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　　看門狗定時(shí)器(WDT)強(qiáng)制嵌入式微處理器或微控制器響應(yīng)無(wú)效的軟件狀態(tài)而進(jìn)行復(fù)位(硬件復(fù)位)。這樣的狀態(tài)可能很簡(jiǎn)單，例如由軟件錯(cuò)誤、宇宙射線或EMI(電磁干擾)之類的事件引起的觸發(fā)寄存器位。我們常見的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，串口服務(wù)器、DTU、工業(yè)路由器等都有看門狗保護(hù)功能。

　　WDT的典型應(yīng)用

　　防止微處理器鎖定是WDT的典型應(yīng)用。通常，嵌入式軟件具有一個(gè)“主循環(huán)”，該主循環(huán)可調(diào)用多個(gè)子程序來(lái)指導(dǎo)各種活動(dòng)。然后，在循環(huán)的頂部將WDT復(fù)位一次。如果循環(huán)由于任何原因無(wú)法正確執(zhí)行，則看門狗將啟動(dòng)，并且設(shè)備將被重置。

　　具有WDT的系統(tǒng)特別適合檢測(cè)誤碼。瞬時(shí)位錯(cuò)誤是由中斷引起的，包括軟存儲(chǔ)故障以及EMI放電到存儲(chǔ)設(shè)備及其接口中。這些位錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)的極性反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)進(jìn)出嵌入式處理器。當(dāng)在獲取程序信息時(shí)發(fā)生此位錯(cuò)誤時(shí)，微處理器將開始執(zhí)行錯(cuò)誤代碼。潛在地，處理器可能開始執(zhí)行操作數(shù)而不是操作碼。當(dāng)處理器開始執(zhí)行此錯(cuò)誤代碼時(shí)，它將無(wú)法正確執(zhí)行為看門狗服務(wù)的代碼。在超時(shí)間隔之后，看門狗將導(dǎo)致處理器復(fù)位。在正確設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，此重置將更正原始錯(cuò)誤。

　　還要注意，WDT無(wú)法立即檢測(cè)到故障。根據(jù)定義，WDT必須在重置處理器之前達(dá)到預(yù)定時(shí)間間隔的末尾。這個(gè)事實(shí)解釋了為什么在WDT可以糾正失控條件之前，應(yīng)選擇最短的超時(shí)間隔來(lái)到期。

　　內(nèi)部與外部WDT

　　WDT可以位于微處理器(例如MAXQ2000微控制器)內(nèi)部，也可以作為獨(dú)立IC外部使用，也可以作為支持ASIC的一部分嵌入。無(wú)論WDT是內(nèi)部的還是外部的，每種設(shè)備類型都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。內(nèi)部計(jì)時(shí)器可以節(jié)省金錢，但可能會(huì)受到失控代碼的影響。外部WDT的實(shí)現(xiàn)成本稍高，但它具有獨(dú)立的時(shí)鐘源，因此具有更好的可靠性。如果配置正確，則無(wú)法通過(guò)失控代碼來(lái)繞過(guò)或禁用它。

　　內(nèi)部與外部WDT的優(yōu)缺點(diǎn)

　　WDT基本操作

　　每個(gè)WDT的核心都是計(jì)數(shù)器寄存器。時(shí)鐘源連續(xù)遞增計(jì)數(shù)器寄存器，當(dāng)它溢出時(shí)，看門狗邏輯將強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位。為防止這種復(fù)位，您必須定期執(zhí)行“維修看門狗”過(guò)程中的清零計(jì)數(shù)器寄存器。外部WDT IC具有數(shù)字輸入，可在每次從低到高或從高到低的轉(zhuǎn)換時(shí)清除計(jì)數(shù)器寄存器。對(duì)于內(nèi)部WDT，“服務(wù)”實(shí)現(xiàn)有所不同。例如，可以通過(guò)設(shè)置寄存器位(MOVE WDCN.0，#1)來(lái)服務(wù)MAXQ2000的WDT。PIC微控制器和其他微處理器使用專用指令(CLRWDT)來(lái)服務(wù)計(jì)數(shù)器寄存器。

　　正確運(yùn)行的軟件應(yīng)提供具有足夠規(guī)律性的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，以使計(jì)數(shù)器寄存器永遠(yuǎn)不會(huì)溢出。但是軟件可能陷入無(wú)限循環(huán)或開始失控執(zhí)行，因此不會(huì)清除計(jì)數(shù)器寄存器。這種情況最終會(huì)觸發(fā)重置。WDT周期是計(jì)數(shù)器溢出所需的時(shí)間。為防止復(fù)位，看門狗服務(wù)之間的間隔必須短于超時(shí)時(shí)間。

　　一些WDT包含比基本計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)更高級(jí)的功能。常見的變化是“窗口式”或“最小/最大” WDT。當(dāng)看門狗維修太慢或太快時(shí)，此功能會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。如果在計(jì)數(shù)器寄存器中的數(shù)字低于某個(gè)閾值時(shí)有清除計(jì)數(shù)器寄存器的信號(hào)到達(dá)，則器件將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位。簡(jiǎn)而言之，如果維修太快，看門狗會(huì)發(fā)出系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，從而在晶體振蕩器開始以晶體標(biāo)稱頻率的諧波運(yùn)行時(shí)阻止微處理器工作。另一個(gè)功能是通過(guò)邏輯輸入(外部看門狗)或寄存器位(內(nèi)部看門狗)禁用WDT。

　　WDT的變化豐富，而工業(yè)路由器中的看門狗功能是對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行的保護(hù)方式，是看門狗定時(shí)器中的一種。這種保護(hù)機(jī)制可以助力聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目通訊過(guò)程中的穩(wěn)定性，達(dá)到不因聯(lián)網(wǎng)設(shè)備宕機(jī)造成的數(shù)據(jù)中斷。為數(shù)據(jù)傳輸工作提供良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。