[发明专利]操作系统内核级实时看门狗监控装置及其监控方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式系统的应用程序监控技术领域，具体涉及一种基于嵌入式系统内核驱动程序的实现以及监控应用程序的方法，尤其是一种利用内核看门狗(Watchdog)来监控应用程序的方法。

背景技术

近年来随着各个行业信息化的持续深入，嵌入式系统、因其可定制性已广泛应用于网络通信、消费电子、制造、工业控制、安防系统等多个领域。

为了适应软件日益增长的功能密度，应用程序的数量必定越来越大，给系统的可靠性带来诸多不稳定因素，再因嵌入式系统软件本身特性，经过长时间的运行，可能有应用程序会出现些问题，激烈的市场竞争，都要求我们必须、及时的生产出满足市场需求的高可靠性的产品，来抢占市场。而软件产品的高可靠性的基石是要有一个实时性高的手段来监控各个应用程序的运行状态。

但是由于使用了集成度更高，频率更快，应用程序的功能及数量更大的系统，对应用程序的监控就更加复杂。目前现有技术进行监控应用程序的方法通常是使用专门的应用程序来监控其他应用程序，其优点在于专用程序与应用程序都处于应用层，实现起来简单方便。但不可忽视的缺点是其实时性较差。

发明内容

本发明目的在于提供一种操作系统内核级实时看门狗监控装置，解决了现有技术中监控应用程序时实时性较差等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种操作系统内核级实时看门狗监控装置，包括看门狗模块，其特征在于所述看门狗模块设置在系统内核内，且通过内核级驱动对应用程序进行注册、取消注册和复位操作，所述内核看门狗模块至少包括：

定时器模块，所述定时器模块用于当定时器内规定时间轮转到后进行检测每个已注册的应用程序是否超时，当已注册的应用程序超时时所述看门狗模块启动复位模块进行操作系统复位操作；当已注册的应用程序未超时时定时器模块规定时间继续轮转；当定时器内规定时间未轮转到时，所述看门狗模块根据应用程序的执行启动注册模块或取消注册模块或复位模块进行相应操作；

注册模块，当有应用程序请求注册时，接受应用程序的注册；

取消注册模块，当有已注册应用程序请求取消注册时，接受取消注册已注册应用程序；

复位模块，用于接受复位信号，重启操作系统进行复位。

优选的，所述操作系统内核内嵌入看门狗驱动，当操作系统启动时，操作系统内核启动注册看门狗驱动运行看门狗模块。

优选的，所述看门狗模块内设置应用程序动态链表，当注册模块进行应用程序注册时，所述动态链表增加应用程序的节点；当取消注册模块进行取消注册操作时，所述动态链表删除请求取消注册的应用程序节点；当复位模块进行复位操作时，对活动链表中该应用程序的复位时间进行清零操作。

优选的，所述定时器模块的规定时间由应用程序规定，当应用程序未规定时，通过操作系统内核或CPU指定定时器的固定时间片。

本发明的另一目的在于提供一种操作系统内核级实时看门狗监控方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)看门狗模块内定时器模块检查规定时间轮转的状态，当规定时间未超时时进行步骤(2)；当规定时间超时时进行步骤(3)；

(2)看门狗模块中注册模块响应应用程序的注册操作；复位模块响应应用程序的复位操作；取消注册模块响应已注册的应用程序的取消注册操作；

(3)当已注册的应用程序超时时看门狗模块启动复位模块进行操作系统复位操作；当已注册的应用程序未超时时定时器模块规定时间继续轮转循环。

优选的，所述方法还包括在步骤(1)前进行启动操作系统，进行注册看门狗模块驱动的步骤。

优选的，所述方法步骤(2)中当应用程序请求复位看门狗信号，复位模块接受复位信号，重启操作系统进行复位。

优选的，所述操作系统为嵌入式linux系统。

本发明设计了一种操作系统内核级Watchdog监控应用程序的方法，在操作系统内核内增加了内核看门狗Watchdog模块，借助操作系统内核Watchdog接收应用程序的注册、复位Watchdog和取消注册，进而实现对应用程序的监控的过程，通过运行在内核态的驱动来完成对应用程序的实时监控，操作简单，而且解决了现有技术中使用专用应用程序监控应用程序实时性差的技术问题。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1.本发明的操作系统内核级实时看门狗监控装置通过在操作系统内核模块中设置看门狗Watchdog模块，实现内核级启动看门狗，操作简单，同时又满足复杂系统功能实时性的要求，为产品的高可靠性提供好的保障。