隐藏故障检测电路及利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法

摘要

本发明的实施方式公开了一种隐藏故障检测电路及利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法。该隐藏故障检测电路包括功能模块，用于指示所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板中的工作状态；以及隐藏故障检测模块，用于根据所述功能模块的输出，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。根据本发明的实施方式，可以检测并消除隐藏故障。

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及电路的故障检测领域，更具体地，涉及一种隐藏故障检测电路及利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法。

背景技术

高可用性(简称为HA)是指通过尽量缩短因日常维护操作(计划)和突发的系统崩溃(非计划)所导致的停机时间，以提高系统和应用的可用性。HA系统是目前企业防止核心计算机系统因隐藏故障停机的最有效手段。

HA系统设计要求如下两个根本准则：1、没有单点故障(SinglePoint0f Failure，简称为SPOF)；2、没有关键隐藏故障。只有在满足这两个准则时，才能保证系统的高可靠性。

在当前HA设计中，通过失效模式与影响分析(Failure Mode andEffects Analysis，简称为FMEA)，在设计过程中有把握实现第一准则“没有SPOF”。但是，第二准则“没有关键隐藏故障”不是百分之百有把握的。下面以插入信号指示电路为例进行详细说明。

图1是图示根据相关技术的插入信号指示电路100的示图，如图1所示，包括两个ICM板(也称为ICM A和ICM B)，它们可以分别插入到机框(chassis)中，即与背板(midplane)耦合。当将ICM板插入到机框中时，可以通过将板上的一个电阻器(Ra1)接地以便将信号S1_N降低，从而指示ICM板的插入状态。这一S1_N可由电源单元(PSU，可包括PSU A和PSU B)感测并且用作用于PSU导通或关断其本身的启用／禁用信号。需要说明的是，在ICM A和ICM B上的电路的实施方式相同。

然而，这种插入状态指示电路形成如下隐藏故障情况：

对于低电平有效的插入状态指示电路，如果在一个ICM板上Ra1开路失效，则由于ICM B仍然插在机框中，因此共享的S1_N保持为低而不管Ra1的失效。也就是说，在插入状态指示电路的常规信号输出端无法正常体现出来的故障称之为隐藏故障。

在这一情况中，如果由于一些原因ICM B后来发生故障，必须将其换掉以修复该问题，则将因为没有征兆指示ICM A具有存在于其上的任何失效，所以维修人员将认为ICM A是良好的并且取代ICM B不应该有问题。但是，一旦拉出ICM B，S1_N将跳高并且机框中的所有PSU将关断，引起数据不可用／数据丢失(DU／DL)。

发明内容

为此，本发明实施方式提供了一种隐藏故障检测电路及利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种隐藏故障检测电路，包括：功能模块，用于指示所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板中的工作状态；以及隐藏故障检测模块，用于根据所述功能模块的输出，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，所述工作状态包括所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板的插入状态以及由于所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板中待测输入电压降低所引起的报警状态。

在一个实施方式中，所述隐藏故障检测电路还包括在所述功能模块与所述隐藏故障检测模块之间的中间节点，并且所述隐藏故障检测模块根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，所述隐藏故障检测模块包括：第一耦合模块，与所述功能模块串联耦合；以及隐藏故障指示模块，用于根据所述第一耦合模块和所述功能模块之间的所述中间节点的信号电平，来指示所述功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，所述隐藏故障指示模块包括：第一二极管，其第一端与所述中间节点耦合，第二端用于指示所述功能模块存在的隐藏故障；第二耦合模块，其第一端与所述第一二极管的第二端耦合。

在一个实施方式中，在用于指示所述功能模块存在隐藏故障的电平被设置为高电平时，所述第一二极管的第一端被设置为正极，所述第一二极管的第二端被设置为负极；在用于指示所述功能模块存在隐藏故障的电平被设置为低电平时，所述第一二极管的第一端被设置为负极，所述第一二极管的第二端被设置为正极。

在一个实施方式中，所述功能模块包括：第三耦合模块，与所述第一耦合模块串联耦合；隔离模块，用于隔离所述中间节点的信号电平为高电平或者低电平时对所述工作状态的干扰。

在一个实施方式中，所述第一耦合模块与所述第三耦合模块的电阻值相同。

在一个实施方式中，所述隔离模块包括第二二极管，其第一端与所述中间节点耦合，第二端用于指示所述工作状态。

在一个实施方式中，在用于指示所述功能模块存在隐藏故障的电平被设置为高电平时，所述第二二极管的第一端被设置为负极，所述第二二极管的第二端被设置为正极；在用于指示所述功能模块存在隐藏故障的电平被设置为低电平时，所述第二二极管的第一端被设置为正极，所述第二二极管的第二端被设置为负极。

