5.9 Watchdog 设备

📚 本节导读

学习时长：约 20 分钟
难度级别：⭐⭐☆☆☆
前置知识：第 5.1 节设备驱动框架

🎯 学习目标

• 理解看门狗的工作原理和分类
• 掌握独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG）的配置
• 掌握喂狗操作和超时处理
• 了解看门狗在系统可靠性中的作用

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一、概述

Watchdog（看门狗）是一种硬件定时器，用于监控系统运行状态。OneOS 看门狗驱动位于 drivers/watchdog/，核心头文件 watchdog.h（第 47-57 行定义 os_watchdog_device 结构体和 os_watchdog_ops 操作接口）。

看门狗类型

类型	时钟源	特点
独立看门狗（IWDG）	独立 RC 振荡器	独立于主时钟，系统时钟故障仍可工作
窗口看门狗（WWDG）	系统时钟	必须在特定时间窗口内喂狗，更精确

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二、核心数据结构

typedef struct os_device_watchdog
{
    struct os_device             parent;      /* 继承自 os_device_t */
    const struct os_watchdog_ops *ops;        /* 看门狗操作接口 */
    os_uint32_t                  timeout_ms;  /* 超时时间（毫秒） */
    os_bool_t                    is_running;  /* 运行状态 */
} os_device_watchdog_t;

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三、核心 API

/* 打开/关闭看门狗设备 */
os_device_t *os_device_open(const char *name);
os_err_t os_device_close(os_device_t *dev);

/* 设置超时时间 */
os_err_t os_watchdog_set_timeout(os_device_t *dev, os_uint32_t timeout_ms);

/* 启动看门狗 */
os_err_t os_watchdog_start(os_device_t *dev);

/* 喂狗（刷新看门狗计数器） */
os_err_t os_watchdog_refresh(os_device_t *dev);

/* 停止看门狗（部分硬件支持） */
os_err_t os_watchdog_stop(os_device_t *dev);

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四、使用示例

#include <device.h>
#include <watchdog.h>

/* 看门狗喂狗任务 */
void watchdog_feed_task(void *arg)
{
    os_device_t *wdg = (os_device_t *)arg;

    while (1)
    {
        /* 定期喂狗，间隔需小于超时时间 */
        os_watchdog_refresh(wdg);
        os_task_msleep(500);  /* 每 500ms 喂一次 */
    }
}

void watchdog_demo(void)
{
    os_device_t *wdg;

    /* 打开看门狗设备 */
    wdg = os_device_open("wdg");
    if (wdg == NULL) return;

    /* 设置 2 秒超时 */
    os_watchdog_set_timeout(wdg, 2000);

    /* 启动看门狗 */
    os_watchdog_start(wdg);

    os_kprintf("Watchdog started, timeout: 2s\r\n");

    /* 创建喂狗任务 */
    os_task_t *task;
    os_task_create(&task, "wdg_feed", watchdog_feed_task,
                   wdg, OS_TASK_PRIORITY_NORMAL, 1024);
}

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五、使用建议

5.1 喂狗策略

• 独立任务喂狗：创建独立的喂狗任务，避免被异常任务阻塞
• 多任务联合喂狗：多个任务设置标志位，只有全部正常才喂狗
• 喂狗间隔：通常设置为超时时间的 1/3 ~ 1/2

5.2 调试注意事项

• 调试时暂停看门狗，避免断点导致系统复位
• 使用 OS_USING_WATCHDOG 宏控制编译
• 生产环境务必启用看门狗

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📝 本节小结

1. 看门狗是系统可靠性的重要保障，防止系统死锁
2. IWDG 独立于主时钟，WWDG 提供精确窗口控制
3. 喂狗操作需在超时前定期执行
4. 建议使用独立任务喂狗，避免被异常代码阻塞

🔗 相关链接

• 5.1 设备驱动框架
• 5.7 Timer 设备
• 第5章 README