嵌入式系統中看門狗概述。。。

????? 一直以來對于嵌入式中的watch dog（看門狗）都比較陌生，一直都不知道它到底是做什么的，單從名字上看也不知其所以然，然后就在網上找到了一篇blog，就是再說看門狗的作用和概述，原文如下：

?1、概述：

????? WATCHDOG對于沒有底層開發經驗的開發人員來說，可能比較陌生，但是它在系統起到非常重要的作用，相當于系統警察，當系統發生嚴重錯誤（如程序進入死循環等）不能恢復的時候，WATCHDOG能夠讓系統重啟。WATCHDOG的應用主要是在嵌入式操作系統中，避免了系統在無人干預時長時間掛起的情況。

?2、WATCHDOG模塊

????? 在比較高檔的嵌入式硬件芯片中，都有一個WATCHDOG模塊，如果在MCU/MPU中沒有集成WATCHDOG，一般會在此嵌入式系統中加一個專門的WATCHDOG芯片來實現WATCHDOG機制。此模塊主要的功能包括：

????? 1、提供WATCHDOG控制寄存器和配置寄存器，供軟件開發人員根據系統需要進行靈活配置。

????? 2、提供一接口，使應用軟件能夠定時給WATCHDOG“喂狗”。

????? 3、提供WATCHDOG機制，當系統進入不可恢復錯誤時，能產生一個不可屏蔽中斷來通知系統自動重啟（一般這樣，也有改變為其他處理方式的），只有相應的復位信號才能清除它。

?3、WATCHDOG的實現方式：

????? 對于WATCHDOG模塊的實現，不同的硬件芯片有不同的方式，這里介紹2中工作方式：

????? 1、利用系統操作系統時鐘來實現WATCHDOG

????? 在Intel XScale系列中，利用了操作系統時鐘的比較寄存器3（OSMR3）做為WATCHDOG的運行主體，當系統的WATCHDOG激活后，軟件就必須在一定時間內從OSMR3讀出當前的計數，然后加上一定的計數值（下一次到期的計數值），再寫回到OSMR3中，軟件一直周期性的重復這個過程，如果軟件沒有重新寫入新的計數使定時器到期，此OSMR3會利用一個GPIO觸發系統復位。

????? 2、芯片的專門WATCHDOG模塊

????? 對于現在的很多芯片，已經集成了專門的WATCHDOG模塊，比如ARM11的芯片，WATCHDOG模塊中，提供了比較靈活的配置和控制機制：

????? A、寬范圍設置過期時間間隔,從0。5秒到128秒可以用戶配置

????? B、可以靈活配置在低功耗下，使用或者停止WATCHDOG功能

????? C、可以靈活配置在DEBUG等狀態下，使用或者停止WATCHDOG功能

????? 根據不同的系統，設置好相應的寄存器，激活WATCHDOG后，需要應用程序周期性的服務WATCHDOG，即我們所說的“喂狗”，對于 WATCHDOG模塊，需要定時向Watchdog Service Register按順序寫入0x5555,0xaaaa.一般在WATCHDOG模塊中還會提供Watchdog Reset Status Register，從中可以找到復位的具體原因。

????? 3、單片機的WATCHDOG實現

????? 許多單片機片內自帶看門狗電路，單片機復位時將片內自帶看門狗電路禁止，只有當程序訪問該電路時，電路啟動。如51系列單片機對SFR中的0A6H 地址順序寫入＃01EH、#0E1H；而96系列單片機則對SFR中的0A6H地址順序寫入＃1EH、#0E1H；工控主機板上看門狗電路本身并不要求復位后重新啟動，但BIOS在復位后將板上看門狗禁止，啟動和喂狗方法與單片機相同。如研祥的FSC-1713主板，在WatchDog編程狀態，只要執行如下兩條指令：

????? outportb(0x2e,0xf6)；??

????? outportb(0x2f,TIME-OUT-VALUE)；

可實現WatchDog的啟停，其中TIME-OUT-VALUE ≠0啟動；TIME-OUT-VALUE =0停止[2] 。能夠用指令禁止看門狗是為了適應用戶程序開發階段的需要，這同時給看門狗啟動和運行失敗留下了后門，在看門狗啟動時或啟動前遇干擾而使程序跑飛，則看門狗啟動失敗，無法行使監控職能。

????? 4、結論

????? WATCHDOG在嵌入式系統中發揮著非常重要的作用，其實現方式也千差萬別，根據不同的硬件設計，可以選用不同的WATCHDOG，但它們的作用是一樣的：保證系統在出現不可恢復錯誤時，能夠自動讓系統重啟。

參考資料：

1.Intel XScale Pocessor Developer's Manual????