在一个实施方式中，所述隐藏故障检测电路还包括通用输入输出信号线，所述通用输入输出信号线根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法，所述隐藏故障检测电路包括功能模块以及隐藏故障检测模块，所述方法包括：指示所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板中的工作状态；以及根据所述功能模块的输出，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，所述工作状态包括所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板的插入状态以及由于所述隐藏故障检测电路所属的集成电路板中待测输入电压降低所引起的报警状态。

在一个实施方式中，所述隐藏故障检测电路还包括在所述功能模块与所述隐藏故障检测模块之间的中间节点，根据所述功能模块的输出，来检测所述功能模块存在的隐藏故障包括：所述隐藏故障检测模块根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，利用所述隐藏故障检测电路包括的通用输入输出信号线，根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明的实施方式的上述以及其它目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1是图示根据相关技术的插入信号指示电路100的示图。

图2是图示根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路200的结构框图。

图3是图示使用根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路的插入信号指示电路300的示图。

图4是图示根据相关技术的用于监控多路输入的电路400的示图。

图5是图示使用根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路的监控多路输入的电路500的示图。

图6是图示根据本发明实施方式的利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法的流程图。

应当注意，附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和／或流程图中的每个方框、以及框图和／或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。

图2是图示根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路200的结构框图，如图2所示，包括用于指示该隐藏故障检测电路200所属的集成电路板中的工作状态的功能模块202以及用于根据该功能模块202的输出来检测该功能模块202存在的隐藏故障的隐藏故障检测模块204。

在各个实施方式中，工作状态包括隐藏故障检测电路200所属的集成电路板的插入状态以及由于隐藏故障检测电路200所属的集成电路板中待测输入电压降低所引起的报警状态。

在一个实施方式中，隐藏故障检测电路200还包括在功能模块202与隐藏故障检测模块204之间的中间节点，并且隐藏故障检测模块204根据中间节点的信号电平，来检测功能模块202存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，隐藏故障检测模块204包括：第一耦合模块，与功能模块202串联耦合；以及隐藏故障指示模块，用于根据第一耦合模块和功能模块202之间的中间节点的信号电平，来指示功能模块202存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，隐藏故障指示模块包括：第一二极管，其第一端与中间节点耦合，第二端用于指示功能模块202存在的隐藏故障；第二耦合模块，其第一端与第一二极管的第二端耦合。

在一个实施方式中，在用于指示功能模块202存在隐藏故障的电平被设置为高电平时，第一二极管的第一端被设置为正极，第一二极管的第二端被设置为负极；在用于指示功能模块202存在隐藏故障的电平被设置为低电平时，第一二极管的第一端被设置为负极，第一二极管的第二端被设置为正极。

在一个实施方式中，功能模块202包括：第三耦合模块，与第一耦合模块串联耦合；隔离模块，用于隔离中间节点的信号电平为高电平或者低电平时对工作状态的干扰。

在一个实施方式中，第一耦合模块与第三耦合模块的电阻值相同。

在一个实施方式中，隔离模块包括第二二极管，其第一端与中间节点耦合，第二端用于指示工作状态。

在一个实施方式中，在用于指示功能模块202存在隐藏故障的电平被设置为高电平时，第二二极管的第一端被设置为负极，第二二极管的第二端被设置为正极；在用于指示功能模块202存在隐藏故障的电平被设置为低电平时，第二二极管的第一端被设置为正极，第二二极管的第二端被设置为负极。

在一个实施方式中，所述隐藏故障检测电路还包括通用输入输出(GPIO)信号线，所述通用输入输出信号线根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

下面将结合图3至图5对本发明实施方式的实现过程进行描述。

图3是图示使用根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路的插入信号指示电路300的示图，如图3所示，包括n组状态指示电路，其输出的指示信号分别为S1_N、S2_N......Sn_N。为了描述清楚的目的，下面以S1_N、S2_N......Sn_N分别代表该n组状态指示电路。如下面将更加详细描述的，S1_N、S2_N......Sn_N可以指示相同的内容(例如都指示插入状态)，也可以指示不同的内容(例如S1_N指示插入状态而S2_N指示输出电压是否在正常范围内)。

