看門狗定時器(WDT)強制嵌入式微處理器或微控制器響應無效的軟件狀態而進行復位(硬件復位)。這樣的狀態可能很簡單，例如由軟件錯誤、宇宙射線或EMI(電磁干擾)之類的事件引起的觸發寄存器位。我們常見的聯網設備中，串口服務器、DTU、工業路由器等都有看門狗保護功能。
防止微處理器鎖定是WDT的典型應用。通常，嵌入式軟件具有一個“主循環”，該主循環可調用多個子程序來指導各種活動。然后，在循環的頂部將WDT復位一次。如果循環由于任何原因無法正確執行，則看門狗將啟動，并且設備將被重置。
具有WDT的系統特別適合檢測誤碼。瞬時位錯誤是由中斷引起的，包括軟存儲故障以及EMI放電到存儲設備及其接口中。這些位錯誤會導致暫時的極性反轉，導致數據進出嵌入式處理器。當在獲取程序信息時發生此位錯誤時，微處理器將開始執行錯誤代碼。潛在地，處理器可能開始執行操作數而不是操作碼。當處理器開始執行此錯誤代碼時，它將無法正確執行為看門狗服務的代碼。在超時間隔之后，看門狗將導致處理器復位。在正確設計的系統中，此重置將更正原始錯誤。
還要注意，WDT無法立即檢測到故障。根據定義，WDT必須在重置處理器之前達到預定時間間隔的末尾。這個事實解釋了為什么在WDT可以糾正失控條件之前，應選擇最短的超時間隔來到期。
WDT可以位于微處理器(例如MAXQ2000微控制器)內部，也可以作為獨立IC外部使用，也可以作為支持ASIC的一部分嵌入。無論WDT是內部的還是外部的，每種設備類型都有其優點和缺點。內部計時器可以節省金錢，但可能會受到失控代碼的影響。外部WDT的實現成本稍高，但它具有獨立的時鐘源，因此具有更好的可靠性。如果配置正確，則無法通過失控代碼來繞過或禁用它。
● 如果設計正確，則不能意外禁用其軟件。
● 時鐘源與系統時鐘分開。
● 在最小/最大看門狗超時周期內可用。
● 復位輸出可以連接到其他需要復位的系統IC。
● 監視一個或多個電源軌(某些微處理器中的內部掉電電路不太準確)。
● 超時時間可通過使用電容器完全調節。
● 實施需要一些成本。
● 溫度范圍內的超時時間可能會有很大差異。
● 需要一根微處理器I / O線。
● 由于微處理器具有節能功能，因此必須計算超時以匹配高速和低速時鐘模式。
● 成本基本上為零。
● 為了保存調試信息，它可以在重置之前觸發中斷。
● 使用方便。
缺點
● 有時雙向復位引腳可以連接到其他需要復位的系統IC。
● 當處理器從高速更改為低速或進入睡眠模式時，可以修改超時。
● 看門狗超時時間隨溫度的變化較小。
每個WDT的核心都是計數器寄存器。時鐘源連續遞增計數器寄存器，當它溢出時，看門狗邏輯將強制系統復位。為防止這種復位，您必須定期執行“維修看門狗”過程中的清零計數器寄存器。外部WDT IC具有數字輸入，可在每次從低到高或從高到低的轉換時清除計數器寄存器。對于內部WDT，“服務”實現有所不同。例如，可以通過設置寄存器位(MOVE WDCN.0，#1)來服務MAXQ2000的WDT。PIC微控制器和其他微處理器使用專用指令(CLRWDT)來服務計數器寄存器。
正確運行的軟件應提供具有足夠規律性的數字信號轉換，以使計數器寄存器永遠不會溢出。但是軟件可能陷入無限循環或開始失控執行，因此不會清除計數器寄存器。這種情況最終會觸發重置。WDT周期是計數器溢出所需的時間。為防止復位，看門狗服務之間的間隔必須短于超時時間。
一些WDT包含比基本計數器結構更高級的功能。常見的變化是“窗口式”或“最小/最大” WDT。當看門狗維修太慢或太快時，此功能會發出復位信號。如果在計數器寄存器中的數字低于某個閾值時有清除計數器寄存器的信號到達，則器件將觸發系統復位。簡而言之，如果維修太快，看門狗會發出系統復位信號，從而在晶體振蕩器開始以晶體標稱頻率的諧波運行時阻止微處理器工作。另一個功能是通過邏輯輸入(外部看門狗)或寄存器位(內部看門狗)禁用WDT。
WDT的變化豐富，而工業路由器中的看門狗功能是對產品穩定運行的保護方式，是看門狗定時器中的一種。這種保護機制可以助力聯網項目通訊過程中的穩定性，達到不因聯網設備宕機造成的數據中斷。為數據傳輸工作提供良好的應用基礎。
-20241213094735.png)
