技术领域
[0001] 本
发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种电子系统异常状态检测系统及方法。
背景技术
[0002] 通常将由电子元器件或部件组成的能够产生、传输、采集或处理电
信号及信息的客观实体称之为电子系统，通常电子系统由输入、输出、信息处理三大部分组成,用来实现对某些信息的处理,控制或带动某种负载，例如应用到一个
服务器，或者一个车载系统等。
[0003] 多个
芯片组成板卡(一种印制
电路板，简称PCB板，制作时带有插芯，可以插入计算机的主
电路板(
主板)的插槽中，用来控制
硬件的运行，比如显示器、采集卡等设备，安装驱动程序后，即可实现相应的硬件功能)，再由多个板卡组成系统整机(电子系统)，由于电子系统中包含由大量的芯片，在电子系统运行过程中，某些芯片可能出现
过热，过载或程序跑飞(是指系统受到某种干扰后,程序计数器PC的值偏离了给定的唯一变化历程,导致程序运行偏离正常的运行路径)等异常，此时电子系统如果无法及时检测到出现异常的芯片，则会导致整个系统无法安全可靠的运行，
现有技术中存在对某一种异常情况(例如过热)进行监控处理的情况，但是无法同时对多种异常情况进行检测和提供对应的解决方案。
[0004] 因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术
缺陷，本发明提供一种电子系统异常状态检测系统及方法，通过芯片的特定
接口将芯片的
健康状态传递给系统，系统根据检测到的信息判定当前芯片的健康状态，并根据需要对芯片执行降频、复位、重启动、断电等操作以恢复芯片到正常工作状态或暂时停止该芯片的工作，以避免影响系统总体的状态，确保整个系统能够安全可靠的运行。
[0006] 本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0007] 一种电子系统异常状态检测系统，其中，所述电子系统异常状态检测系统包括：
[0008] 由多个芯片组成的板卡，由多个板卡组成的电子系统；
[0009] 与所述电子系统连接的系统健康管理单元，所述系统健康管理单元通过模拟
开关连接并控制多个板卡，所述系统健康管理单元用于通过SPI接口向各个板卡发送健康检测
请求，并接收和处理板卡上报的异常信息；
[0010] 每个板卡均设置有一个板卡健康管理单元，所述板卡健康管理单元通过模拟开关连接并控制多个芯片，所述板卡健康管理单元用于向板卡上的各个芯片发送健康检测请求，并接收和处理芯片上报的异常信息；
[0011] 每个芯片均设置有一个芯片健康管理单元，所述芯片健康管理单元用于读取芯片上各个参数信息并判断各个参数是否处于正常范围内，并处理参数的异常信息。
[0012] 所述的电子系统异常状态检测系统，其中，所述芯片健康管理单元读取芯片上的参数信息包括：
电压、
电流、
温度以及看
门狗信息。
[0013] 一种电子系统异常状态检测方法，其中，所述电子系统异常状态检测方法包括：
[0014] 板卡接收系统健康管理单元发送的健康检测请求，再通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求；
[0015] 芯片健康管理单元读取各个参数信息，并根据参数的异常对应进行调节，经过处理后的参数未恢复时将异常信息上报到板卡健康管理单元；
[0016] 板卡健康管理单元根据异常信息进行调节处理后，若芯片仍然存在异常，则切断异常芯片的供电，并上报异常信息到系统健康管理单元；
[0017] 系统健康管理单元根据芯片异常信息进行调节处理后，若板卡仍然存在异常，则切断异常板卡的供电，并将异常信息上报给设备管理员。
[0018] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，所述板卡接收系统健康管理单元发送的健康检测请求，再通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求具体包括：
[0019] 系统健康管理单元通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求；
[0020] 当板卡接收到健康管理单元发送的健康检测请求后，通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求。
[0021] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，所述芯片健康管理单元读取各个参数信息，并根据参数的异常对应进行调节，经过处理后的参数未恢复时将异常信息上报到板卡健康管理单元具体包括：
[0022] 当板卡上的芯片接收到健康检测请求后，通过芯片健康管理单元读取芯片内部的各个参数信息；
[0023] 判断读取的参数信息是否处于正常范围内，当参数信息未处于正常范围内时根据参数的异常对应进行调节；
[0024] 经过处理后的参数仍然不正常时，则通过SPI接口将异常信息上报到板卡健康管理单元。
[0025] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，当板卡上的芯片接收到健康检测请求后，通过芯片健康管理单元读取芯片内部的电压、电流、温度以及看门狗信息；
[0026] 如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行芯片内主动降频操作；
[0027] 如果当前看门狗信息发生异常，则复位当前芯片。
