[0001] 本实用新型涉及看门狗技术领域，特别是涉及一种基于看门狗芯片的复位电路以及复位控制系统。

[0002] 看门狗为一种定时器电路，分为内部看门狗和外部看门狗，用于监控主控芯片故障情况。其中，内部看门狗易受故障影响无法正常工作，因此，在工程中，为了确保控制系统在任何情况下都能正常工作，常采用外部看门狗实现对主控芯片的监控功能，以防止主控芯片因时序失效、程序代码跑飞导致的死机。

[0003] 相关技术中，外部看门狗芯片无法应用于对安全性有更高要求的场景中。通常对安全性有更高要求的应用中，需要选用具有危害分析和风险评估功能的外部看门狗芯片，实现对主控芯片运行状态的监控，以降低因故障造成的伤害从而达到安全目标。为了使得看门狗满足安全要求，本领域技术人员常采用带有ASIL(Automotive Safety Integration Level，功能安全等级)的电源管理芯片作为外部看门狗，然而，实际应用中存在部分看门狗芯片仅能实现故障的监测，无法输出复位信号，进而无法控制主控芯片重启，影响系统的可用性。实用新型内容

[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于看门狗芯片的复位电路以及复位控制系统。

[0005] 第一个方面，本实施例提供了一种基于看门狗芯片的复位电路，所述复位电路的输入端与看门狗芯片的输出端连接，所述复位电路的输出端与主控芯片的复位端连接；所述复位电路包括：延迟电路和电平转换电路；

[0006] 所述延迟电路的输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述延迟电路的输出端与所述电平转换电路的第一输入端连接；用于当所述看门狗芯片的输出端输出故障信号时，延时预设时间生成第一阶梯信号；

[0007] 所述电平转换电路的第二输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述电平转换电路的输出端与所述主控芯片的复位端连接；用于对所述看门狗芯片的输出端输出的故障信号以及所述延迟电路的输出端输出的所述第一阶梯信号进行电平转换，生成复位信号；所述复位信号用于控制所述主控芯片重启。

[0008] 在其中一个实施例中，所述延迟电路包括RC充放电电路，所述RC充放电电路的输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述RC充放电电路的输出端与所述电平转换电路的第一输入端连接；用于通过所述RC充放电电路的充放电，延时预设时间生成所述第一阶梯信号。

[0009] 在其中一个实施例中，所述RC充放电电路包括：电阻和电容；

[0010] 所述电阻的一端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述电阻的另一端与所述电平转换电路的第一输入端连接；所述电容的一端与所述电阻和所述电平转换电路的第一输入端之间的串联点连接，所述电容的另一端接地。

[0011] 在其中一个实施例中，所述电平转换电路包括：反向输出电路和信号整合电路；

[0012] 所述反向输出电路的输入端与所述延迟电路的输出端连接，所述反向输出电路的输出端与所述信号整合电路的第一输入端连接；用于对所述延迟电路的输出端输出的所述第一阶梯信号进行电平转换，生成第二阶梯信号；

[0013] 所述信号整合电路的第二输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述信号整合电路的输出端与所述主控芯片的复位端连接；用于对所述看门狗芯片的输出端输出的故障信号以及反向输出电路的输出端输出的所述第二阶梯信号进行信号整合，生成复位信号。

[0014] 在其中一个实施例中，所述电平转换电路包括：逻辑门电路。

[0015] 在其中一个实施例中，所述反向输出电路包括非门电路；

[0016] 所述非门电路的输入端与所述延迟电路的输出端连接，所述非门电路的输出端与所述信号整合电路的第一输入端连接。

[0017] 在其中一个实施例中，所述信号整合电路包括或门电路；

[0018] 所述或门电路的第一输入端与所述非门电路的输出端连接；所述或门电路的第二输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述或门电路的输出端与所述主控芯片的复位端连接。

[0019] 在其中一个实施例中，所述看门狗芯片与所述主控芯片连接；用于检测所述主控芯片是否存在故障，若存在故障，则所述看门狗芯片的输出端输出故障信号，所述故障信号为低电平信号。

[0020] 在其中一个实施例中，所述看门狗芯片包括电源管理芯片。

[0021] 第二个方面，本实施例提供了一种复位控制系统，所述复位控制系统包括：主控芯片、看门狗芯片以及上述第一方面任意一实施例所述的复位电路；所述复位电路的输入端与所述看门狗芯片的输出端连接，所述复位电路的输出端与所述主控芯片的复位端连接。

[0022] 上述复位电路包括延迟电路和电平转换电路，将复位电路的输入端与看门狗芯片的输出端连接，复位电路的输出端与主控芯片的复位端连接；当主控芯片发生故障后，看门狗芯片的输出端产生故障信号，通过延迟电路延时预设时间产生第一阶梯信号，并通过信号整合电路输出满足主控芯片重启的复位信号，通过复位信号，控制主控芯片在发生故障之后重启，从而提高主控芯片系统的可用性。