下面以仅仅S1_N为例对图3图示的隐藏故障检测电路300进行详细说明。在该隐藏故障检测电路300中，包括用于输出指示信号S1_N(该指示信号S1_N可用于指示该隐藏故障检测电路300所属的集成电路板中的工作状态)的功能模块302(对应于图2中的功能模块202)以及用于根据该功能模块302的输出来检测该功能模块302存在的隐藏故障的隐藏故障检测模块304(对应于图2中的隐藏故障检测模块204)。

在这一实施方式中，同样以上述的低电平有效的插入状态指示电路为例，在正常情况中ICM A中的功能模块302使得S1_N是低电平，用于指示ICM A中的插入状态。这一低电平的插入状态可通过PSU进行检测。当ICM A中的功能模块302例如开路失效时，由于ICM B中的插入状态的作用，S1_N仍然是低电平。同时，由于ICM A中的功能模块302的开路失效，隐藏故障检测模块304将例如在GPIO信号线输出高电平，用于指示该功能模块302存在隐藏故障。因此，当维修人员后续试图取代ICM B时，他可以从隐藏故障检测模块304的例如GPIO信号线获知ICM A存在的隐藏故障(即开路失效)。如果是，则他将不会直接取代ICM B，从而可以避免由于直接取代ICMB所引起的S1_N升高，进而保证机框中的所有PSU导通。

在一个实施方式中，隐藏故障检测电路300还可以包括功能模块302与隐藏故障检测模块304之间的中间节点306，并且隐藏故障检测模块304可以根据中间节点306的信号电平来检测功能模块302存在的隐藏故障。在这一实施方式中，对于功能模块302的各种可能的输出，隐藏故障检测模块304以中间节点306的信号电平为准来检测功能模块302存在的隐藏故障，该用于检测的信号电平可以按需被设置为高电平或者低电平。

在一个实施方式中，隐藏故障检测模块304可以包括：第一电阻Rb1(对应于上述第一耦合模块)，与功能模块302串联耦合；以及第一二极管Db1和第二电阻R1(二者结合在一起对应于上述隐藏故障指示模块)，用于根据第一电阻Rb1和功能模块302之间的中间节点306的信号电平来指示该功能模块306存在的隐藏故障。在这一实施方式中，功能模块302与第一电阻Rb1在Vcc和地之间串联耦合，中间节点306位于功能模块302和第一电阻Rb1之间，其使得当功能模块302例如开路失效时，中间节点306的信号电平将是高电平，用于指示该功能模块302存在隐藏故障。

在一个实施方式中，第一二极管Db1的第一端与中间节点306耦合并且第二端用于指示该功能模块302存在的隐藏故障；第二电阻R1的第一端与第一二极管Db1的第二端耦合。对于该第一二极管Db1，在用于指示该功能模块302存在隐藏故障的电平被设置为高电平时(对应于上述的低电平有效的状态指示电路)，第一二极管Db1的第一端可以被设置为正极，第一二极管Db1的第二端可以被设置为负极，因此可以避免低电平有效的状态指示对高电平有效的隐藏故障指示的干扰；类似地，在用于指示该功能模块302存在隐藏故障的电平被设置为低电平时(对应于高电平有效的状态指示电路)，第一二极管Db1的第一端可以被设置为负极，第一二极管Db1的第二端可以被设置为正极，即使得二极管的方向倒转，因此可以避免高电平有效的状态指示对低电平有效的隐藏故障指示的干扰。

在另一实施方式中，功能模块302可以包括：第三电阻Ra1(对应于上述第三耦合模块)，与第一电阻Rb1串联耦合；以及第二二极管Da1(对应于上述隔离模块)，其第一端与中间节点306耦合，第二端用于指示上述将要指示的状态。对于该第二二极管Da1，在用于指示该功能模块302存在隐藏故障的电平被设置为高电平时(对应于上述的低电平有效的状态指示电路)，第二二极管Da1的第一端可以被设置为负极，第二二极管Da1的第二端可以被设置为正极，因此可以避免高电平有效的隐藏故障指示对低电平有效的状态指示的干扰；类似地，在用于指示该功能模块302存在隐藏故障的电平被设置为低电平时(对应于高电平有效的状态指示电路)，第二二极管Da1的第一端可以被设置为正极，第二二极管Da1的第二端可以被设置为负极，即使得二极管的方向倒转，因此可以避免低电平有效的隐藏故障指示对高电平有效的状态指示的干扰。

