看门狗,这里所说的看门狗又叫watchdog timer,从本质上来说就是一个定时器电路,一般有一个输入和一个输出,其中的输入叫做喂狗,输出一般连接到另外一个部分的复位端,另外一个部分就是所要处理的部分,暂且称之为MCU。他的作用是防止程序跑飞,确保在系统出现异常时能自动重启。
看门狗原理
在产品化的嵌入式系统中,为了使系统在异常情况下能自动复位,一般都需要引入看门狗。看门狗其实就是一个可以在一定时间内被复位的计数器。当看门狗启动后,计数器开始自动计数,经过一定时间,如果没有被复位,计数器溢出就会对CPU产生一个复位信号使系统重启(俗称“被狗咬”)。系统正常运行时,需要在看门狗允许的时间间隔内对看门狗计数器清零(俗称“喂狗”),不让复位信号产生。如果系统不出问题,程序保证按时“喂狗”,一旦程序跑飞,没有“喂狗”,系统“被咬”复位。简单原理图如下:
看门狗的种类
在现在的嵌入式系统中主要可以分为两种类型的看门狗:
1、CPU内部自带的看门狗:此类看门狗一般是将一个芯片中的定时器来作为看门狗,通过程序的初始化,写入初值,设定溢出时间,并启动定时器。程序按时对定时器赋初值(或复位),以免被咬。这种看门狗是可以被禁用的(只要停止这个定时器即可)。大部分CPU都内置看门狗,硬件原理可参考各芯片数据手册。
优点:可以通过程序改变溢出时间;可以随时禁用
缺点:需要初始化,如果程序在初始化、启动完成前跑飞或在禁用后跑飞,看门狗就无法复位系统,这样看门狗的作用就没有了,系统恢复能力降低。
2、独立的看门狗芯片:这种看门狗主要有一个用于喂狗的引脚(一般与CPU的GPIO相连)和一个复位引脚(与系统的RESET引脚相连),如果没有在一定时间内改变喂狗脚的电平,复位引脚就会改变状态复位CPU。此类看门狗一上电就开始工作,无法禁用。
优点:无须配置,上电即用。无法禁用,系统必须按时喂狗,系统恢复能力高。
缺点:无法灵活配置溢出时间,无法禁用,灵活性降低。