Watchdog

2019-04-15 16:55发布

1、在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,称"看门狗"。 2、watchdog是Linux看门狗。 Linux 自带了一个 watchdog 的实现,用于监视系统的运行,包括一个内核 watchdog module 和一个用户空间的 watchdog 程序。 内核 watchdog 模块通过 /dev/watchdog 这个字符设备与用户空间通信。用户空间程序一旦打开 /dev/watchdog 设备,(俗称“开门放狗”),就会导致在内核中启动一个 1分钟(系统默认时间)的定时器,此后,用户空间程序需要保证在 1分钟之内向这个设备写入数据,每次写操作会导致重新设定定时器。如果用户空间程序在 1分钟之内没有写操作,定时器到期会导致一次系统 reboot操作。   此后,用户空间程序需要保证在1分钟之内向这个设备写入数据(俗称“定期喂狗”),每次写操作会导致重新设定定时器。如果用户空间程序在1分钟之内没有写操作,定时器到期会导致一次系统reboot 操作(“狗咬人了”呵呵)。通过这种机制,我们可以保证系统核心进程大部分时间都处于运行状态,即使特定情形下进程崩溃,因无法正常定时“喂狗”,Linux系统在看门狗作用下重新启(reboot),核心进程又运行起来了。多用于嵌入式系统。   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防止程序跑飞。(自减看门狗和自加看门狗)   看门狗电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作,其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的,一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位。 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。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,价格4~10元不等。 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。这样就构成了一个循环,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。 打开 /dev/watchdog 设备(“开门放狗”): int fd_watchdog = open("/dev/watchdog", O_WRONLY); if(fd_watchdog == -1) { int err = errno; printf(" !!! FAILED to open /dev/watchdog, errno: %d, %s ", err, strerror(err)); syslog(LOG_WARNING, "FAILED to open /dev/watchdog, errno: %d, %s", err, strerror(err)); } 每隔一段时间向 /dev/watchdog 设备写入数据(“定期喂狗”): //feed the watchdog if(fd_watchdog >= 0) { static unsigned char food = 0; ssize_t eaten = write(fd_watchdog, &food, 1); if(eaten != 1) { puts(" !!! FAILED feeding watchdog"); syslog(LOG_WARNING, "FAILED feeding watchdog"); } } 关闭 /dev/watchdog 设备,通常不需要这个步骤: close(fd_watchdog); 所需头文件: #include #include #include #include  

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