[0028] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，所述板卡健康管理单元根据异常信息进行调节处理后，若芯片仍然存在异常，则切断异常芯片的供电，并上报异常信息到系统健康管理单元具体包括：
[0029] 板卡健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，并重新发送健康检测请求给芯片；
[0030] 如果检测到芯片仍然存在异常，则板卡健康管理单元切断异常芯片的供电，并通过SPI接口将异常信息上报到系统健康管理单元。
[0031] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，当板卡健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行板卡的主动降频操作。
[0032] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，所述系统健康管理单元根据芯片异常信息进行调节处理后，若板卡仍然存在异常，则切断异常板卡的供电，并将异常信息上报给设备管理员具体包括：
[0033] 系统健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，并重新发送健康检测请求给板卡；
[0034] 如果检测到板卡仍然存在异常，则系统健康管理单元切断异常板卡的供电，并通过SPI接口将异常信息上报给设备管理员。
[0035] 所述的电子系统异常状态检测方法，其中，当系统健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行系统的主动降频操作。
[0036] 本发明公开了一种电子系统异常状态检测系统及方法，板卡接收系统健康管理单元发送的健康检测请求，再通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求；芯片健康管理单元读取各个参数信息，并根据参数的异常对应进行调节，经过处理后的参数未恢复时将异常信息上报到板卡健康管理单元；板卡健康管理单元根据异常信息进行调节处理后，若芯片仍然存在异常，则切断异常芯片的供电，并上报异常信息到系统健康管理单元；系统健康管理单元根据芯片异常信息进行调节处理后，若板卡仍然存在异常，则切断异常板卡的供电，并将异常信息上报给设备管理员。本发明通过检测电子系统运行过程中出现的异常情况，进行相应的操作以恢复异常芯片运行，并确保整个电子系统能够安全可靠的运行。
附图说明
[0037] 图1是本发明电子系统异常状态检测系统的较佳
实施例的结构原理图；
[0038] 图2是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例的
流程图；
[0039] 图3是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中步骤S10的流程图；
[0040] 图4是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中步骤S20的流程图；
[0041] 图5是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中步骤S30的流程图；
[0042] 图6是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中步骤S40的流程图；
[0043] 图7是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中以程序跑飞
异常检测及处理进行说明的流程图；
[0044] 图8是本发明电子系统异常状态检测方法的较佳实施例中以芯片温度异常检测及处理进行说明的流程图。
具体实施方式
[0045] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0046] 如图1所示，本发明的整个检测系统分为三个级别，从大到小分别是电子系统(系统健康管理单元)、板卡(板卡健康管理单元)、芯片(芯片健康管理单元)，电子系统由多个(N个)板卡组成，所述系统健康管理单元通过模拟开关连接并控制多个板卡，所述系统健康管理单元通过模拟开关分别控制多个板卡，板卡由多个(N个)芯片组成，所述板卡健康管理单元通过模拟开关连接并控制多个芯片，系统健康管理单元通过模拟开关与多个板卡连接，同时与电子系统的电源、复位、时钟管理单元连接，每个板卡均设置有一个板卡健康管理单元，板卡健康管理单元与各自板卡的电源、复位、时钟管理单元连接，板卡健康管理单元通过模拟开关与多个芯片连接，模拟开关通过SPI接口与芯片健康管理单元连接(每个芯片均设置有一个芯片健康管理单元)，芯片健康管理单元同时监控四大参数，分别为温度监控、电压监控、电流监控和看门狗监控，各个板卡的电源、复位、时钟管理单元控制该板卡上的每个芯片的时钟复位
频率。
[0047] 具体地，所述系统健康管理单元通过模拟开关连接并控制多个板卡，所述系统健康管理单元用于通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求，并接收和处理板卡上报的异常信息；所述板卡健康管理单元用于向板卡上的各个芯片发送健康检测请求，并接收和处理芯片上报的异常信息；所述芯片健康管理单元用于读取芯片上各个参数信息并判断各个参数是否处于正常范围内，并处理参数的异常信息。
[0048] 基于上述电子系统异常状态检测系统，本发明较佳实施例所述的电子系统异常状态检测方法，如图2所示，所述电子系统异常状态检测方法包括以下步骤：
