[发明专利]面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法

说明书

本发明涉及面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法。本发明的装置，包括多余度同步周期中断信号源，多余度全局时钟，处理器，时间触发调试代理，余度间交叉通讯总线，调试通讯总线，多余度同步调试器。在面向任务死限监控的任务调度过程中，本方法通过在调试进入断点时记录全局定时值，并得到断点时刻相对于多余度同步周期中断信号源的时间偏移；当系统恢复执行时，通过余度间交叉通讯总线交叉比较周期节拍数，在各余度周期节拍一致的情况下，等待到达合适的时间偏移后，恢复系统执行。本发明的调试方法及装置，对于面向任务死限监控的多余度系统，能够保证任务执行死限不受调试行为的影响，且余度间能够保持同步。

技术领域

本发明属于嵌入式计算机的软件调试技术领域，具体涉及面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法。

背景技术

在航空、航天、航海、高铁等安全关键领域，要求关键控制设备必须在一定的时间内，给出有效的输出值。为此，一般都会将安全关键系统的软件任务按照周期进行调度，并在任务调度的过程中，监控任务执行的死限。一旦任务超出定义的死限，操作系统会立即引发任务的死限超时故障处理，以提示系统进入故障安全态或者余度综合处理。

但是，安全关键系统的这种安全处理策略，会给系统的软件调试带来一定困难。软件调试的实现，一般是通过处理器的调试异常，打断当前的正常任务运行，以便观察任务当前的运行状态，并希望退出调试异常后，任务能够恢复正常的运行。但是，安全关键系统的任务调度时钟，往往是基于某个外部激励的确定性时钟，无法在调试过程中关闭，因此调试结束恢复任务运行时，往往已经超出了任务相对调度时钟允许的监控范围，导致恢复运行的任务立刻进入死限超时故障处理，无法保持正常的运行。此外，对于多余度的安全关键系统而言，进入调试断点后，再恢复运行的过程，往往同时会破坏系统的余度间同步关系，导致系统进入余度间失步的故障处理。

发明内容

本发明的目的是：设计面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法，以解决在保持任务死限监控处理功能的前提下，无法正常使用软件的调试功能的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法为：面向任务死限监控的多余度软件的调试装置，所述的调试装置包括：多余度全局时钟、被调试系统、时间触发调试代理、余度间交叉通讯总线、调试通讯总线、多余度同步调试器；多余度同步调试器发出调试命令并通过调试通讯总线传输；时间触发调试代理根据调试命令设置断点信息，启动被调试系统程序进入断点或退出断点；余度间交叉通讯总线为多个余度处理器之间进行信息交叉传输的总线通道。

所述的多余度全局时钟为多余度同步系统各处理器收到的统一时钟，用于每隔时间周期通过多余度同步周期中断信号源触发系统各节点同步进行任务调度；并用于记录断点进入时刻和断点退出时刻。

所述的时间触发调试代理分布于每一个余度节点上，是被调试系统内部运行的一段调试用代理程序，能够打断被调试程序的运行，并在打断后监控被调试程序的上下文状态，但无法停止多余度同步周期中断信号源及多余度全局时钟。

所述的多余度同步调试器为用户用来监控、调试多余度处理器上运行的被调试程序的装置，用户可以通过多余度同步调试器完成断点，单步运行被调试程序，查看变量功能。

基于面向任务死限监控的多余度软件的调试装置的调试方法步骤如下：

1、记录每个余度节点的断点进入时刻的时钟T2与多余度全局时钟断点进入时刻T2所在周期的周期开始时刻T0的时间偏移T_OFFSET；

2、将多余度全局时钟断点退出时刻所在的周期节拍数进行余度节点间的交叉比较实现余度节点间周期节拍数的同步；

3、记录每个余度节点同步后的断点退出时刻T3与多余度全局时钟同步后的断点退出时刻T3所在周期的周期开始时刻T1的时间偏移T_OFFSET1；