看門狗基礎知識

1)看門狗基礎知識

看門狗(watch dog)是一個定時器，可以設置一個定時時間，計時到時會把MCU復位，所以MCU必須要在定時時間到之前將計數(shù)值重置(這個動作通常稱為喂狗)。在嵌入式系統(tǒng)中加入看門狗，可以監(jiān)測MCU是否還在正常運行，如果軟件跑進死循環(huán)、或者出現(xiàn)其他錯誤，導致不能及時重置看門狗計時器，則時間一到MCU就會被復位，重新回到初始狀態(tài)，以此跳出錯誤狀態(tài)。

在裸機編程時，只需把喂狗操作放在主循環(huán)中，確保正常運行時一個循環(huán)的最長時間不超過看門狗計時器的時間，看門狗就能起到監(jiān)測系統(tǒng)是否正常運行的作用。

特別注意：不要把喂狗操作放在定時器中斷中，因為這樣即使主程序進入了死循環(huán)，定時器中斷仍然會定期運行，起不到看門狗溢出的作用。

2)多任務環(huán)境中如何喂狗

在多任務環(huán)境，如多RTOS系統(tǒng)中，同時有多個任務在運行，每個任務相相當于一個無限循環(huán)，操作系統(tǒng)在后臺調(diào)度使得它們都能運行。如果在這種情況下，我們簡單地在每個任務的主循環(huán)中都加入喂狗操作，那么就起不到看門狗的監(jiān)測作用了。因為，此時系統(tǒng)中只要有一個任務在正常運行，也能起到定期喂狗的作用，即使其他任務有進入死循環(huán)、或者其他不能跳出的錯誤時，看門狗也不能起到作用。

那么在多任務系統(tǒng)中應該如何喂狗呢?我們知道，看門狗的目的是為了監(jiān)測錯誤，那么我們只要將所有任務的狀態(tài)都檢查一下，如果都正常才執(zhí)行喂狗操作。

假設系統(tǒng)中有4個任務，DefaultTask、Task01、Task02、Task03。我們先建立一個全局變量dog_flag用于存儲各個任務的喂狗狀態(tài);在前3個任務的主循環(huán)中，把dog_flag對應的bit位置位，DefaultTask置位bit0、Task01置位bit1、Task02置位bit2;在最后的Task03任務中，循環(huán)檢查是否所有在使用的bit位都被置位，如果都被置位，則說明其他所有的任務的主循環(huán)都在正常運行，那么可以喂狗;同時最后要將dog_flag清零，以用于下一次監(jiān)測置位。

簡單的代碼實現(xiàn)示例如下：

(后記：經(jīng)網(wǎng)友提醒，這段代碼原先有點問題，對于dog_flag這個變量的讀寫，在多任務環(huán)境下是有可能沖突的，所以在訪問它時，要當作臨界段處理)

3)事件標志組應用于多任務喂狗

上述的代碼是最直觀容易理解的，而實際上，在大部分的RTOS中，有一種更優(yōu)雅的實現(xiàn)方式，那就是利用事件標準組。

我們之前講freeRTOS的時候，在事件標志組相關的章節(jié)提到過，在事件標準組的變量中，每個bit位表示了一個事件，正好相對于這里我們用于監(jiān)測各個任務主循環(huán)是否執(zhí)行到的bit位。同時，事件標志組可以通知其他任務，我們可以利用這個特性，在喂狗的任務中等待其他所有任務的發(fā)送的事件標志，如果全都等到了，就喂狗并清除事件。

以freeRTOS環(huán)境為例，示例如下：

要注意一下，使用事件標志組時，由于要等到所有的事件后，才能向后執(zhí)行完一個循環(huán)，所以，一般建議單獨建立一個任務用于喂狗，這個任務中不再執(zhí)行其他操作。