单片机编程：如何样狗的灵魂拷问
[导读] 单片机程序写那么多，看门狗狗每天见，你的狗狗养的对么？一直的喂狗，只要狗不叫就完了吗？真是这样么？事实上可能不是你想的那么大略.....
啥叫看门狗？
看门狗也称为看门狗定时器，实质上是一种定时电路或者软件定时器机制。
事情事理：
看门狗的硬件组件是一个计数器，该计数器设置为某个值，其次递减至零。 软件有任务常常将计数设置为其原始值，以确保计数永久不会到达零。 如果的确到达零，则认为软件已以某种办法发生故障，并且CPU已复位。
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正常事情时，单片机或处理器或者线程，周期性设置看门狗定时器的定时值，普通讲也称为喂狗。定时器则在后台不断的计数，如果定时时长到了且没有再次喂狗，则狗叫，意味着一些不屈常的事情发生了！
此时，狗狗对外发出指令，实行相应的动作。这里所谓的动作究竟是什么？取决于现实中系统的设计。常见的看门狗芯片则会发出复位旗子暗记给单片机或者处理，对付软件定时器而言，详细会有何种动作，则灵敏多变，详细取决于采取何种安全策略。
反言之，一个一贯正常事情的系统，其看门狗总是被喂养的很好，不会饿了狂叫。
注：看到有的文章把重置看门狗定时器叫踢狗(kick watchdog)，嗯嗯，这不太好，要对狗狗好一点，不要踢，叫喂养吧～～～
看门狗机制在电子系统中浸染非常之主要，这里举个极度的栗子，火星车如果程序挂了，就相称于失落联，如果没有看门狗电路。你想象一下是什么场景，没法通讯没法唤醒，秒变太空垃圾～～～
能看住哪些缺点呢？
栈或堆溢出，程序跑飞
某段程序非常没法返回或陷入去世循环
强电磁滋扰毁坏数据导致系统非常，这你或许不好理解，你就想象一下军事领域，或者航空航天领域很多电子系统，常事情在强电磁滋扰环境中
bug导致的系统宕机，或者去世循环
多任务系统中去世锁
......
情由切切千，憋慌！
你还有个好狗狗在帮你，让看门狗来整顿残局吧。在一个繁芜的嵌入式系统中，不可能担保没有bug，但是通过利用看门狗，您能够担保没有任何bug会没限期地挂起系统。
狗叫后该咋整？
常见的处理策略有哪些呢？
系统复位，大部分人都有的体验，系统挂了咋整，重启。不由想起了刘欢的<>～～～
失落效安全，老外常叫fail-safe 模式。便是设备即便涌现致命故障了，也别造成安全事件。粗鲁点说，便是挂了，也不要影响他人。不易理解，举个例子，一个正不才降的电梯，加入看门狗检测到程序非常了，安全的做法是赶紧停下电机迁徙改变，否则自由落体，就要凉凉啦。这在IEC61508 功能安全规范，或者医疗安全规范、汽车安全规范中都有表示。
这一种做法值得举荐，芯片复位后，利用芯片复位状态寄存器值，对由于看门狗复位事宜计数，事不过三，如果不间断三次此类复位，则守旧做法便是将系统切换到安全状态或显示缺点音讯，这样能够避免没限重新启动。
....取决于详细的设计谋略
如果我们希望系统快捷规复，该当采取看门狗复位后的初始化比正常加电初始化短的策略。 也便是说跳过设备的一些自检。 当然，在某些系统中最好进行全面自检，由于看门狗超时的根本情由可能是通过此类硬件非常导致的。
该咋喂狗呢?
对付裸机程序而言，我推举了下面两种处理策略：故障检测式喂狗，故障检测加强式喂狗。
故障检测式喂狗
对付一个裸奔单片机程序而言，能够在喂狗时同时检测一些主要关键的运行时状态，如果栈深度、缓冲区、主要关键功能链的硬件（如传感器、实行机构等）,如这些状态非常，则记录缺点状态，将设备至于功能安全状态。
故障检测加强式喂狗
啥叫序列检测式喂狗呢？IEC61508中有种范式叫sequence check,有点邪乎？看下图，你就立时明了了。
将是将main函数的主体主要关键功能块，设置一个序列标记，如果如果序列出错就做安全故障处理，精确则连续下一块的实行。在喂狗的时候，看下序列是否精确，精确就喂，否则就做缺点处理，或者干脆让狗叫也是一种办法。
对付多任务实时系统而言，有这样一些不一样的需求：
检测操作系统是否精确运行
在所有任务中检测是否有去世循环
检测涉及两个或多个任务的去世锁
检测由于高优先级任务占用CPU而导致某些低优先级任务无法运行
....
母狗带一群仔喂狗法
取这个名字有点俗了，哈哈。为了方便理解，就这么叫吧，依然上个图了在阐明吧：
达到策略描述：
watchdogTask可算作狗窝，里面住了一堆狗，个中硬件看门狗是母狗，子任务软件看门狗为小狗仔。每个子任务必要在每一个loop循环喂一次狗（当然现实中达到时也能够加入任务故障检测式喂狗），在watchdogTask每一个循环都对所有软件看门狗递减，如果溢出则软狗叫了，必要做非常处理（复位或进入失落效安全模式）。如果所有的软件狗都没有溢出，则喂硬件看门狗（可能是单片机内置或外置芯片）
现实中达到时须把稳：
·watchdogTask应选取最高优先级
·每个loop应调用os_delay一定时长，以出让CPU时长给其他task运行。挂起的时长应小于最大硬件看门狗延时时长。
·须合理安排各任务的优先级
·不要在中断以及其他函数中私自喂狗。
狗多久叫合理呢
过短之痛
看门狗定时器定时时长设置过短，则系统随意马虎误判，可能会导致频繁复位或进入失落效安全模式。由于任何一条安全链的好坏取决于它最软弱的一环，如果选择一个太短的超时长隔。固件的循环时长是动态的，尤其外部的异步事宜比较多，或者有中断嵌套的情形，则颠簸会比较大，以是必要考虑最坏情形，系统循环一次要多久。
多长之害
一种方法是选择一个几秒钟长的间隔。当您仅考试测验复位一个的确挂起的系统，但不肯望对系统的时上进行详细研讨时，能够采取此策略。这是一个健壮的方法。但有些系统必要快捷规复，这就造成故障诊断过慢的危害了，尤其在一些对安全哀求极高的场合，如果核电系统，汽车电子系统、医疗东西系统等等。
以是现实中设计时必要兼顾最坏情形下，只管即便选择相对较短的定时时长，在两者中探求一个均衡。
总结一下
对付单片机编程而言，实在对嵌入式Linux乃至在数据库中，看门狗策略都有大量的运用，怎么样合理的利用看门狗，对付设计一个健壮的电子系统而言是非常主要的一个话题。
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