[0029] 为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

[0030] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

[0031] 可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

[0032] 可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

[0033] 可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

[0034] 在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

[0035] 相关技术中，当外部看门狗芯片监控主控芯片出现异常运行时，无法输出满足主控芯片重启所需的复位信号，导致主控芯片在遇到故障之后无法恢复至初始状态，影响系统的可用性。为此，本申请提出了一种基于看门狗芯片的复位电路以及复位控制系统。

[0036] 在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于看门狗芯片的复位电路，复位电路200的输入端与看门狗芯片100的输出端连接，复位电路200的输出端与主控芯片300的复位端连接。其中，复位电路200包括延迟电路210和电平转换电路220；

[0037] 延迟电路210的输入端与看门狗芯片100的输出端连接，延迟电路210的输出端与电平转换电路220的第一输入端连接；用于看门狗芯片100的输出端输出故障信号时，延时预设时间生成第一阶梯信号；

[0038] 电平转换电路220的第二输入端与看门狗芯片100的输出端连接，电平转换电路220的输出端与主控芯片300的复位端连接，用于对看门狗芯片100的输出端输出的故障信号以及延迟电路210的输出端输出的第一阶梯信号进行电平转换，生成复位信号，进而控制主控芯片300重启。

[0039] 具体的，看门狗芯片100的输出端，用于输出与主控芯片300运行状态相关的状态信号，该状态信号分为正常信号和故障信号，通过复位电路200实现信号电平的转换，进而控制主控芯片300是否重启。

[0040] 具体的，当看门狗芯片100监测到主控芯片300发生故障后，看门狗芯片100的输出端输出故障信号，经复位电路200将故障信号转换成主控芯片300重启所需的复位信号，其中复位信号为先低电平后高电平的上升沿信号。

[0041] 在具体的实施例中，延迟电路210接收到看门狗芯片100的输出端输出的故障信号之后，延迟预设时间生成第一阶梯信号。其中，预设时间可以根据主控芯片300的型号进行自行设定，仅需该预设时间能够满足主控芯片300重启所需的时间即可，本实施例对预设时间的值不做具体限定。当故障信号为低电平，而前一时刻的正常信号为高电平时，产生的第一阶梯信号为先高电平后低电平的下降沿信号。电平转换电路220接收延迟电路210的输出端输出的第一阶梯信号以及看门狗芯片100的输出端输出的故障信号进行电平转换后，生成复位信号，即上升沿信号，从而控制主控芯片300重启。本实施例通过在看门狗芯片100和主控芯片300之间搭建延迟电路210和电平转换电路220，解决了看门狗芯片100无法输出上升沿信号，进而控制主控芯片300重启的问题。

[0042] 在一个实施例中，延迟电路210包括RC充放电电路，RC充放电电路的输入端与看门狗芯片100的输出端连接，RC充放电电路的输出端与电平转换电路220的第一输入端连接，用于通过RC充放电电路的充放电特性，延时预设时间生成第一阶梯信号。

[0043] 具体的，当RC充放电电路接收到故障信号之后，RC充放电电路开始放电形成高电平，当放电结束之后形成低电平，从而生成第一阶梯信号，也即下降沿信号。本实施例在看门狗芯片100的输出端输出故障信号之后，利用RC充放电电路的充放电特性，生成下降沿信号，再经电平转换电路220产生满足主控芯片300重启所需的上升沿信号，避免了新增可复位的外部看门狗芯片以实现主控芯片300重启，但不满足系统对安全性要求的问题。例如，实际应用中，对安全性有更高要求的场景优选具备ASIL的外部看门狗芯片用于监控主控芯片300的运行状态。通常安全性等级由低至高依次分别为QM、ASIL A、ASIL B、ASIL C、ASIL D；其中，QM级别的芯片不能满足ASIL需求，而能满足ASIL需求的高安全等级芯片，在检测到主控芯片300发生故障时，会产生下拉信号，但该下拉信号无法控制主控芯片300重启。

[0044] 需要说明的是，上述RC充放电电路仅为延迟电路210的一种实施方式，延迟电路210还可以是任意能够满足，在接收到故障信号之后，延时预设时间生成第一阶梯信号的电路。

[0045] 具体的，参看图2，RC充放电电路包括电阻R和电容C；电阻R的一端与看门狗芯片100的输出端PG连接，电阻R的另一端与电平转换电路220的第一输入端连接；电容C的一端与电阻R和电平转换电路220的第一输入端之间的串联点连接，电容C的另一端接地。

[0046] 通过调整上述电阻R和电容C的大小，可以调整预设时间，以在预设时间之后生成第一阶梯信号，从而满足不同类型的主控芯片300的重启需求，本实施例对电阻R和电容C的值不做具体限定。示例的，当主控芯片300无故障，看门狗芯片100的输出端PG输出正常信号，该正常信号为高电平信号时，此时该高电平信号经过电阻R之后会给电容C充电，直至达到电容C最终可充到的电压值为止；当主控芯片300发生故障，看门狗芯片100的输出端PG会输出故障信号，该故障信号为低电平信号时，此时电容C开始放电，使得RC充放电电路的输出端输出一定时间的高电平后再转为低电平，即生成第一阶梯信号。本实施例利用简单的RC充放电电路，产生主控芯片300重启所需的第一阶梯信号，节省了更换芯片带来的项目成本，并节省了软件适配其他芯片额外所需的开发时间。

