嵌入式系統/看門狗定時器

看門狗定時器

在嵌入式環境中，遠離實驗室，遠離程式設計師、工程師和技術人員，各種問題都可能發生，嵌入式系統需要能夠自行修復。請記住，一旦你關閉盒子並收縮包裝你的產品，就很難再進入並修復你的錯誤。

在典型的計算機系統中，宇宙射線大約每月翻轉一次RAM位^{[需要引用]}。如果這種情況發生在錯誤的位上，程式可能會“掛起”，陷入一個短暫的無限迴圈。

關閉電源然後重新開啟可以解決問題。但是，當你在巴黎，而你的嵌入式系統在南極洲時，如何擺弄電源開關呢？或者你在地球上，而你的嵌入式系統在海王星附近呢？

嵌入式系統工程師最重要的工具之一是看門狗定時器（WDT）。WDT是一個具有很長時間保險絲（通常為幾秒鐘）的定時器。

WDT 像電影中炸彈上的紅色大數字一樣倒計時到零(*)。如果任其自行執行，最終計數器將達到零。當計數器達到零時，WDT 將重置微控制器（就像電源關閉然後重新開啟一樣）。

當系統正常執行時，你不想讓它隨機重置自身，因此你需要確保你的程式始終在時間用完之前“餵狗”。良好的做法是在倒計時過半之前重置 WDT。例如，如果 WDT 的定時器為 20 秒，那麼你將希望至少每 10 秒餵狗一次。

與我們的英雄在電影中處理炸彈不同，餵狗不會停止倒計時。當代碼使用“重置”或“清除”命令餵狗時，它僅僅將 WDT 重置為某個較大的數字——然後看門狗定時器立即從那裡開始倒計時。

如果程式設計師未能及時餵狗——或者程式因任何原因掛起——那麼遲早 WDT 會超時，程式將重置，希望能夠使你的系統恢復正常。

一些“多級”看門狗有一個第一級會中斷 CPU。相應的中斷處理程式記錄有關當前狀態資訊（崩潰轉儲）的除錯資訊，並嘗試“軟”恢復。如果某些故障導致軟恢復超時，看門狗的最後階段將重置整個系統。 ^[1]

(*) 一些看門狗向上計數。對於這種型別的看門狗，“餵狗”將它重置為零。如果它達到某個上限，它將重置系統。

Massmind: 看門狗定時器
嵌入式控制系統設計/設計模式#看門狗定時器
"手榴彈定時器：抵禦惡意移動程式碼的看門狗定時器" 由 Frank Stajano 和 Ross Anderson (2000) 撰寫——透過使用“非常節儉的硬體資源”，為“沒有保護模式硬體的非常低成本的微控制器”提供了“保護模式”硬體的大部分優勢。