基于STM32、FreeRTOS實(shí)現(xiàn)硬件看門狗+軟件看門狗監(jiān)測多任務(wù)的思路

作者 | strongerHuang

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這是一篇舊文，技術(shù)交流群有人在討論這個(gè)問題，今天就來分享一下。

我們都知道硬件看門狗的目的： 是用來監(jiān)測系統(tǒng)，防止系統(tǒng)死機(jī)，并在死機(jī)的情況下使其系統(tǒng)復(fù)位重啟。
在RTOS操作系統(tǒng)中，如果任務(wù)（線程）較多，出現(xiàn)高優(yōu)先級任務(wù)長時(shí)間占用CPU資源，低優(yōu)先級任務(wù)長時(shí)間得不到執(zhí)行這種想象，那么我們的系統(tǒng)就是具有“Bug”的系統(tǒng)。
如上描述，假如我們的線程沒有死機(jī)，只是長時(shí)間得不到執(zhí)行。在這種異常情況下，我們又不希望系統(tǒng)復(fù)位，只希望執(zhí)行特定代碼，那我們該如何來避免這種問題呢？

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關(guān)于看門狗 硬件看門狗：利用一個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)電路，其定時(shí)輸出連接到電路的復(fù)位端，程序在一定時(shí)間范圍內(nèi)對定時(shí)“喂狗”。
因此程序正常工作時(shí)，定時(shí)器總不能溢出，也就不能產(chǎn)生復(fù)位信號。如果程序出現(xiàn)故障，不在定時(shí)周期內(nèi)喂狗，就使得看門狗定時(shí)器溢出產(chǎn)生復(fù)位信號并重啟系統(tǒng)。
在STM32中，有兩個(gè)看門狗：獨(dú)立看門狗和窗口看門狗。原理和功能都類似，只是應(yīng)用場景不一樣。
軟件看門狗：軟件看門狗和硬件看門狗原理類似，都是定期（在時(shí)間溢出之內(nèi)），對其喂狗。只是軟件喂狗的方式是通過自身設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

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硬件+軟件看門狗監(jiān)測多任務(wù)的原理 1.利用一個(gè)監(jiān)測線程（自身），來監(jiān)測其它多個(gè)線程； 2.利用硬件看門狗來監(jiān)測自身。
如圖：

假如我系統(tǒng)中有多個(gè)應(yīng)用線程（如上圖），我就利用一個(gè)監(jiān)測線程（自身），來監(jiān)測其它多個(gè)應(yīng)用線程。

同時(shí)，為了防止自身線程異常，利用一個(gè)硬件看門狗來監(jiān)測自身。這樣就可以做到雙重監(jiān)測的作用。

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結(jié)合軟件來講原理 上一節(jié)上述的原理可能對于有些人來說，是比較抽象的。那么這一節(jié)來看看代碼：
監(jiān)測線程（自身）：

簡單來說：在監(jiān)測線程（自身）之中，需要對硬件看門狗進(jìn)行喂狗。軟件看門狗的角色：在這里就是對齊計(jì)數(shù)，瀏覽是否溢出，我把它封裝成一個(gè)瀏覽函數(shù)。具體的喂狗就在其他各個(gè)被監(jiān)測的線程中。
那么，再看軟件看門狗對其中一個(gè)應(yīng)用線程喂狗的代碼： 這里只是簡單的舉例，一個(gè)主線程里面的喂狗。相當(dāng)于：我線程啟動之后，就需要定時(shí)喂狗。如果這里長時(shí)間不喂狗，那么監(jiān)測線程（自身）就會發(fā)現(xiàn)你沒有喂狗。

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簡答的實(shí)現(xiàn)方法

看到這里，相信大家都知道其原理了。具體實(shí)現(xiàn)的方式方法很多種，可根據(jù)自己實(shí)際項(xiàng)目需要，添加相應(yīng)的接口。這里舉例幾點(diǎn)吧。
定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

這里舉例，是實(shí)現(xiàn)最基礎(chǔ)的東西，比如計(jì)數(shù)器，最大超時(shí)值等。
注冊接口函數(shù)：
監(jiān)測瀏覽函數(shù)接口：
以上只是教大家方法，具體的實(shí)現(xiàn)，可自己根據(jù)自己習(xí)慣，項(xiàng)目需求來定制化開發(fā)。

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