多任務(wù)環(huán)境中如何喂看門狗(勘誤)
(抱歉,昨天這篇文章已經(jīng)發(fā)過,但是后來發(fā)現(xiàn)兩個(gè)錯(cuò)誤,一是訪問dog_flag變量時(shí)應(yīng)該當(dāng)作臨界段保護(hù),二是事件標(biāo)志組的代碼里置事件標(biāo)志組bit2時(shí)參數(shù)應(yīng)該是0x04而不是0x03,現(xiàn)已將兩段代碼更正,造成的不便敬請(qǐng)諒解)
1)看門狗基礎(chǔ)知識(shí)
看門狗(watch dog)是一個(gè)定時(shí)器,可以設(shè)置一個(gè)定時(shí)時(shí)間,計(jì)時(shí)到時(shí)會(huì)把MCU復(fù)位,所以MCU必須要在定時(shí)時(shí)間到之前將計(jì)數(shù)值重置(這個(gè)動(dòng)作通常稱為喂狗)。在嵌入式系統(tǒng)中加入看門狗,可以監(jiān)測(cè)MCU是否還在正常運(yùn)行,如果軟件跑進(jìn)死循環(huán)、或者出現(xiàn)其他錯(cuò)誤,導(dǎo)致不能及時(shí)重置看門狗計(jì)時(shí)器,則時(shí)間一到MCU就會(huì)被復(fù)位,重新回到初始狀態(tài),以此跳出錯(cuò)誤狀態(tài)。
在裸機(jī)編程時(shí),只需把喂狗操作放在主循環(huán)中,確保正常運(yùn)行時(shí)一個(gè)循環(huán)的最長(zhǎng)時(shí)間不超過看門狗計(jì)時(shí)器的時(shí)間,看門狗就能起到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的作用。
特別注意:不要把喂狗操作放在定時(shí)器中斷中,因?yàn)檫@樣即使主程序進(jìn)入了死循環(huán),定時(shí)器中斷仍然會(huì)定期運(yùn)行,起不到看門狗溢出的作用。
2)多任務(wù)環(huán)境中如何喂狗
在多任務(wù)環(huán)境,如多RTOS系統(tǒng)中,同時(shí)有多個(gè)任務(wù)在運(yùn)行,每個(gè)任務(wù)相相當(dāng)于一個(gè)無限循環(huán),操作系統(tǒng)在后臺(tái)調(diào)度使得它們都能運(yùn)行。如果在這種情況下,我們簡(jiǎn)單地在每個(gè)任務(wù)的主循環(huán)中都加入喂狗操作,那么就起不到看門狗的監(jiān)測(cè)作用了。因?yàn)?,此時(shí)系統(tǒng)中只要有一個(gè)任務(wù)在正常運(yùn)行,也能起到定期喂狗的作用,即使其他任務(wù)有進(jìn)入死循環(huán)、或者其他不能跳出的錯(cuò)誤時(shí),看門狗也不能起到作用。
那么在多任務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)該如何喂狗呢?我們知道,看門狗的目的是為了監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤,那么我們只要將所有任務(wù)的狀態(tài)都檢查一下,如果都正常才執(zhí)行喂狗操作。
假設(shè)系統(tǒng)中有4個(gè)任務(wù),DefaultTask、Task01、Task02、Task03。我們先建立一個(gè)全局變量dog_flag用于存儲(chǔ)各個(gè)任務(wù)的喂狗狀態(tài);在前3個(gè)任務(wù)的主循環(huán)中,把dog_flag對(duì)應(yīng)的bit位置位,DefaultTask置位bit0、Task01置位bit1、Task02置位bit2;在最后的Task03任務(wù)中,循環(huán)檢查是否所有在使用的bit位都被置位,如果都被置位,則說明其他所有的任務(wù)的主循環(huán)都在正常運(yùn)行,那么可以喂狗;同時(shí)最后要將dog_flag清零,以用于下一次監(jiān)測(cè)置位。
簡(jiǎn)單的代碼實(shí)現(xiàn)示例如下(注意在讀寫dog_flag的語(yǔ)句屬于臨界段,需要保護(hù)起來):
3)事件標(biāo)志組應(yīng)用于多任務(wù)喂狗
上述的代碼是最直觀容易理解的,而實(shí)際上,在大部分的RTOS中,有一種更優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)方式,那就是利用事件標(biāo)準(zhǔn)組。
我們之前講freeRTOS的時(shí)候,在事件標(biāo)志組相關(guān)的章節(jié)提到過,在事件標(biāo)志組的變量中,每個(gè)bit位表示了一個(gè)事件,正好相當(dāng)于這里我們用于監(jiān)測(cè)各個(gè)任務(wù)主循環(huán)是否執(zhí)行到的bit位。同時(shí),事件標(biāo)志組可以通知其他任務(wù),我們可以利用這個(gè)特性,在喂狗的任務(wù)中等待其他所有任務(wù)的發(fā)送的事件標(biāo)志,如果全都等到了,就喂狗并清除事件。
以freeRTOS環(huán)境為例,示例如下:
要注意一下,使用事件標(biāo)志組時(shí),由于要等到所有的事件后,才能向后執(zhí)行完一個(gè)循環(huán),所以,一般建議單獨(dú)建立一個(gè)任務(wù)用于喂狗,這個(gè)任務(wù)中不再執(zhí)行其他操作。
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