[0047] 在一个实施例中，电平转换电路220包括：反向输出电路和信号整合电路；反向输出电路的输入端与延迟电路210的输出端连接，反向输出电路的输出端与信号整合电路的第一输入端连接；用于对延迟电路210的输出端输出的第一阶梯信号进行电平转换，生成第二阶梯信号；信号整合电路的第二输入端与看门狗芯片100的输出端连接，信号整合电路的输出端与主控芯片300的复位端连接，用于对看门狗芯片100的输出端输出的故障信号以及反向输出电路的输出端输出的第二阶梯信号进行信号整合，生成复位信号。

[0048] 具体的，反向输出电路接收到第一阶梯信号，对第一阶梯信号进行电平转换，示例的，当第一阶梯信号为先高电平后低电平的下降沿信号时，通过反向输出电路进行电平转换后，得到第二阶梯信号，该第二阶梯信号为先低电平后高电平的上升沿信号。信号整合电路对故障信号以及第二阶梯信号进行信号整合后，生成复位信号。电平转换电路220包括逻辑门电路，用于整合输入的信号以输出满足主控芯片300所需要的复位信号，提高系统的可用性。

[0049] 参看图2，本实施例反向输出电路包括非门电路221；非门电路221的输入端与延迟电路210的输出端连接，即非门电路221的输入端与RC充放电电路的输出端Out1连接，非门电路221的输出端Out2与信号整合电路的第一输入端连接。

[0050] 参看图2，本实施例信号整合电路包括或门电路222；或门电路222的第一输入端与非门电路221的输出端Out2连接；或门电路222的第二输入端与看门狗芯片100的输出端PG连接，或门电路222的输出端与主控芯片300的复位端Reset连接。

[0051] 可以理解，上述逻辑门电路还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到产生复位信号的功能即可。

[0052] 在一个实施例中，看门狗芯片100与主控芯片300连接，用于检测所主控芯片300是否存在故障；若正常无故障，则看门狗芯片100的输出端输出正常信号，该信号为高电平信号；若存在故障，则看门狗芯片100的输出端输出故障信号，该信号为低电平信号。

[0053] 具体的，参看图3，若主控芯片300正常无故障时，看门狗芯片100的输出端PG默认输出高电平信号，此时，或门电路222的第二输入端，输入高电平信号，因此，或门电路222的输出端输出的信号仍然为高电平信号，即主控芯片300的复位端Reset保持高电平，不会重启主控芯片300；若主控芯片300存在故障时，看门狗芯片100的输出端PG输出低电平信号，该低电平信号经RC充放电电路延时预设时间T生成第一阶梯信号，即经RC充放电电路的输出端Out1输出由高电平转为低电平的下降沿信号；第一阶梯信号经非门电路221实现信号翻转，得到第二阶梯信号，即经非门电路221的输出端Out2输出由低电平转为高电平的上升沿信号，将第二阶梯信号与看门狗芯片100的输出端输出的故障信号同时输入或门电路222，此时，或门电路222的输出端输出由低电平转换为高电平的复位信号，即主控芯片300的复位端Reset的信号从高电平转换为低电平再转换为高电平，实现主控芯片300的重启。
本实施例通过电平转换电路220将看门狗芯片100的输出端输出的故障信号以及延迟电路
210的输出端输出的第一阶梯信号进行电平转换，生成由低电平转为高电平的复位信号，用于控制主控芯片300重启，提高了主控芯片300发生故障后的可恢复性以及系统的可用性。

[0054] 在一个实施例中，看门狗芯片100包括电源管理芯片，即PMIC芯片，例如，MPS70160芯片。一方面，用于监控主控芯片300运行状态输出相应的状态信号；另一方面，用于评估和量化主控芯片300发生故障后带来的风险从而达到安全目标，满足系统对功能安全的要求。

[0055] 在一个实施例中，复位控制系统包括主控芯片300、看门狗芯片100以及上述任意一项实施例中的复位电路200；复位电路200的输入端与看门狗芯片100的输出端连接，复位电路200的输出端与主控芯片300的复位端连接；用于实现主控芯片300运行故障的监控以及在故障发生后实现主控芯片300的重启，达到同时满足系统安全性和可用性的目的。

[0056] 上述基于看门狗芯片的复位电路以及复位控制系统，不仅实现了对主控芯片300的故障监控和故障后的自动重启，还实现了对主控芯片300发生故障后带来的危害和风险进行分析评估，达到了兼顾可用性和安全性的目的。

[0057] 此外，本申请提供的基于看门狗芯片的复位电路以及复位控制系统，一方面，避免了因增加芯片带来的整体电路成本的上升；第二方面，避免了项目开发过程中更换看门狗芯片对开发周期和开发工作量带来的影响；第三方面，避免了选用满足自动复位功能，但无法兼顾满足系统对安全性更高要求的芯片。

[0058] 在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

[0059] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0060] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。