从系统或软件故障中完全恢复是一件不更容易的任务;要让该故障不复存在堪称艰难,即使故障已可被识别和修缮。不过,外部看门狗(Watchdog)可协助系统针对故障很快作出反应。 外部看门狗是嵌入式系统工程师工具箱里最重要且关键的工具,然而为了捕捉到故障,且防治故障的再次发生,看们狗必需设计得宜。
因此设计一个看门狗系统时应考虑到以下5个秘诀。 技巧1监测跳动 一个外部看门狗需不具备的最简单功能是监测由主应用于处理器产生的一个定期跳动(Heartbeat)信号,以及在跳动出现异常时收到一个错误信号。
跳动监测可当作两种有所不同的用途:首先,在经过已在软件继续执行的功能检查之后,微控制器(MCU)应当只是分解跳动,以保证软件的长时间工作。第二,如果系统的动态号召已受到伤害,跳动应当要能表明出来。
为软件功能和动态号召监测跳动,可利用一个用于非常简单,哑巴(Dumb)的外部看门狗。外部看门狗应当有沿着一个跳动必需经常出现的窗口的能力调派一个跳动周期,跳动窗口的起到是当系统的动态号召受到伤害时,容许看门狗展开检测。
而在该功能或动态检查告终的情况下,看门狗不会企图利用应用于处理器的重置来完全恢复系统。 技巧2使用一个低效能MCU 简陋基于定时器的外部看门狗可在比较低成本的状况下监控跳动,但这不会相当严重容许看门狗系统的能力和完全恢复的可能性。
只不过,低效能微控制器就可以当作外部看门狗的定时器,所以不来为看门狗加添一些智能且使用微控制器呢?微控制器的固件(Firmware)可被研发用来符合减少许多功能的跳动监测窗口所须要。 一个聪慧的看门狗有时被称作监督者或安全性看门狗,且已在有所不同的产业,如汽车领域实际用于了许多年;另外,一般来说基于微控制器的看门狗以被主要用作安全性关键应用于。目前开发工具已非常能用且硬件成本也较低,这样的设计不具成本效益,且在其他的应用于中亦是如此。
技巧3监督关键的系统功能 用于一个小微控制器作为看门狗的要求,可打开看门狗该如何用于的无限有可能。其中可彰显智能看门狗的第一个角色一般来说是监督的最重要系统功能,如系统电流或传感器状态。看门狗如何能监督电流的一个例子是,采行一个电流的独立国家测量,并获取监测值给应用于处理器,之后,应用于处理器可较为看门狗与自身加载到的数值。
若是两者之间有分歧,则系统将继续执行故障树(FaultTree)此一被应用程序视作必要的方式。 技巧4仔细观察一个信道 有时嵌入式系统可像个看门狗且应用于处理器也可以如期工作,但外部的检查员是正处于非号召的状态。在这样的状态下,初始化智能看门狗到一个信道如标准化异步收发器(UART)是不切实际的。
当看门狗被相连到信道时,不仅可以监控地下通道流量,还可以接管对看门狗而言的特定指令。 在这方面一个很好的例子是专门小型卫星设计的看门狗,其可监控飞行器计算机和地面基地台间的无线电通信。如果飞行器计算机显得不号召无线电,看门狗将接管到一个命令,然后继续执行并重置飞行器计算机。 技巧5考虑到外部定点重置功能 使用一个微控制器继续执行看门狗,不会有额外功能减少其复杂性,以及一个新的软件单元到系统的设计,因此,系统中看门狗的问题毫无疑问是由工程师的头脑来监看。
在看门狗自行缩放骗的情况下,其将如何完全恢复? 自由选择之一是用于前面辩论的哑巴外部看门狗定时器。智能看门狗不会由哑巴看门狗的定时器,使其从被重置的状况下分解跳动;另一个自由选择是让应用于处理器的不道德就像个看门狗。这里需小心思维,给与最佳的方式以保证两个处理器如预期地维持长时间状态。
非常简单设计保证看门狗可行性 智能看门狗的目的是监测系统和主微控制器,以保证它们依预期运作。在系统设计中,看门狗可容许其所反对的十分多功能,开发者必须牢记,减少智能看门狗复杂度的可能性,且看门狗本身需包括潜在的故障模式和错误。
更加最重要的是,看门狗的设计不应维持非常简单与使用大于的适当功能集,将可保证其可被完全测试和检验。
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