多任務(wù)系統(tǒng)看門狗的實(shí)現(xiàn)

如果程序出現(xiàn)故障，不在定時(shí)周期內(nèi)復(fù)位看門狗，就使得看門狗定時(shí)器溢出產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)并重啟系統(tǒng)。軟件看門狗原理上一樣，只是將硬件電路上的定時(shí)器用處理器的內(nèi)部定時(shí)器代替，這樣可以簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)，但在可靠性方面不如硬件定時(shí)器，比如系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器自身發(fā)生故障就無法檢測(cè)到。當(dāng)然也有通過雙定時(shí)器相互監(jiān)視，這不僅加大系統(tǒng)開銷，也不能解決全部問題，比如中斷系統(tǒng)故障導(dǎo)致定時(shí)器中斷失效。

看門狗本身不是用來解決系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的故障應(yīng)該要查改設(shè)計(jì)本身的錯(cuò)誤。加入看門狗目的是對(duì)一些程序潛在錯(cuò)誤和惡劣環(huán)境干擾等因素導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)而在無人干預(yù)情況下自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)正常工作狀態(tài)?？撮T狗也不能完全避免故障造成的損失，畢竟從發(fā)現(xiàn)故障到系統(tǒng)復(fù)位恢復(fù)正常這段時(shí)間內(nèi)怠工。同時(shí)一些系統(tǒng)也需要復(fù)位前保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，重啟后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，這可能也需要一筆軟硬件的開銷。

圖1：(a) 多任務(wù)系統(tǒng)看門狗示意圖
；(b) 相應(yīng)的看門狗復(fù)位邏輯圖。

　　在單任務(wù)系統(tǒng)中看門狗工作原理如上所述，容易實(shí)現(xiàn)。在多任務(wù)系統(tǒng)中情況稍為復(fù)雜。假如每個(gè)任務(wù)都像單任務(wù)系統(tǒng)那么做，如圖1(a)所示，只要有一個(gè)任務(wù)正常工作并定期“喂狗”，看門狗定時(shí)器就不會(huì)溢出。除非所有的任務(wù)都故障，才能使得看門狗定時(shí)器溢出而復(fù)位，如圖1(b)。

　　而往往我們需要的是只要有一個(gè)任務(wù)故障，系統(tǒng)就要求復(fù)位。或者選擇幾個(gè)關(guān)鍵的任務(wù)接受監(jiān)視，只要一個(gè)任務(wù)出問題系統(tǒng)就要求復(fù)位，如圖2(a)所示，相應(yīng)的看門狗復(fù)位邏輯如圖2(b)所示。

　　在多任務(wù)系統(tǒng)中通過創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)視任務(wù)TaskMonitor，它的優(yōu)先級(jí)高于被監(jiān)視的任務(wù)群Task1、Task2...Taskn。TaskMonitor在Task1~Taskn正常工作情況下，一定時(shí)間內(nèi)對(duì)硬件看門狗定時(shí)器清零。如果被監(jiān)視任務(wù)群有一個(gè)Task_x出現(xiàn)故障，TaskMonitor就不對(duì)看門狗定時(shí)器清零，也就達(dá)到被監(jiān)視任務(wù)出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)重啟的目的。另外任務(wù)TaskMonitor自身出故障時(shí)，也不能及時(shí)對(duì)看門狗定時(shí)器清零，看門狗也能自動(dòng)復(fù)位重啟。接下來需要解決一個(gè)問題是：監(jiān)視任務(wù)如何有效監(jiān)視被監(jiān)視的任務(wù)群。

圖2：(a) 多任務(wù)系統(tǒng)看門狗示意圖；(b) 正確的看門狗復(fù)位邏輯圖。

　　在TaskMonitor中定義一組結(jié)構(gòu)體來模擬看門狗定時(shí)器組，

　　typedef STruct

　　{

　　UINT32 CurCnt, LastCnt;

　　BOOL RunState;

　　int taskID;

　　} STRUCT_WATCH_DOG;