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AUTOSAR功能安全機制（一）內(nèi)存分區(qū)與實現(xiàn)
2.3邏輯監(jiān)控
邏輯監(jiān)控是一種用于檢查軟件正確執(zhí)行的技術(shù)，側(cè)重于控制流錯誤。
在應(yīng)用程序的無差錯執(zhí)行期間，控制流錯誤會導(dǎo)致與有效（即編碼/編譯）程序序列的背離。如果以不正確的順序處理一個或多個程序指令，或者甚至根本不處理，則會發(fā)生不正確的控制流。例如，控制流錯誤可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)損壞或其他軟件故障。
2.3.1故障模式
根據(jù)ISO26262，以下與時序和執(zhí)行相關(guān)的故障可被視為 SWC之間干擾的原因：
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執(zhí)行阻塞
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死鎖
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活鎖
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執(zhí)行時間分配不正確
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軟件要素之間的同步不正確
程序序列的邏輯和時間符號在汽車行業(yè)中使用，例如在ISO26262中提到，作為檢測處理單元（即CPU，微控制器）故障的度量，以及作為檢測硬件時鐘故障的度量。
程序序列執(zhí)行中的錯誤（即程序序列執(zhí)行無效）可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞、進(jìn)程崩潰或違反故障靜默。ISO26262、IEC61508、MISRA要求/建議對程序序列進(jìn)行邏輯監(jiān)控。
2.3.2描述
對程序執(zhí)行序列的邏輯監(jiān)控允許在應(yīng)用程序的無差錯執(zhí)行期間檢測導(dǎo)致與有效程序序列背離的錯誤。如果以不正確的順序處理單個或多個程序指令，或者根本沒有處理，則會發(fā)生不正確的程序流。
Watchdog Manager監(jiān)控AUTOSAR ECU中應(yīng)用軟件的執(zhí)行。監(jiān)控的邏輯單元稱為監(jiān)控單元。在AUTOSAR中，受監(jiān)控實體和AUTOSAR構(gòu)建模塊之間沒有固定的關(guān)系。通常，受監(jiān)控實體可以表示一個SWC或一個可運行的SWC、BSW模塊或CDD，具體取決于開發(fā)者的選擇。
與受監(jiān)控實體中的邏輯監(jiān)控相關(guān)的位置定義為檢查點。受監(jiān)控實體的代碼與Watchdog Manager的函數(shù)調(diào)用交互。這些調(diào)用用于向Watchdog Manager報告已到達(dá)檢查點。
每個受監(jiān)控實體都有一個或多個檢查點。受監(jiān)控實體的檢查點和檢查點之間的過渡形成一個圖形。
圖形可以有一個或多個始檢查點和一個或多個終檢查點。假設(shè)檢查點屬于同一圖形，則從任何始檢查點開始到最后一個終檢查點結(jié)束的任何順序都是正確的。
受監(jiān)控實體中的圖形，稱為內(nèi)部圖形。來自不同監(jiān)控實體的檢查點可以通過外部轉(zhuǎn)移連接，從而形成外部圖形。
圖11顯示了While-Loop的圖形表示形式，它由檢查點和轉(zhuǎn)移組成。
圖11：While-Loop的抽象控制流圖
在運行時，Watchdog Manager將驗證受監(jiān)控實體是否根據(jù)配置的圖形執(zhí)行。這稱為邏輯監(jiān)控。
此外，Watchdog Manager可以驗證圖形中檢查點和轉(zhuǎn)移的時間。
檢查點之間的轉(zhuǎn)移時間可以通過時限監(jiān)控進(jìn)行驗證，而邏輯監(jiān)控則驗證檢查點的正確順序。
2.3.3檢測與響應(yīng)
在設(shè)計階段，將識別有效的程序序列并對其進(jìn)行建模。在運行時，Watchdog Manager使用此模型來監(jiān)控或監(jiān)控序列的正確執(zhí)行。
Watchdog Manager為時序和邏輯程序流監(jiān)控提供了三種機制：時限監(jiān)控、活體監(jiān)控和邏輯監(jiān)控。
監(jiān)控機制是靜態(tài)配置的。對于受監(jiān)控實體的監(jiān)控，可以采用多種監(jiān)控機制。
根據(jù)每個已啟用機制的結(jié)果，計算受監(jiān)控實體的狀態(tài)（稱為“局部狀態(tài)”）。當(dāng)確定每個受監(jiān)控實體的狀態(tài)時，然后根據(jù)每個局部監(jiān)控狀態(tài)，確定整個MCU的狀態(tài)（稱為全局監(jiān)控狀態(tài)）。
根據(jù)每個受監(jiān)控實體的局部監(jiān)控狀態(tài)和全局監(jiān)控狀態(tài)，Watchdog Manager會啟動一系列機制，以從監(jiān)控失敗中恢復(fù)。這些范圍從受監(jiān)控實體內(nèi)的本地錯誤恢復(fù)到ECU的全局重置。
可以采用以下錯誤恢復(fù)機制：
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受監(jiān)控實體中的錯誤處理
如果受監(jiān)控實體是SWC或CDD，則Watchdog Manager可以通過RTE模式機制通知受監(jiān)控實體監(jiān)控失敗。然后，受監(jiān)控實體可以采取措施從該故障中恢復(fù)。
Watchdog Manager可能會在檢測到監(jiān)控故障時向診斷事件管理器（DEM）注冊一個條目。受監(jiān)控實體可能會根據(jù)該錯誤條目執(zhí)行恢復(fù)操作。 -
分區(qū)關(guān)閉
如果Watchdog Manager模塊在位于不受信的分區(qū)中的受監(jiān)控實體中檢測到supervision故障，則Watchdog Manager模塊可以通過調(diào)用BswM來請求分區(qū)關(guān)閉。
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通過硬件看門狗重置
Watchdog Manager向看門狗接口指示看門狗接口何時不再觸發(fā)硬件看門狗。在硬件看門狗超時后，硬件看門狗將重置ECU或MCU。這導(dǎo)致ECU和/或MCU硬件的重新初始化以及軟件的完全重新初始化。
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立即復(fù)位MCU
如果需要對監(jiān)控故障立即做出全局響應(yīng)，Watchdog Manager可能會直接導(dǎo)致MCU復(fù)位。這將導(dǎo)致MCU硬件和整個軟件的重新初始化。
注：AUTOSAR文檔“應(yīng)用程序級錯誤處理說明”提供了有關(guān)錯誤處理的其他信息。在文檔中，解釋了如何執(zhí)行錯誤處理以及可以從何處獲取所需數(shù)據(jù)（例如替代值）。此外，本文檔還提供了有關(guān)如何在 AUTOSAR中執(zhí)行 OS-Applications/分區(qū)終止和重新啟動的詳細(xì)說明（用戶手冊）。
2.3.4限制
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對于邏輯監(jiān)控，Watchdog Manager不支持任何重疊的圖形-一個檢查點應(yīng)屬于最多一個圖形。這是能夠?qū)⑹盏降臋z查點通知分配給圖形所必需的。
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Watchdog Manager不支持對并發(fā)執(zhí)行的監(jiān)控實體進(jìn)行邏輯監(jiān)控，因為它一次只跟蹤圖形的一個實例。
為了關(guān)閉或重新啟動（作為錯誤響應(yīng)）包含受監(jiān)控實體的分區(qū)，集成代碼（ OS-Applications的重新啟動任務(wù)）必須通過調(diào)用Watchdog Manager的可用功能來停用（或停用+激活）所有受監(jiān)控實體（或停用+激活）所涉及的分區(qū)。
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