基于STM32、FreeRTOS实现硬件看门狗+软件看门狗监测多任务的思路

水深无声 2022-11-05 14:59 206阅读 0赞

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏

> 这是一篇旧文，技术交流群有人在讨论这个问题，今天就来分享一下。

我们都知道硬件看门狗的目的：**是用来监测系统，防止系统死机，并在死机的情况下使其系统复位重启。**

在RTOS操作系统中，如果任务（线程）较多，出现高优先级任务长时间占用CPU资源，低优先级任务长时间得不到执行这种想象，那么我们的系统就是具有“Bug”的系统。

如上描述，假如我们的线程没有死机，只是长时间得不到执行。在这种异常情况下，我们又不希望系统复位，只希望执行特定代码，那我们该如何来避免这种问题呢？

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**关于看门狗**

**硬件看门狗**：利用一个定时器计数电路，其定时输出连接到电路的复位端，程序在一定时间范围内对定时“喂狗”。

因此程序正常工作时，定时器总不能溢出，也就不能产生复位信号。如果程序出现故障，不在定时周期内喂狗，就使得看门狗定时器溢出产生复位信号并重启系统。

在STM32中，有两个看门狗：独立看门狗和窗口看门狗。原理和功能都类似，只是应用场景不一样。

**软件看门狗**：软件看门狗和硬件看门狗原理类似，都是定期（在时间溢出之内），对其喂狗。只是软件喂狗的方式是通过自身设计的计数来实现。

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**硬件+软件看门狗监测多任务的原理**

1.利用一个监测线程（自身），来监测其它多个线程；

2.利用硬件看门狗来监测自身。

如图：

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假如我系统中有多个应用线程（如上图），我就利用一个监测线程（自身），来监测其它多个应用线程。

同时，为了防止自身线程异常，利用一个硬件看门狗来监测自身。这样就可以做到双重监测的作用。

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**结合软件来讲原理**

上一节上述的原理可能对于有些人来说，是比较抽象的。那么这一节来看看代码：

**监测线程（自身）**：

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简单来说：在监测线程（自身）之中，需要对硬件看门狗进行喂狗。软件看门狗的角色：在这里就是对齐计数，浏览是否溢出，我把它封装成一个浏览函数。具体的喂狗就在其他各个被监测的线程中。

那么，再看软件看门狗对其中一个应用线程喂狗的代码：

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这里只是简单的举例，一个主线程里面的喂狗。相当于：我线程启动之后，就需要定时喂狗。如果这里长时间不喂狗，那么**监测线程（自身）**就会发现你没有喂狗。

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**简答的实现方法**

看到这里，相信大家都知道其原理了。具体实现的方式方法很多种，可根据自己实际项目需要，添加相应的接口。这里举例几点吧。

定义一个数据结构：

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这里举例，是实现最基础的东西，比如计数器，最大超时值等。

注册接口函数：

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监测浏览函数接口：

![2883c6c3829b11bea5808843129110e5.png][]

以上只是教大家方法，具体的实现，可自己根据自己习惯，项目需求来定制化开发。

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