[0049] 步骤S10、板卡接收系统健康管理单元发送的健康检测请求，再通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求。
[0050] 具体地，芯片内置看门狗、电压、电流、温度检测电路，系统可以逐级通过专用的SPI接口(SPI：Serial Peripheral Interface，串行外设接口)查询各个板卡、芯片的工作状态，并进行逐级控制处理，本级处理后仍然异常的上报上级健康检测单元处理。
[0051] 因此，首先由系统健康管理单元通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求；当各个板卡接收到系统通过SPI发送来的健康检测请求时，由其板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求。
[0052] 具体过程请参阅图3，其为本发明提供的网络切换控制方法中步骤S10的流程图。
[0053] 如图3所示，所述步骤S10包括：
[0054] S11、系统健康管理单元通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求；
[0055] S12、当板卡接收到健康管理单元发送的健康检测请求后，通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求。
[0056] 步骤S20、芯片健康管理单元读取各个参数信息，并根据参数的异常对应进行调节，经过处理后的参数未恢复时将异常信息上报到板卡健康管理单元。
[0057] 具体过程请参阅图4，其为本发明提供的网络切换控制方法中步骤S20的流程图。
[0058] 如图4所示，所述步骤S20包括：
[0059] S21、当板卡上的芯片接收到健康检测请求后，通过芯片健康管理单元读取芯片内部的各个参数信息；
[0060] S22、判断读取的参数信息是否处于正常范围内，当参数信息未处于正常范围内时根据参数的异常对应进行调节；
[0061] S23、经过处理后的参数仍然不正常时，则通过SPI接口将异常信息上报到板卡健康管理单元。
[0062] 具体地，板卡上的芯片接收到健康检测请求后，由芯片健康管理单元读取其内部的电压、电流、温度、看门狗(WatchDog)信息，并进行判断，如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行芯片内主动降频操作，降频是指通过配置芯片的PLL(Phase Locked Loop，
锁相回路或
锁相环，用来统一整合时脉讯号，使高频器件正常工作，如内存的存取资料等)降低芯片工作频率，以降低芯片功耗和温度的处理方式；如果看门狗信息发生异常则复位当前芯片，复位是指将芯片恢复到上电初始状态的一种处理方式，能够将芯片从异常中恢复。经过芯片内健康检测及处理后，如果芯片电压、电流、温度或者看门狗信息仍然不正常，则通过SPI将异常信息上报到板卡健康管理单元。
[0063] 步骤S30、板卡健康管理单元根据异常信息进行调节处理后，若芯片仍然存在异常，则切断异常芯片的供电，并上报异常信息到系统健康管理单元。
[0064] 具体过程请参阅图5，其为本发明提供的网络切换控制方法中步骤S30的流程图。
[0065] 如图5所示，所述步骤S30包括：
[0066] S31、板卡健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，并重新发送健康检测请求给芯片；
[0067] S32、如果检测到芯片仍然存在异常，则板卡健康管理单元切断异常芯片的供电，并通过SPI接口将异常信息上报到系统健康管理单元。
[0068] 具体地，板卡健康管理单元接收到芯片的健康异常信息，并进行判断，如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行板卡的主动降频操作；并重新发送健康检测请求给芯片(之前出现异常的芯片)，如果板卡降频后芯片仍然存在异常，则板卡健康管理单元切断芯片的供电，并通过SPI将异常信息上报到系统健康管理单元。
[0069] 步骤S40、系统健康管理单元根据芯片异常信息进行调节处理后，若板卡仍然存在异常，则切断异常板卡的供电，并将异常信息上报给设备管理员。
[0070] 具体过程请参阅图6，其为本发明提供的网络切换控制方法中步骤S40的流程图。
[0071] 如图6所示，所述步骤S40包括：
[0072] S41、系统健康管理单元接收芯片发送的异常信息进行调节处理后，并重新发送健康检测请求给板卡；
[0073] S42、如果检测到板卡仍然存在异常，则系统健康管理单元切断异常板卡的供电，并通过SPI接口将异常信息上报给设备管理员。
[0074] 具体地，系统健康管理单元接收到芯片的健康异常信息，并进行判断，如果当前电压过低、电流过高或者温度过高，则执行系统的主动降频操作；并重新发送健康检测请求给板卡(之前出现异常的板卡)，如果系统降频后板卡仍然存在异常，则系统健康管理单元切断板卡的供电，并将异常上报给设备管理员。
[0075] 下面以两个具体实施例进行说明：
[0076] (1)程序跑飞异常检测及处理
[0077] 如图7所示，当电子系统中某个板卡的某颗芯片程序跑飞时，可以通过如下流程检测和处理：
[0078] S101，由系统健康管理单元通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求；
[0079] S102，当板卡接收到系统健康管理单元通过SPI发送来的健康检测请求时，由板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求；
