rt-thread 看门狗使用详解

rt-thread 看门狗使用详解

• 一、什么是看门狗
• • 1、工作原理
  • 2、类型与应用
  • 3、设计注意事项
  • 3、典型场景
  • 4、看门狗的作用
  • 5、总结
• 二、使用源码
• • 1、rt-thread使用源码
  • 2、低功耗中看门狗处理

一、什么是看门狗

在嵌入式系统中，看门狗（Watchdog）是一种关键的硬件或软件机制，用于检测和恢复系统故障。其核心原理是通过定时器监控程序运行状态，若系统因意外（如死循环、硬件干扰）导致程序卡死，看门狗会强制复位系统，确保可靠性。

1、工作原理

2、类型与应用

• 硬件看门狗：独立于CPU的计时电路，抗干扰性强，适用于工业控制等严苛环境。
• 软件看门狗：基于系统时钟的软件定时器，依赖CPU资源，适合低功耗场景。

3、设计注意事项

• 超时时间$T$
• 喂狗位置：置于主循环关键节点，避免遗漏。
• 中断处理：在中断服务程序中谨慎喂狗，防止异常屏蔽复位。

3、典型场景

看门狗广泛应用于：

• 嵌入式设备（如微控制器）。
• 服务器和网络设备，防止服务中断。
• 自动化系统，确保工业控制稳定。
• 物联网设备，增强抗故障能力。

4、看门狗的作用

• 故障检测与恢复：当系统挂起或进入死循环时，看门狗能检测到这种异常状态（因为“喂狗”操作未及时执行），并自动执行复位，避免系统长时间瘫痪。
• 提高可靠性：在关键应用（如工业控制、医疗设备或服务器）中，看门狗能减少人工干预的需要，确保系统持续可用。
• 容错能力：它帮助系统从临时故障中恢复，防止小错误演变成大问题。

5、总结

看门狗是嵌入式系统的“安全卫士”，通过超时复位机制保障长期稳定运行，需合理配置以适配具体应用场景。

二、使用源码

1、rt-thread使用源码

/*************************************************
* @copyright:
* @author:Xupeng
* @date:2022-11-03
* @description:
**************************************************/
#include "watchdog.h"

#define DBG_TAG "watchdog"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

#define WDT_DEVICE_NAME "wdt"
rt_device_t wdgDev = RT_NULL;

/*************************************************
* @function:static void wdg_idle_hook(void)
* @description: 空闲回调
* @calls:
* @input:
* @return:
* @others:
*************************************************/
static void wdg_idle_hook(void)
{
if(wdgDev != RT_NULL)
rt_device_control(wdgDev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_KEEPALIVE, NULL); //喂狗
}

/*************************************************
* @function:static int watchdog_init(void)
* @description: watchdog初始化
* @calls:
* @input:
* @return:
* @others:
*************************************************/
static int watchdog_init(void)
{
rt_err_t ret = RT_EOK;
rt_uint32_t timeout = 1; /* 溢出时间，单位：秒 */
wdgDev = rt_device_find(WDT_DEVICE_NAME);
if(wdgDev == RT_NULL)
{
LOG_E("can't find %s device", WDT_DEVICE_NAME);
return –RT_ERROR;
}
/* 初始化设备 */
ret = rt_device_init(wdgDev);
if (ret != RT_EOK)
{
LOG_E("initialize %s failed!\\n", WDT_DEVICE_NAME);
return RT_ERROR;
}
/* 设置看门狗溢出时间 */
ret = rt_device_control(wdgDev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_SET_TIMEOUT, &timeout);
if (ret != RT_EOK)
{
LOG_E("set %s timeout failed!\\n", WDT_DEVICE_NAME);
return RT_ERROR;
}
/* 启动看门狗 */
ret = rt_device_control(wdgDev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_START, RT_NULL);
if (ret != RT_EOK)
{
LOG_E("start %s failed!\\n", WDT_DEVICE_NAME);
return –RT_ERROR;
}
/* 设置空闲线程回调函数 */
rt_thread_idle_sethook(wdg_idle_hook);
LOG_D("watch dog startup success!");
return 0;
}
#if ENABLE_WDT_WATCH
INIT_APP_EXPORT(watchdog_init);
#endif

2、低功耗中看门狗处理

由于低功耗需要休眠无法及时喂狗，但一般看门狗启动以后无法停止，所以在低功耗场景中都是定时唤醒喂狗，不然会造成软件复位。