[发明专利]一种计算机中央处理器的抗干扰方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，尤其是涉及一种计算机中央处理器的抗干扰方法。

背景技术

计算机控制系统的抗干扰是计算机软、硬件设计中必须考虑的重要问题，而程序计数器PC的抗干扰俗称“程序跑飞”问题，又是设计中需主要解决的问题之一。现有解决“程序跑飞”的常用方法包括设置“Watchdog”监视器、设置程序指针陷阱或使用复位指令等。上述方法虽可在程序受干扰、进入死循环或硬件故障时使系统复位，但上述存在的以下主要问题，即不能实时监测程序的运行状况，导致不能及时发现程序的干扰情形，并且相应处理干扰的方法也不合理。

2005年10月5日公开的发明专利申请CN1677363中披露了一种计算机CPU抗干扰的设计方法，通过该方法虽然能够实时监测程序的运行，及时发现程序的干扰并能够以合理的方法处理干扰，但该方法的硬件实现较为复杂。

通过对计算机控制系统抗干扰的研究，在“程序跑飞”的故障中，程序计数器PC的内容变化有一定规律的。为了便于分析，设计算机总的程序存储空间为Mt，实际程序存储器占用的空间为Mr：其中程序所占用的实际程序存储器的空间为Mo，未被程序所占用的实际程序存储器的空间为M_e。这样以来，程序计数器PC被干扰后其内容可能分布于以下三个区：第一、空白程序存储区M_e：未被程序所占用的实际程序存储器的空间，即M_e＝Mr-Mo；第二、空闲程序存储区M_f：未使用的程序存储空间，即M_f＝Mt-Mr；第三、程序存储区Mo：程序所占用的实际程序存储器的空间，Mo＝Mr-M_e。

我们以PC被干扰后其内容分布在程序存储器空间的区域不同，将干扰分为三种：M_e区干扰；Mo区干扰；M_f区干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种计算机中央处理器的抗干扰方法，其硬件设计简单且步骤少、使用操作简便，能够简易解决程序在空白程序存储区M_e和空闲程序存储区M_f的干扰问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种计算机中央处理器的抗干扰方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、在计算机中央处理器即CPU初始化时，将其程序所占用的最大地址写入一个增设的程序最大地址寄存器PCMAX中；

步骤二、在CPU按照程序计数器PC的内容取指令码前，将程序计数器PC与程序最大地址寄存器PCMAX的内容均输入至一个增设的程序地址比较器PCP中进行比较：

当前者等于或小于后者时，CPU正常执行；

当前者大于后者时，所述程序地址比较器PCP输出一中断信号至一个增设的不可屏蔽中断源USINT，不可屏蔽中断源USINT产生中断并使得CPU进入中断服务程序。

步骤二中所述的中断服务程序为相应干扰处理程序、系统报警程序、复位或初始化操作程序。

步骤二中所述的程序地址比较器PCP与一个增设的程序地址比较专用寄存器PCPSR相接。

步骤一所述的程序最大地址寄存器PCMAX和所述程序计数器PC的位数相同且均为N位。

步骤二中所述程序地址比较器PCP的位数为N位。

所述程序地址比较器PCP为N位的双输入比较器。

所述程序地址比较专用寄存器PCPSR的位数为N/2位；且在CPU复位时，置所述程序最大地址寄存器PCMAX的内容为全“1”，置所述程序地址比较专用寄存器PCPSR为禁止程序地址比较器PCP工作的状态；步骤一中将CPU进行初始化且将其程序所占用的最大地址写入程序最大地址寄存器PCMAX时，置所述程序地址比较专用寄存器PCPSR为开启程序地址比较器PCP的状态。