看门狗的认识
来源:互联网 发布:武汉茶港大院 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 18:06
在学习U-boot相关知识的时候,有一个看门狗的关闭过程,然后就百度了解了一下看门狗的作用,下面是原文:
一直以来对于嵌入式中的watch dog(看门狗)都比较陌生,一直都不知道它到底是做什么的,单从名字上看也不知其所以然,然后就在网上找到了一篇blog,就是再说看门狗的作用和概述,原文如下:
1、概述:
WATCHDOG对于没有底层开发经验的开发人员来说,可能比较陌生,但是它在系统起到非常重要的作用,相当于系统警察,当系统发生严重错误(如程序进入死循环等)不能 恢复的时候,WATCHDOG能够让系统重启。WATCHDOG的应用主要是在嵌入式操作系统中,避免了系统在无人干预时长时间挂起的情况。
2、WATCHDOG模块
在比较高档的嵌入式硬件芯片中,都有一个WATCHDOG模块,如果在MCU/MPU中没有集成WATCHDOG,一般会在此嵌入式系统中加一个专门的WATCHDOG芯片来实现WATCHDOG机制。此模块主要的功能包括:
1、提供WATCHDOG控制寄存器和配置寄存器,供软件开发人员根据系统需要进行灵活配置。
2、提供一接口,使应用软件能够定时给WATCHDOG“喂狗”。
3、WATCHDOG的实现方式:
对于WATCHDOG模块的实现,不同的硬件芯片有不同的方式,这里介绍2中工作方式:
(1)、利用系统操作系统时钟来实现WATCHDOG
在Intel XScale系列中,利用了操作系统时钟的比较寄存器3(OSMR3)做为WATCHDOG的运行主体,当系统的WATCHDOG激活后,软件就必须在一定时间内从OSMR3读出当前的计数,然后加上一定的计数值(下一次到期的计数值),再写回到OSMR3中,软件一直周期性的重复这个过程,如果软件没有重新写入新的计数使定时器到期,此OSMR3会利用一个GPIO触发系统复位。
(2)、芯片的专门WATCHDOG模块
对于现在的很多芯片,已经集成了专门的WATCHDOG模块,比如ARM11的芯片,WATCHDOG模块中,提供了比较灵活的配置和控制机制:
A、宽范围设置过期时间间隔,从0。5秒到128秒可以用户配置
B、可以灵活配置在低功耗下,使用或者停止WATCHDOG功能
C、可以灵活配置在DEBUG等状态下,使用或者停止WATCHDOG功能
根据不同的系统,设置好相应的寄存器,激活WATCHDOG后,需要应用程序周期性的服务WATCHDOG,即我们所说的“喂狗”,对于 WATCHDOG模块,需要定时向Watchdog Service Register按顺序写入0x5555,0xaaaa.一般 在WATCHDOG模块中还会提供Watchdog Reset Status Register,从中可以找到复位的具体原因。
(3)、单片机的WATCHDOG实现
许多单片机片内自带看门狗电路,单片机复位时将片内自带看门狗电路禁止,只有当程序访问该电路时,电路启动。如51系列单片机对SFR中的0A6H 地址顺序写入#01EH、#0E1H;而96系列单片机则对SFR中的0A6H地址顺序写入#1EH、#0E1H;工控主机板上看门狗电路本身并不要求复位后重新启动,但BIOS在复位后将板上看门狗禁止,启动和喂狗方法与单片机相同。如研祥的FSC-1713主板,在WatchDog编程状态,只要执行如下两条指令:
outportb(0x2e,0xf6);
outportb(0x2f,TIME-OUT-VALUE);
可实现WatchDog的启停,其中TIME-OUT-VALUE ≠0启动;TIME-OUT-VALUE =0停止[2] 。能够用指令禁止看门狗是为了适应用户程序开发阶段的需要,这同时给看门狗启动和运行失败留下了后门,在看门狗启动时或启动前遇干扰而使程序跑飞,则看门狗启动失败,无法行使监控职能。
4、结论 WATCHDOG在嵌入式系统中发挥着非常重要的作用,其实现方式也千差万别,根据不同的硬件设计,可以选用不同的WATCHDOG,但它们的作用是一样的:保证系统在出现不可恢复错误时,能够自动让系统重启。
参考资料:
1.Intel XScale Pocessor Developer’s Manual
2.Arm11 芯片用户手册
3.WatchDog失效机理与对策研究
以上就是原文,对我理解看门狗有一定的帮助,也希望能够帮助大家。
linux嵌入式系统开发之看门狗—应用篇
“小涛哥,你的这个什么板子是不是坏了啊,为啥老是重启,好奇怪啊….”小王好奇的指着我心爱的板子说。
“笨死啦,没看到吗, 我昨天化了一上午写的一个看门狗程序…”我生气而又无奈的说。
“等等,啥?看门狗?我听过哈巴狗,牡羊狗,落水狗,流浪狗,还就是没听说过你的说的那个啥子 看门狗 ”小王嘴一噘说,“哼,你是看我不懂,忽悠我的吧”..
