多任務系統看門狗的實現

如果程序出現故障，不在定時周期內復位看門狗，就使得看門狗定時器溢出產生復位信號并重啟系統。軟件看門狗原理上一樣，只是將硬件電路上的定時器用處理器的內部定時器代替，這樣可以簡化硬件電路設計，但在可靠性方面不如硬件定時器，比如系統內部定時器自身發生故障就無法檢測到。當然也有通過雙定時器相互監視，這不僅加大系統開銷，也不能解決全部問題，比如中斷系統故障導致定時器中斷失效。

看門狗本身不是用來解決系統出現的問題，在調試過程中發現的故障應該要查改設計本身的錯誤。加入看門狗目的是對一些程序潛在錯誤和惡劣環境干擾等因素導致系統死機而在無人干預情況下自動恢復系統正常工作狀態。看門狗也不能完全避免故障造成的損失，畢竟從發現故障到系統復位恢復正常這段時間內怠工。同時一些系統也需要復位前保護現場數據，重啟后恢復現場數據，這可能也需要一筆軟硬件的開銷。

圖1：(a) 多任務系統看門狗示意圖
；(b) 相應的看門狗復位邏輯圖。

　　在單任務系統中看門狗工作原理如上所述，容易實現。在多任務系統中情況稍為復雜。假如每個任務都像單任務系統那么做，如圖1(a)所示，只要有一個任務正常工作并定期“喂狗”，看門狗定時器就不會溢出。除非所有的任務都故障，才能使得看門狗定時器溢出而復位，如圖1(b)。

　　而往往我們需要的是只要有一個任務故障，系統就要求復位。或者選擇幾個關鍵的任務接受監視，只要一個任務出問題系統就要求復位，如圖2(a)所示，相應的看門狗復位邏輯如圖2(b)所示。

　　在多任務系統中通過創建一個監視任務TaskMonitor，它的優先級高于被監視的任務群Task1、Task2...Taskn。TaskMonitor在Task1~Taskn正常工作情況下，一定時間內對硬件看門狗定時器清零。如果被監視任務群有一個Task_x出現故障，TaskMonitor就不對看門狗定時器清零，也就達到被監視任務出現故障時系統自動重啟的目的。另外任務TaskMonitor自身出故障時，也不能及時對看門狗定時器清零，看門狗也能自動復位重啟。接下來需要解決一個問題是：監視任務如何有效監視被監視的任務群。

圖2：(a) 多任務系統看門狗示意圖；(b) 正確的看門狗復位邏輯圖。

　　在TaskMonitor中定義一組結構體來模擬看門狗定時器組，

　　typedef STruct

　　{

　　UINT32 CurCnt, LastCnt;

　　BOOL RunState;

　　int taskID;

　　} STRUCT_WATCH_DOG;