軟件看門狗和硬件看門狗的作用和區(qū)別

工業(yè)級無線路由器，作為無線組網(wǎng)中非常重要的設(shè)備，洞察客戶應(yīng)用場景，只要是關(guān)乎無線組網(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)級無線路由器這么重視軟硬件看門狗，今天我們就來看看軟硬件看門狗區(qū)別。

看門狗,又叫 watchdog timer,是一個定時器電路, 一般有一個輸入,叫喂狗,一個輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時候,每隔一段時間輸出一個信號到喂狗端,給 WDT 清零,如果超過規(guī)定時間不喂狗(一般在程序跑飛時),WDT 定時超過,就會給出一個復(fù)位信號到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)或者說程序跑飛。

工作原理：在系統(tǒng)運行以后也就啟動了看門狗的計數(shù)器，看門狗就開始自動計數(shù)，如果到了一定的時間還不去清看門狗，那么看門狗計數(shù)器就會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要注意清看門狗。

硬件看門狗是利用了一個定時器，來監(jiān)控主程序的運行，也就是說在主程序的運行過程中，我們要在定時時間到之前對定時器進(jìn)行復(fù)位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說PC指針不能回來。那么定時時間到后就會使單片機(jī)復(fù)位。

軟件看門狗技術(shù)的原理和這差不多，只不過是用軟件的方法實現(xiàn)，我們還是以51系列來講，我們知道在51單片機(jī)中有兩個定時器，我們就可以用這兩個定時器來對主程序的運行進(jìn)行監(jiān)控。我們可以對T0設(shè)定一定的定時時間，當(dāng)產(chǎn)生定時中斷的時候?qū)σ粋€變量進(jìn)行賦值，而這個變量在主程序運行的開始已經(jīng)有了一個初值，在這里我們要設(shè)定的定時值要小于主程序的運行時間，這樣在主程序的尾部對變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說明T0中斷正常，如果沒有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。

對于T1我們用來監(jiān)控主程序的運行，我們給T1設(shè)定一定的定時時間，在主程序中對其進(jìn)行復(fù)位，如果不能在一定的時間里對其進(jìn)行復(fù)位，T1 的定時中斷就會使單片機(jī)復(fù)位。在這里T1的定時時間要設(shè)的大于主程序的運行時間，給主程序留有一定的的裕量。而T1的中斷正常與否我們再由T0定時中斷子程序來監(jiān)視。這樣就夠成了一個循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視主程序，主程序又來監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

軟件、硬件看門狗的主要異同

兩者相同點如下：

1) 都是通過定時器實現(xiàn)；定時時間到?jīng)]有喂狗就進(jìn)行復(fù)位。

2) 都是需要在規(guī)定的時間內(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 測的功能，軟件則沒有。

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不斷電就停不下來。

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

4) 初始化：硬件看門狗上電后收到第一個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

杭州塔石物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)級無線路由器、工業(yè)級無線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，會智能進(jìn)行軟件喚醒或硬件斷電自動重啟，實時保障無線組網(wǎng)與無線數(shù)據(jù)傳輸暢通無阻。

軟件看門狗包括一個喂狗(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器的周期。具體地，當(dāng)系統(tǒng)正常工作的時候，每隔一段時間輸出一個信號到喂狗端，給定時器清零;如果超過規(guī)定的時間不喂狗，定時器超時，就會輸出一個復(fù)位信號到系統(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啟看門狗，只要軟件不及時喂狗，就復(fù)位，這個是無條件的。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啟看門狗的時機(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API接口，開發(fā)者又沒有能力修改底層的uboot、內(nèi)核，無法在uboot、內(nèi)核階段開啟和喂狗，開啟看門狗的時機(jī)就很晚了，程序就有可能還沒有跑到看門狗初始化就掛了，中間的各種幺蛾子都不受控。