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软件看门狗和硬件看门狗的作用和区别

2019-10-09

工业级无线路由器,作为无线组网中非常重要的设备,洞察客户应用场景,只要是关乎无线组网可靠性的需求,即使是最细微的技术应用都要做到极致,比如看门狗。为什么工业级无线路由器这么重视软硬件看门狗,今天我们就来看看软硬件看门狗区别。

  看门狗,又叫 watchdog timer,是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗,一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一段时间输出一个信号到喂狗端,给 WDT 清零,如果超过规定时间不喂狗(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就会给出一个复位信号到MCU,使MCU复位. 防止MCU死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环或者说程序跑飞。

  工作原理:在系统运行以后也就启动了看门狗的计数器,看门狗就开始自动计数,如果到了一定的时间还不去清看门狗,那么看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断,造成系统复位。所以在使用有看门狗的芯片时要注意清看门狗。

  硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环,或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。

  软件看门狗技术的原理和这差不多,只不过是用软件的方法实现,我们还是以51系列来讲,我们知道在51单片机中有两个定时器,我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间,当产生定时中断的时候对一个变量进行赋值,而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值,在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间,这样在主程序的尾部对变量的值进行判断,如果值发生了预期的变化,就说明T0中断正常,如果没有发生变化则使程序复位。

  对于T1我们用来监控主程序的运行,我们给T1设定一定的定时时间,在主程序中对其进行复位,如果不能在一定的时间里对其进行复位,T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间,给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环,T0监视T1,T1监视主程序,主程序又来监视T0,从而保证系统的稳定运行。

看门狗运作原理

软件、硬件看门狗的主要异同

两者相同点如下:

1) 都是通过定时器实现;定时时间到没有喂狗就进行复位。

2) 都是需要在规定的时间内喂狗。

3) 两者都是靠软件进行喂狗。

两者的主要差异如下:

1) 附加功能:硬件看门狗芯片一般还附带了延迟复位和电源检 测的功能,软件则没有。

2) 屏蔽方法:软件看门狗很容易屏蔽关闭,只需修改其中的寄存器,而硬件看门狗一旦启动不断电就停不下来。

3) 启动方式:软件看门狗很容易启动,只需修改其中的寄存器。硬件一般是收到第一个喂狗信号后就启动。

4) 初始化:硬件看门狗上电后收到第一个喂狗脉冲就完成了初始化,软件看门狗则需要配置相关的寄存器(或者调用相关的看门狗子程序)。

工业路由器看门狗设计

  杭州塔石物联网工业级无线路由器、工业级无线DTU具有双重看门狗,包括软件看门狗与硬件看门狗,当设备终端出现异常时,会智能进行软件唤醒或硬件断电自动重启,实时保障无线组网与无线数据传输畅通无阻。

  软件看门狗包括一个喂狗(kicking the dog or service the dog)进程。喂狗进程按一定的周期执行喂狗操作,该周期小于等于定时器的周期。具体地,当系统正常工作的时候,每隔一段时间输出一个信号到喂狗端,给定时器清零;如果超过规定的时间不喂狗,定时器超时,就会输出一个复位信号到系统,使系统复位,以防止系统死机。

而硬件看门狗开启则不受软件的约束,设备上电就可以依赖上拉电阻提供的高脉冲开启看门狗,只要软件不及时喂狗,就复位,这个是无条件的。所谓一分钱一分货,在电子产品也是适用的。

软件和硬件的看门狗的最主要差异在于开启看门狗的时机,软件看门狗必须初始化(配置)看门狗才能使用,如果软件看门狗是厂商提供的SDK中的一个API接口,开发者又没有能力修改底层的uboot、内核,无法在uboot、内核阶段开启和喂狗,开启看门狗的时机就很晚了,程序就有可能还没有跑到看门狗初始化就挂了,中间的各种幺蛾子都不受控。