嵌入式系统/看门狗定时器

看门狗定时器

在嵌入式环境中，远离实验室，远离程序员、工程师和技术人员，各种问题都可能发生，嵌入式系统需要能够自行修复。请记住，一旦你关闭盒子并收缩包装你的产品，就很难再进入并修复你的错误。

在典型的计算机系统中，宇宙射线大约每月翻转一次RAM位^{[需要引用]}。如果这种情况发生在错误的位上，程序可能会“挂起”，陷入一个短暂的无限循环。

关闭电源然后重新打开可以解决问题。但是，当你在巴黎，而你的嵌入式系统在南极洲时，如何摆弄电源开关呢？或者你在地球上，而你的嵌入式系统在海王星附近呢？

嵌入式系统工程师最重要的工具之一是看门狗定时器（WDT）。WDT是一个具有很长时间保险丝（通常为几秒钟）的定时器。

WDT 像电影中炸弹上的红色大数字一样倒计时到零(*)。如果任其自行运行，最终计数器将达到零。当计数器达到零时，WDT 将重置微控制器（就像电源关闭然后重新打开一样）。

当系统正常运行时，你不想让它随机重置自身，因此你需要确保你的程序始终在时间用完之前“喂狗”。良好的做法是在倒计时过半之前重置 WDT。例如，如果 WDT 的定时器为 20 秒，那么你将希望至少每 10 秒喂狗一次。

与我们的英雄在电影中处理炸弹不同，喂狗不会停止倒计时。当代码使用“重置”或“清除”命令喂狗时，它仅仅将 WDT 重置为某个较大的数字——然后看门狗定时器立即从那里开始倒计时。

如果程序员未能及时喂狗——或者程序因任何原因挂起——那么迟早 WDT 会超时，程序将重置，希望能够使你的系统恢复正常。

一些“多级”看门狗有一个第一级会中断 CPU。相应的中断处理程序记录有关当前状态信息（崩溃转储）的调试信息，并尝试“软”恢复。如果某些故障导致软恢复超时，看门狗的最后阶段将重置整个系统。 ^[1]

(*) 一些看门狗向上计数。对于这种类型的看门狗，“喂狗”将它重置为零。如果它达到某个上限，它将重置系统。

Massmind: 看门狗定时器
嵌入式控制系统设计/设计模式#看门狗定时器
"手榴弹定时器：抵御恶意移动代码的看门狗定时器" 由 Frank Stajano 和 Ross Anderson (2000) 撰写——通过使用“非常节俭的硬件资源”，为“没有保护模式硬件的非常低成本的微控制器”提供了“保护模式”硬件的大部分优势。