[0080] S103，板卡上的芯片接收到健康检测请求后，由芯片健康管理单元读取其内部的电压、电流、温度、WatchDog信息；
[0081] S104，判断WatchDog信息是否异常，当是时执行S105，当否时执行S109；
[0082] S105，此时由于板卡上的芯片已经跑飞，芯片健康管理单元会检测到WatchDog发生异常，则芯片健康管理单元发送复位给该芯片的时钟复位频率控制单元；
[0083] S106，控
制芯片进行复位操作，上报复位信息给板卡健康管理单元；
[0084] S107，处理完成后，板卡健康管理单元上报复位信息给系统健康管理单元；
[0085] S108，系统健康管理单元记录板卡的芯片复位信息，并结束本次健康检测；
[0086] S109，若WatchDog信息无异常，上报无异常信息给板卡健康管理单元；
[0087] S110，板卡健康管理单元上报无异常信息给系统健康管理单元；
[0088] S111，系统健康管理单元记录本次检测信息，并结束本次健康检测。
[0089] 需要说明的是：如果由于芯片的跑飞和复位导致板卡上其他芯片，或系统中其他板卡上的芯片出现异常，则异常检测和处理遵循相同的处理流程。
[0090] (2)芯片温度异常检测及处理
[0091] 如图8所示，当电子系统中某个板卡的某颗芯片温度出现异常时，可以通过如下流程检测和处理：
[0092] S201，系统健康管理单元通过SPI接口向各个板卡发送健康检测请求；
[0093] S202，当板卡接收到系统通过SPI发送来的健康检测请求时，由其板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求；
[0094] S203，板卡上的芯片接收到健康检测请求后，由芯片健康管理单元读取其内部的电压、电流、温度、WatchDog信息；
[0095] S204，判断温度是否异常，当是时执行S205，当否时执行S208；
[0096] S205，此时由于板卡上的芯片温度出现异常，芯片健康管理单元检测到异常温度，芯片健康管理单元根据当前异常温度值发送降频命令给该芯片的时钟复位频率控制单元；
[0097] S206，芯片按照当前温度进行降频，降频后芯片健康管理单元继续检测芯片内部的温度变化；
[0098] S207，继续判断温度是否发生异常，当是时执行S214，当否时执行S211；
[0099] S208，上报无异常信息给板卡健康管理单元；
[0100] S209，板卡健康管理单元上报无异常信息给系统健康管理单元；
[0101] S210，系统健康管理单元记录本次检测信息；
[0102] S211，若温度无异常，上报降频信息给板卡健康管理单元；
[0103] S212，板卡健康管理单元上报降频信息给系统健康管理单元；
[0104] S213，系统健康管理单元记录本次检测信息；
[0105] S214，如果在降频后特定时间T内，芯片温度未恢复正常，则复位芯片，并上报异常温度信息给板卡的健康管理单元；
[0106] S215，板卡健康管理单元接收到芯片的温度异常信息后，对板卡进行降频，并重新发送健康检测请求给芯片；
[0107] S216，判断板卡降频后芯片的温度是否异常，当是时执行S217，当否时执行S220；
[0108] S217，如果板卡降频后芯片仍然存在温度异常，则板卡健康管理单元切断芯片的供电；
[0109] S218，通过SPI接口将异常信息上报到系统健康管理单元；
[0110] S219，系统健康管理单元接收到板卡的芯片的温度异常信息和芯片断电信息后，记录信息并上报给系统管理员；
[0111] S220，如果板卡降频后芯片温度正常，则处理流程结束，并上报降频信息给系统健康管理单元；
[0112] S221，系统健康管理单元记录本次检测信息。
[0113] 本发明为电子系统级逐级检测异常并处理异常，本发明检测异常包括电压、电流、温度和看门狗信息，对电子系统健康检测更完整，且本发明采用了逐级的检测及处理机制，当电子系统出现异常时，能够在不影响其他正常工作的芯片功能的情况下处理异常。
[0114] 本发明中的电子系统包括普通PC机，用于
云计算和存储的服务器，也包括嵌入式的车载电子系统等。
[0115] 本发明能检测电子系统运行过程中出现的程序跑飞、芯片温度过高、芯片工作电压、电流异常等状态，并进行相应的操作以恢复异常芯片运行，并确保整个系统能够安全可靠的运行。
[0116] 综上所述，本发明提供一种电子系统异常状态检测系统及方法，板卡接收系统健康管理单元发送的健康检测请求，再通过板卡健康管理单元向板卡上各个芯片发送健康检测请求；芯片健康管理单元读取各个参数信息，并根据参数的异常对应进行调节，经过处理后的参数未恢复时将异常信息上报到板卡健康管理单元；板卡健康管理单元根据异常信息进行调节处理后，若芯片仍然存在异常，则切断异常芯片的供电，并上报异常信息到系统健康管理单元；系统健康管理单元根据芯片异常信息进行调节处理后，若板卡仍然存在异常，则切断异常板卡的供电，并将异常信息上报给设备管理员。本发明通过检测电子系统运行过程中出现的异常情况，进行相应的操作以恢复异常芯片运行，并确保整个电子系统能够安全可靠的运行。
[0117] 当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过
计算机程序来指令相关硬件(如处理器，
控制器等)来自动完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为
存储器、磁碟、光盘等。
[0118] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附
权利要求的保护范围。