2.Arm11 芯片用戶手冊

3.WatchDog失效機理與對策研究

????? 以上就是原文，對我理解看門狗有一定的幫助，也希望能夠幫助大家。

linux嵌入式系統開發之看門狗---應用篇
“小濤哥，你的這個什么板子是不是壞了啊，為啥老是重啟，好奇怪啊….”小王好奇的指著我心愛的板子說。

“笨死啦，沒看到嗎，我昨天化了一上午寫的一個看門狗程序…”我生氣而又無奈的說。

“等等，啥？看門狗？我聽過哈巴狗，牡羊狗，落水狗，流浪狗，還就是沒聽說過你的說的那個啥子看門狗 ”小王嘴一噘鎖，“哼，你是看我不懂，忽悠我的吧”..

“切，不懂就是不懂，這還就是你沒聽過的看門狗 ”我故意提高了音調說。

? 算啦，也不賣官腔了，開始今天的課程----linux嵌入式系統開發之看門狗----應用篇。

? 話說這個看門狗，還真是形象。什么個意思呢？就是一直“狗”它會盯著系統的定時器，如果定時器的時間值到了，你還沒有喂它東西的話，它肯定就不爽了，就把你的系統重啟，懲罰一下你，為啥這么久了不喂它東西吃。所以嘛，為了保持系統正常運行，就要在定時器到之前不斷的喂它東西吃，賄賂一下它。

?? 回到這個程序，為了不是看門狗叫（重啟咱們的電腦），就不斷地要從終端輸入字符來喂狗（清空定時器，讓計時值總是從0開始計數），這樣的話，就可以保持狗不會饑餓，也就不會重啟我們的電腦了。不多說了，咱們結合代碼來詳細介紹。

必要的頭文件#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/signal.h>
#include <termios.h>

struct watchdog_info{
??? unsigned int options;?? //options the card/driver supprots 19????????
??? unsigned int firmware_version;? //firmcard version of the card
??? unsigned char identity[32];???? //identity of the board 21
?};

#define WATCHDOG_IOCTL_BASE 'W'
#define WDIOC_GETSUPPORT _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 0, struct watchdog_info)
#define WDIOC_SETTIMEOUT _IOWR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 6, int)
#define WDIOC_GETTIMEOUT _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 7, int) 27
#define WDIOS_DISABLECARD 0x0001??????? /* Turn off the watchdog timer */
#define WDIOS_ENABLECARD 0x0002 /* Turn on the watchdog timer */
#define WDIOC_SETOPTIONS _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 4, int)
#define WDIOC_KEEPALIVE _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 5, int)

int Getch (void)?? //無回顯的從屏幕輸入字符，來達到喂狗的目的
{
???? int ch;
???? struct termios oldt, newt;?? //終端設備結構體
???? tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);?? //獲得終端屬性
???? newt = oldt;
???? newt.c_lflag &= ~(ECHO|ICANON);?? //設置無回顯屬性
???? tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);? //設置新的終端屬性
???? ch = getchar();?? //從鍵盤輸入一個數據
???? tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);? //恢復終端設備初始設置
???? return ch;
}
?//suspend some seconds
int zsleep(int millisecond)
{
???? unsigned long usec;
???? usec=1000*millisecond;
???? usleep(usec); //睡眠usec秒
}
int Init()
{
???? int fd;
???? //open device file
???? fd = open("/dev/watchdog",O_RDWR);?? //打開看門狗設備
????? if(fd < 0)
???? {
???????? printf("device open fail\n");
???????? return -1;
???? }
???? return fd;
}

int main(int argc,char **argv)
{
???? int fd,ch;
???? int i,j;
???? char c;
???? struct watchdog_info wi;
???? fd=Init();? //打開終端看門狗設備
???? //讀板卡信息，但不常用
????? ioctl(fd,WDIOC_GETSUPPORT,&wi);
???? printf("%d,%s\n",wi.options,wi.identity);
???? //讀看門狗溢出時間，默認是5s
???? //重新設置時間為10s
???? i=5;
???? printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETTIMEOUT,&i));
???? //讀新的設置時間
????? printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_GETTIMEOUT,&i));
???? printf("%d\n",i);
???? //看門狗開始和停止工作，打開和關閉設備具有同樣的功能
???? //關閉
????? i=WDIOS_DISABLECARD;
???? printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETOPTIONS,&i));
???? //打開
????? i=WDIOS_ENABLECARD;
???? printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETOPTIONS,&i));
???? while(1)
???? {
?????????? zsleep(100);
?????????? if((c=Getch())!=27){
??????????????? //輸入如果不是ESC，就喂狗，否則不喂狗，到時間后系統重啟
??????????????? ioctl(fd,WDIOC_KEEPALIVE,NULL);
??????????????? //write(fd,NULL,1);???? //同樣是喂狗
?????????? }
???? }
??? close(fd);?? //關閉設備
???? return 0;
}
“小王，看清楚了嗎？這就是看門狗的應用程序，可不是你說的什么流浪狗，哈巴狗”我拍拍小王的頭說。