從係統或軟件故障中恢複是一件不容易的任務


；要讓該故障不複存在更是困難

，即使故障已可被辨識和修複。不過

，外部看門狗(Watchdog)可幫助係統針對故障迅速做出反應。
外部看門狗是嵌入式係統工程師工具箱裏重要且關鍵的工具
，然而為了捕捉到故障，且預防故障的發生，看們狗必須設計得當。 因此設計一個看門狗係統時應考慮以下5個秘訣。

技巧1—監測心跳

一個外部看門狗須具備的最簡單功能是監測由主應用處理器產生的一個定期“心跳(Heartbeat)”信號，以及在心跳異常時發出一個錯誤信號。心跳監測可做為兩種不同的用途：首先，在經過已在軟件執行的功能檢查之後，微控製器(MCU)應該隻是生成心跳，以確保軟件的正常工作。第二，如果係統的實時響應已受到損害，心跳應該要能顯示出來。

為軟件功能和實時響應監測心跳，可透過一個使用簡單

，“啞巴(Dumb)”的(de)外(wai)部(bu)看(kan)門(men)狗(gou)。外(wai)部(bu)看(kan)門(men)狗(gou)應(ying)該(gai)有(you)沿(yan)著(zhe)一(yi)個(ge)心(xin)跳(tiao)必(bi)須(xu)出(chu)現(xian)的(de)窗(chuang)口(kou)的(de)能(neng)力(li)調(tiao)派(pai)一(yi)個(ge)心(xin)跳(tiao)周(zhou)期(qi)，心(xin)跳(tiao)窗(chuang)口(kou)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)當(dang)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)時(shi)響(xiang)應(ying)受(shou)到(dao)損(sun)害(hai)時(shi)，允(yun)許(xu)看(kan)門(men)狗(gou)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)。而(er)在(zai)該(gai)功(gong)能(neng)或(huo)實(shi)時(shi)檢(jian)查(zha)失(shi)敗(bai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)

，看(kan)門(men)狗(gou)會(hui)試(shi)圖(tu)透(tou)過(guo)應(ying)用(yong)處(chu)理(li)器(qi)的(de)重(zhong)置(zhi)來(lai)恢(hui)複(fu)係(xi)統(tong)。

技巧2—采用一個低效能MCU

簡(jian)易(yi)基(ji)於(yu)定(ding)時(shi)器(qi)的(de)外(wai)部(bu)看(kan)門(men)狗(gou)可(ke)在(zai)相(xiang)對(dui)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)監(jian)控(kong)心(xin)跳(tiao)，但(dan)這(zhe)會(hui)嚴(yan)重(zhong)限(xian)製(zhi)看(kan)門(men)狗(gou)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)力(li)和(he)恢(hui)複(fu)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。其(qi)實(shi)，低(di)效(xiao)能(neng)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)做(zuo)為(wei)外(wai)部(bu)看(kan)門(men)狗(gou)的(de)定(ding)時(shi)器(qi)，所(suo)以(yi)何(he)不(bu)為(wei)看(kan)門(men)狗(gou)增(zeng)添(tian)一(yi)些(xie)智(zhi)能(neng)且(qie)采(cai)用(yong)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)呢(ne)？微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)固(gu)件(jian)(Firmware)可被開發用來滿足增加許多功能的心跳監測窗口所需。

一個“聰明”的看門狗有時被稱為監督者或安全看門狗，且已在不同的產業，如汽車領域實際使用了許多年；另ling外wai，通tong常chang基ji於yu微wei控kong製zhi器qi的de看kan門men狗gou以yi被bei主zhu要yao用yong於yu安an全quan關guan鍵jian應ying用yong。目mu前qian開kai發fa工gong具ju已yi相xiang當dang可ke用yong且qie硬ying件jian成cheng本ben也ye低di，這zhe樣yang的de設she計ji具ju成cheng本ben效xiao益yi，且qie在zai其qi他ta的de應ying用yong中zhong亦yi是shi如ru此ci。