“切,不懂就是不懂,这还就是你没听过的 看门狗 ”我故意提高了音调说。
算啦,也不卖官腔了,开始今天的课程—-linux嵌入式系统开发之看门狗—-应用篇。
话说这个看门狗,还真是形象。什么个意思呢?就是一只“狗”它会盯着系统的定时器,如果定时器的时间值到了,你还没有喂它东西的话,它肯定就不爽了,就把你的系统重启,惩罚一下你,为啥这么久了不喂它东西吃。所以嘛,为了保持系统正常运行,就要在定时器到之前不断的喂它东西吃,贿赂一下它。
回到这个程序,为了不是看门狗叫(重启咱们的电脑),就不断地要从终端输入字符来喂狗(清空定时器,让计时值总是从0开始计数),这样的话,就可以保持狗不会饥饿,也就不会重启我们的电脑了。不多说了,咱们结合代码来详细介绍。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/ioctl.h>#include <errno.h>#include <sys/time.h>#include <unistd.h>#include <time.h>#include <getopt.h>#include <sys/signal.h>#include <termios.h>struct watchdog_info{ unsigned int options; //options the card/driver supprots 19 unsigned int firmware_version; //firmcard version of the card unsigned char identity[32]; //identity of the board 21 };#define WATCHDOG_IOCTL_BASE 'W'#define WDIOC_GETSUPPORT _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 0, struct watchdog_info)#define WDIOC_SETTIMEOUT _IOWR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 6, int)#define WDIOC_GETTIMEOUT _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 7, int) 27 #define WDIOS_DISABLECARD 0x0001 /* Turn off the watchdog timer */#define WDIOS_ENABLECARD 0x0002 /* Turn on the watchdog timer */#define WDIOC_SETOPTIONS _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 4, int)#define WDIOC_KEEPALIVE _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 5, int)int Getch (void) //无回显的从屏幕输入字符,来达到喂狗的目的{ int ch; struct termios oldt, newt; //终端设备结构体 tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt); //获得终端属性 newt = oldt; newt.c_lflag &= ~(ECHO|ICANON); //设置无回显属性 tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt); //设置新的终端属性 ch = getchar(); //从键盘输入一个数据 tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt); //恢复终端设备初始设置 return ch;} //suspend some secondsint zsleep(int millisecond){ unsigned long usec; usec=1000*millisecond; usleep(usec); //睡眠usec秒}int Init(){ int fd; //open device file fd = open("/dev/watchdog",O_RDWR); //打开看门狗设备 if(fd < 0) { printf("device open fail\n"); return -1; } return fd;}int main(int argc,char **argv){ int fd,ch; int i,j; char c; struct watchdog_info wi; fd=Init(); //打开终端看门狗设备 //读板卡信息,但不常用 ioctl(fd,WDIOC_GETSUPPORT,&wi); printf("%d,%s\n",wi.options,wi.identity); //读看门狗溢出时间,默认是5s //重新设置时间为10s i=5; printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETTIMEOUT,&i)); //读新的设置时间 printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_GETTIMEOUT,&i)); printf("%d\n",i); //看门狗开始和停止工作,打开和关闭设备具有同样的功能 //关闭 i=WDIOS_DISABLECARD; printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETOPTIONS,&i)); //打开 i=WDIOS_ENABLECARD; printf("%d\n",ioctl(fd,WDIOC_SETOPTIONS,&i)); while(1) { zsleep(100); if((c=Getch())!=27){ //输入如果不是ESC,就喂狗,否则不喂狗,到时间后系统重启 ioctl(fd,WDIOC_KEEPALIVE,NULL); //write(fd,NULL,1); //同样是喂狗 } } close(fd); //关闭设备 return 0;}
对于U-boot而言,我们要关闭看门狗,因为上电后,U-boot要初始化我们的硬件设备,如内存以及串口的初始化和设置系统时钟等,要一直喂狗,不然会导致复位重启,很麻烦,而且bootloader的代码一般很短,不需要看门狗。
以上文章转自: http://www.linuxidc.com/Linux/2013-12/94074.htm
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