看门狗定时器在无人看管的关键任务应用中调用自动保护

为确保 IIoT 装置正常运作并提高系统效能和电源效率，您应该知道的三种看门狗定时器模式

进入工业物联网 (IIoT) 时代，智能型装置在我们从未想过的地方找到安身立命之处。它们可以安装在工厂生产线，也能安装在某个偏远地区，发挥出感测和/或控制的作用。但每当智能型装置当机，整个作业便可能会停止。

 

为了解决这个问题，传统上会将技术人员派往这些区域，作法大多是重新启动设备。这不仅浪费技术人员来回奔波的时间，也会导致装置停机时间拉长，甚至造成营收损失。针对这种简单的重设或重新启动，使用看门狗定时器便能立即解决这类问题。

 

看门狗定时器是设计到嵌入式系统中一种很常见的装置，并且一直都在使用，与嵌入式系统差不多同时间出现。从本质上来说，看门狗定时器是硬件，可以是独立的，也可以整合到其他装置 (如 MCU) 中，可自动侦测软件异常并在发生任何异常时重设处理器。看门狗定时器有时也称为计算机正常运作 (COP) 定时器，或简称看门狗。

 

理论上，为了确保装置运作，故障和相关的重设将由人工处理。但实际上，这是不可能的，因为系统需要 24 小时全天候监控，需要非常迅速采取行动，而且系统可能位于远程位置。

 

窗口型和非窗口型看门狗定时器

一般来说，看门狗定时器分为两种：窗口型和非窗口型。这两种的行为类似，调用时都会导致重设。两者的区别在于，如果定时器过早触发，窗口型看门狗也会导致重设。

 

看门狗定时器以一个计数器为基准，从某一初始值倒数到零。其所监控的嵌入式软件会选择计数器的初始值，并定期重新启动定时器，以防止其超时 (达到零)。如果计数器在软件重新启动之前达到零，则假设软件故障并判定处理器的重设讯号。 

图中可以看到看门狗定时器如何倒数计时，并在达到零时重设 (可能重新启动系统)，藉此表示发生故障。 

 

当出现临时硬件故障或软件包含错误或其他方面出现问题时，可能会发生异常。一般来说，在侦测到故障时，将重新启动处理器 (以及其所执行的嵌入式软件)，就像操作人员重启电源一样。不过，系统设计团队认为，还是可采取其他修正措施，像是让计算机进入安全状态和/或重新启动系统。

 

目前常见的是，直接将看门狗定时器嵌入主机微处理器，可大幅简化设计过程。或者，也可将其嵌入直接连接至处理器的邻近 IC 内。甚至某些情况下，也可放在单独的电路板上，但这种情况很少见。

 

 

 

关于看门狗定时器有件事必须考虑，微控制器何时会进入低功耗或睡眠模式。处理器不使用时，当然不需要看门狗定时器，于是看门狗定时器本身便会进入低功耗模式。为了处理这个问题，当处理器进入深度睡眠并退出时，定时器通常会停止，然后重新启动回到其初始计数。

 

此外，所谓的睡眠模式，也就是 CPU 和时钟源以及参考该时钟的任何周边装置均停用，此即为最低功耗模式。闲置模式也是低功耗，但并未低到如同睡眠模式，此时 CPU 会停用但系统时钟继续运作。周边装置可以在这个定时器上运作，也可以选择性停用。

 

一个 COM，三种看门狗定时器模式 

DFI 的 WL968 是 COM Express 3.0 模組，可正確使用其看門狗計時器。此裝置是針對 Intel 第 8 代 Core 微處理器所設計，適用於 IoT 邊緣應用。

 

可处理所有三种看门狗定时器模式的其中一个电路板范例是 DFI WL968。COM Express 3.0 模块是专为 Intel 第 8 代 i3、i5 或 i7 Core 微处理器所设计。WL968 的其他特色还包括高达 64 GB 的 DDR4 内存、各种 I/O 接口，包括 AGA/DDI 和 LVDS，以及支持 4K x 2K 分辨率的 DP++。如需进一步扩充，还有 6 个 PCIe 端口、GbE 界面和 12 个 USB 端口 (4 个 USB 3.0 和 8 个 USB 2.0) 可用。

 

DFI 专精于嵌入式领域，深知长使用寿命支持对其产品的重要性。因此，WL968 提供 15 年 CPU 生命周期支持 (符合 Intel 的 IOTG 蓝图)。此模块有两种版本可供选择，一种可在标准温度 (0° 至 +60°C) 下运作，另一种可在延伸温度范围 (-40° 至 +85°C) 下运作。

 

正确使用看门狗定时器，可提高系统效能和电源效率，但使用不当则会导致系统不断出错。让 DFI 的专家协助您解开这个难题。

 

WL968	TGU968	CH961	TGH960
ICD970	GH9A3	TGU9A2	EHL9A2