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  軟件看門狗和硬件看門狗的作用和區(qū)別

  工業(yè)級(jí)無(wú)線路由器，作為無(wú)線組網(wǎng)中非常重要的設(shè)備，洞察客戶應(yīng)用場(chǎng)景，只要是關(guān)乎無(wú)線組網(wǎng)可靠性的需求，即使是最細(xì)微的技術(shù)應(yīng)用都要做到極致，比如看門狗。為什么工業(yè)級(jí)無(wú)線路由器這么重視軟硬件看門狗，今天我們就來(lái)看看軟硬件看門狗區(qū)別。

  看門狗,又叫 watchdog timer,是一個(gè)定時(shí)器電路, 一般有一個(gè)輸入,叫喂狗,一個(gè)輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時(shí)候,每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到喂狗端,給 WDT 清零,如果超過(guò)規(guī)定時(shí)間不喂狗(一般在程序跑飛時(shí)),WDT 定時(shí)超過(guò),就會(huì)給出一個(gè)復(fù)位信號(hào)到MCU,使MCU復(fù)位. 防止MCU死機(jī). 看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)或者說(shuō)程序跑飛。

  工作原理：在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動(dòng)了看門狗的計(jì)數(shù)器，看門狗就開(kāi)始自動(dòng)計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門狗，那么看門狗計(jì)數(shù)器就會(huì)溢出從而引起看門狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以在使用有看門狗的芯片時(shí)要注意清看門狗。

  硬件看門狗是利用了一個(gè)定時(shí)器，來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，也就是說(shuō)在主程序的運(yùn)行過(guò)程中，我們要在定時(shí)時(shí)間到之前對(duì)定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說(shuō)PC指針不能回來(lái)。那么定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。

  軟件看門狗技術(shù)的原理和這差不多，只不過(guò)是用軟件的方法實(shí)現(xiàn)，我們還是以51系列來(lái)講，我們知道在51單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)器，我們就可以用這兩個(gè)定時(shí)器來(lái)對(duì)主程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。我們可以對(duì)T0設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)中斷的時(shí)候?qū)σ粋€(gè)變量進(jìn)行賦值，而這個(gè)變量在主程序運(yùn)行的開(kāi)始已經(jīng)有了一個(gè)初值，在這里我們要設(shè)定的定時(shí)值要小于主程序的運(yùn)行時(shí)間，這樣在主程序的尾部對(duì)變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說(shuō)明T0中斷正常，如果沒(méi)有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。

  對(duì)于T1我們用來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，我們給T1設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，在主程序中對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，如果不能在一定的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，T1 的定時(shí)中斷就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。在這里T1的定時(shí)時(shí)間要設(shè)的大于主程序的運(yùn)行時(shí)間，給主程序留有一定的的裕量。而T1的中斷正常與否我們?cè)儆蒚0定時(shí)中斷子程序來(lái)監(jiān)視。這樣就夠成了一個(gè)循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視主程序，主程序又來(lái)監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

  軟件、硬件看門狗的主要異同

  兩者相同點(diǎn)如下：

  1) 都是通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn);定時(shí)時(shí)間到?jīng)]有喂狗就進(jìn)行復(fù)位。

  2) 都是需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)喂狗。

  3) 兩者都是靠軟件進(jìn)行喂狗。

  兩者的主要差異如下：

  1) 附加功能：硬件看門狗芯片一般還附帶了延遲復(fù)位和電源檢 測(cè)的功能，軟件則沒(méi)有。

  2) 屏蔽方法：軟件看門狗很容易屏蔽關(guān)閉，只需修改其中的寄存器，而硬件看門狗一旦啟動(dòng)不斷電就停不下來(lái)。

  3) 啟動(dòng)方式：軟件看門狗很容易啟動(dòng)，只需修改其中的寄存器。硬件一般是收到第一個(gè)喂狗信號(hào)后就啟動(dòng)。

  4) 初始化：硬件看門狗上電后收到第一個(gè)喂狗脈沖就完成了初始化，軟件看門狗則需要配置相關(guān)的寄存器(或者調(diào)用相關(guān)的看門狗子程序)。

  工業(yè)路由器看門狗設(shè)計(jì)

  工業(yè)級(jí)無(wú)線路由器、工業(yè)級(jí)無(wú)線DTU具有雙重看門狗，包括軟件看門狗與硬件看門狗，當(dāng)設(shè)備終端出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)智能進(jìn)行軟件喚醒或硬件斷電自動(dòng)重啟，實(shí)時(shí)保障無(wú)線組網(wǎng)與無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸暢通無(wú)阻。

  軟件看門狗包括一個(gè)喂狗(kicking the dog or service the dog)進(jìn)程。喂狗進(jìn)程按一定的周期執(zhí)行喂狗操作，該周期小于等于定時(shí)器的周期。具體地，當(dāng)系統(tǒng)正常工作的時(shí)候，每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到喂狗端，給定時(shí)器清零；如果超過(guò)規(guī)定的時(shí)間不喂狗，定時(shí)器超時(shí)，就會(huì)輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)到系統(tǒng)，使系統(tǒng)復(fù)位，以防止系統(tǒng)死機(jī)。

  而硬件看門狗開(kāi)啟則不受軟件的約束，設(shè)備上電就可以依賴上拉電阻提供的高脈沖開(kāi)啟看門狗，只要軟件不及時(shí)喂狗，就復(fù)位，這個(gè)是無(wú)條件的。所謂一分錢一分貨，在電子產(chǎn)品也是適用的。

  軟件和硬件的看門狗的最主要差異在于開(kāi)啟看門狗的時(shí)機(jī)，軟件看門狗必須初始化(配置)看門狗才能使用，如果軟件看門狗是廠商提供的SDK中的一個(gè)API接口，開(kāi)發(fā)者又沒(méi)有能力修改底層的uboot、內(nèi)核，無(wú)法在uboot、內(nèi)核階段開(kāi)啟和喂狗，開(kāi)啟看門狗的時(shí)機(jī)就很晚了，程序就有可能還沒(méi)有跑到看門狗初始化就掛了，中間的都不受控。