此外，在上述各个实施方式中，第一电阻Rb1与第三电阻Ra1的电阻值可以相同。

在一个实施方式中，隐藏故障检测电路300还包括GPIO信号线，该GPIO信号线根据中间节点306的信号电平，来检测功能模块302存在的隐藏故障。在这一实施方式中，该GPIO信号线可以根据类似于中间节点306的多个中间节点的信号电平，来检测对应的多个功能模块存在的隐藏故障。下面以S1_N和S2_N二者为例对图3图示的隐藏故障检测电路300检测多个功能模块存在的隐藏故障进行说明。

在该隐藏故障检测电路300中，包括例如用于输出指示信号S1_N(该指示信号S1_N例如用于指示该隐藏故障检测电路300所属的集成电路板中的插入状态)的第一功能模块302以及在该第一功能模块302与该隐藏故障检测模块304之间的第一中间节点306。在该隐藏故障检测电路300中，还包括例如用于输出指示信号S2_N(该指示信号S2_N例如用于指示该隐藏故障检测电路300所属的集成电路板中的输出电压是否在正常范围内的状态)的第二功能模块308以及在该第二功能模块308与该隐藏故障检测模块304之间的第二中间节点310。

在这一实施方式中，可以利用上述GPIO信号线汇总第一中间节点306和第二中间节点310检测到的隐藏故障，以便指示该隐藏故障检测电路300所属的集成电路板整体存在的隐藏故障，这一指示功能可以利用或运算二极管来实现。在这一实施方式中，当维修人员后续获知该集成电路板整体存在隐藏故障时，他可以用新的集成电路板直接取代该存在隐藏故障的集成电路板，而不必关注于该存在隐藏故障的集成电路板中的哪个或那些功能模块存在隐藏故障。

本发明实施方式还提供了一种隐藏故障检测电路的应用场景，用于更加清晰的说明本发明实施方式中的发明构思。

图4是图示根据相关技术的用于监控多路输入的电路400的示图，如图4所示，包括n组输入监控电路，其中每组输入监控电路中都存在一个运算放大器，用于通过其一个输入端监控一路输入，其输入信号分别为输入1、输入2......输入n。当n个输入中的任何输入下降到各自阈值之下时，其输出将被降低作为故障报警信号。然而，这一监控多路输入的电路中存在有隐藏故障，即，耦合在运算放大器另一个输入端的R1至Rn之中的任何电阻失效。在R1至Rn之中的任何电阻失效的情况下，由于输出总是汇总n个输入的监控结果，因此该失效有可能不被维修人员获知。

图5是图示使用根据本发明实施方式的隐藏故障检测电路的监控多路输入的电路500的示图。图5中，包括用于输出指示信号(该指示信号可用于指示该隐藏故障检测电路500所属的集成电路板中的n个输入的状态)的功能模块502以及用于根据该功能模块502的输出来检测该功能模块502存在的隐藏故障的隐藏故障检测模块504。

在这一实施方式中，同样以上述的低电平有效的监控多路输入的电路为例，在正常情况中功能模块502使得输出是高电平，用于指示多路输入的正常输入状态。当功能模块502例如开路失效时，隐藏故障检测模块504将例如在GPIO信号线输出低电平，用于指示该功能模块502存在隐藏故障，使得触发隐藏故障处理程序。

在一个实施方式中，隐藏故障检测电路500还可以包括功能模块502与隐藏故障检测模块504之间的中间节点506，并且隐藏故障检测模块504可以根据中间节点506的信号电平来检测功能模块502存在的隐藏故障。在这一实施方式中，对于功能模块502的各种可能的输出，隐藏故障检测模块504以中间节点506的信号电平为准来检测功能模块502存在的隐藏故障。

图6是图示根据本发明实施方式的利用隐藏故障检测电路检测隐藏故障的方法的流程图，该隐藏故障检测电路可以采用上述的包括功能模块以及隐藏故障检测模块的电路形式，该方法可以包括如下的步骤。

步骤602：指示隐藏故障检测电路所属的集成电路板中的工作状态。

步骤604：根据功能模块的输出，来检测功能模块存在的隐藏故障。

在各个实施方式中，该工作状态包括隐藏故障检测电路所属的集成电路板的插入状态以及由于隐藏故障检测电路所属的集成电路板中待测输入电压降低所引起的报警状态。

在一个实施方式中，该隐藏故障检测电路还包括功能模块与隐藏故障检测模块之间的中间节点，使得上述步骤604可以如下实现：该隐藏故障检测模块根据中间节点的信号电平，来检测功能模块存在的隐藏故障。

在一个实施方式中，利用所述隐藏故障检测电路包括的通用输入输出信号线，根据所述中间节点的信号电平，来检测所述功能模块存在的隐藏故障。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。