技巧3—監督關鍵的係統功能

使shi用yong一yi個ge小xiao微wei控kong製zhi器qi作zuo為wei看kan門men狗gou的de決jue定ding，可ke開kai啟qi看kan門men狗gou該gai如ru何he使shi用yong的de無wu限xian可ke能neng。其qi中zhong可ke賦fu予yu智zhi能neng看kan門men狗gou的de第di一yi個ge角jiao色se通tong常chang是shi監jian督du的de重zhong要yao係xi統tong功gong能neng，如ru係xi統tong電dian流liu或huo傳chuan感gan器qi狀zhuang態tai。看kan門men狗gou如ru何he能neng監jian督du電dian流liu的de一yi個ge例li子zi是shi，采cai取qu一yi個ge電dian流liu的de獨du立li測ce量liang
，並bing提ti供gong監jian測ce值zhi給gei應ying用yong處chu理li器qi，之zhi後hou，應ying用yong處chu理li器qi可ke比bi較jiao看kan門men狗gou與yu自zi身shen讀du取qu到dao的de數shu值zhi。若ruo是shi兩liang者zhe之zhi間jian有you分fen歧qi，則ze係xi統tong將jiang執zhi行xing故gu障zhang樹shu(Fault Tree)此一被應用程序視為適當的方式。

技巧4—觀察一個信道

youshiqianrushixitongkexianggekanmengouqieyingyongchuliqiyekeyiruqigongzuo
，danwaibudejianzhayuanshichuyufeixiangyingdezhuangtai。zaizheyangdezhuangtaixia
，bangdingzhinengkanmengoudaoyigexindaorutongyongyibushoufaqi(UART)是可行的。當看門狗被連接到信道時，不僅可以監控通道流量
，還可以接收對看門狗而言的特定指令。

在zai這zhe方fang麵mian一yi個ge很hen好hao的de例li子zi是shi專zhuan為wei小xiao型xing衛wei星xing設she計ji的de看kan門men狗gou
，其qi可ke監jian視shi飛fei行xing器qi計ji算suan機ji和he地di麵mian基ji地di台tai間jian的de無wu線xian電dian通tong信xin。如ru果guo飛fei行xing器qi計ji算suan機ji變bian得de不bu響xiang應ying無wu線xian電dian，看kan門men狗gou將jiang接jie收shou到dao一yi個ge命ming令ling，然ran後hou執zhi行xing並bing重zhong置zhi飛fei行xing器qi計ji算suan機ji。

技巧5—考慮外部定時重置功能

采cai用yong一yi個ge微wei控kong製zhi器qi執zhi行xing看kan門men狗gou
，會hui有you額e外wai功gong能neng增zeng加jia其qi複fu雜za性xing
，以yi及ji一yi個ge新xin軟ruan件jian單dan元yuan到dao係xi統tong的de設she計ji，因yin此ci，係xi統tong中zhong看kan門men狗gou的de問wen題ti無wu疑yi是shi由you工gong程cheng師shi的de頭tou腦nao來lai監jian看kan。在zai看kan門men狗gou自zi行xing“放大假”的情況下
，其將如何恢複？

選擇之一是使用前麵討論的啞巴外部看門狗定時器。智能看門狗會由啞巴看門狗的定時器，使其從被重置的狀況下生成心跳；另一個選擇是讓應用處理器的行為就像個看門狗。這裏須小心思考

，給予最佳的方式以確保兩個處理器如預期地保持正常狀態。

簡單設計確保看門狗可行性

智(zhi)能(neng)看(kan)門(men)狗(gou)的(de)目(mu)的(de)是(shi)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)和(he)主(zhu)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)，以(yi)確(que)保(bao)它(ta)們(men)依(yi)預(yu)期(qi)運(yun)作(zuo)。在(zai)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)中(zhong)，看(kan)門(men)狗(gou)可(ke)允(yun)許(xu)其(qi)所(suo)支(zhi)持(chi)的(de)非(fei)常(chang)多(duo)功(gong)能(neng)，開(kai)發(fa)者(zhe)需(xu)要(yao)牢(lao)記(ji)，增(zeng)加(jia)智(zhi)能(neng)看(kan)門(men)狗(gou)複(fu)雜(za)度(du)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)，且(qie)看(kan)門(men)狗(gou)本(ben)身(shen)須(xu)包(bao)含(han)潛(qian)在(zai)的(de)故(gu)障(zhang)模(mo)式(shi)和(he)錯(cuo)誤(wu)。更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，看(kan)門(men)狗(gou)的(de)設(she)計(ji)應(ying)保(bao)持(chi)簡(jian)單(dan)與(yu)采(cai)用(yong)最(zui)小(xiao)的(de)必(bi)要(yao)功(gong)能(neng)集(ji)，將(jiang)可(ke)確(que)保(bao)其(qi)可(ke)被(bei)徹(che)底(di)測(ce)試(shi)和(he)驗(yan)證(zheng)。

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