s3c2410 watchdog詳解

1．什麼是watchdog?
watchdog,中文名稱叫做“看門狗”，全稱watchdog timer,從字面上我們可以知道其實它屬於一種定時器。然而它與我們平常所接觸的定時器在作用上又有所不同。普通的定時器一般起記時作用，記時超時 (Timer Out)則引起一個中斷，例如觸發一個系統時鐘中斷。熟悉windows開發的朋友應該用過windows的Timer，windows Timer的作用與方才所討論的定時器在功能上是相同的，只是windows Timer屬於軟體定時器,當windows Timer記時超時則引起App向System發送一條消息從而觸發某個事件的發生。我們從以上的描述可知不論軟體定時器或硬體定時器他們的作用都是在某個時間點上引起一個事件的發生，對於硬體定時器來說這個事件可能是通過中斷的形式得以表現，對於軟體定時器，這個事件則可以是以系統消息的形式得以表現。正如本文開頭所講的，watchdog本質上是一種定時器，那麼普通定時器所擁有的特徵它也應該具備，是的，當它記時超時時也會引起事件的發生，只是這個事件除了可以是系統中斷外，它也可以是一個系統重起信號(Reset Signal)，可以這麼說吧，能發送系統重起信號的定時器我們就叫它watchdog.

2．watchdog的工作描述
當一個硬體系統開啟了watchdog 功能，那麼運行在這個硬體系統之上的軟體必須在規定的時間間隔內向watchdog發送一個信號.這個行為簡稱為"喂狗"(feed dog)，以免watchdog記時超時引發系統重起。

3．watchdog存在的意義是什麼？
你可能會問watchdog存在的意義是什麼？開啟了watchdog之後軟體必須定時向它發信息，這不是麻煩又耗費資源的行為嗎？其實這個行為很重要，這個行為是軟體向硬體報告自身運行狀態的一中手法。一個軟體運行良好，那麼它應該可以在規定的時間間隔內向watchdog發送信息，這等同於軟體每隔一段時間就告訴硬體：“嘿，哥們，我在好好的跑著呢，你放心吧。”，若軟體由於某個不當的操作而進入死循環(也就是俗稱的死機)，則他無法向 watchdog發送信息了，watchdog將發生記時超時，從而引起硬體重起。如果沒有watchdog的存在，程序已經死掉了，但我們的用戶還一頭霧水，以為系統正在進行大規模的運算而進行耐心的等待。。。這一等可就是天荒地老啊。。。-_-!!

4．s3c2410 watchdog的操作
對於s3c2410的watchdog來說,PCLK是它唯一的時鐘信號源。(不知道PCLK的朋友可以上網搜搜或看我下一篇文章)
s3c2410用了3個寄存器對watchdog進行操作，3個寄存器分別為：WTCON，WTDAT，WTCNT。
WTCON：watchdog控制寄存器
WTDAT：watchdog數據寄存器
WTCNT：watchdog記數寄存器
以上各個寄存器的詳細信息請參考s3c2410數據手冊上關於watchdog部分

5．s3c2410 watchdog 工作描述：
在開啟watchdog之前，我們必需在寄存器WTDAT裡面存有一個值，在watchdog開啟之後這個值會被自動載入進寄存器WTCNT中，WTCNT的作用將在下面進行講解，現在你只需要知道WTDAT必須有一個值，這個值將被自動裝進WTCNT中(注1)

Watchdog根據PCLK，Prescaler Value，Clock Select會產生一個watchdog自己的工作周期，我們把這個工作周期記為t_watchdog（注2），watchdog在一個 t_watchdog周期結束時會產生一個記數遞減信號，每當這個信號產生時，WTCNT中的值便減1，若在WTCNT遞減為0(Timer Out)的時候軟體層還沒有重新往WTCNT中寫入數值(這個行為便是我上文提到的喂狗)，則watchdog觸發Reset Signal，系統重起。
根據上述的描述，我們可以更形象地描述watchdog的工作原理和3個寄存器之間的相互關係：

WTCNT通過WTDAT得到一個值，watchdog在每個t_watchdog周期里向WTCNT發送一個遞減信號，當WTCNT的值遞減到0的時候則發生time out，重而重起系統。

下面我帖出一段設置watchdog並開啟watchdog的程序

rWTCON，rWTDAT分別為寄存器WTCON，WTDAT的地址解引用，我如下定義他們

#define        rWTCON                (*(volatile unsigned int *)0x53000000)
#define        rWTDAT                (*(volatile unsigned int *)0x53000004)

從上面的設置我們可知寄存器WTCON的值為0x7F81，分解出來得：

Prescaler Value               =255
Division_factor                =16(Clock Select=16)
Interrupt Generation       =0(不產生中斷)
Reset                            =1(開啟Reset Signal)

第4行設置寄存器WTDAT的值為0x8000。
第5行開啟watchdog

當調用上面的函數之後，你的系統已經開啟了watchdog，所以你必須在WTCNT中的值遞減到0之前重新往該寄存器寫入一個非0值(feed dog)，否則將引起系統重起,以下是feed_dog函數

void feed_dog()
{
        rWTCNT=0x8000;
}

下面是void enable_watchdog()和feed_dog()配合使用的一個例子

void main()
{
        init_system();
        .
        ...
        .....
        enable_watchdog();
        .
        ...
        .....
        while(1)
        {
                feed_dog();       
        }
}
在這個例子中我假設了main函數是系統的主函數，在做完一系列系統初始化之後enable_watchdog()函數被調用，此時watchdog被啟動，下面的while循環則是不斷的進行feed_dog，使系統不發生重起。當然在實際應用中不可能採取這種架構來對watchdog進行操作，一般來說feed_dog函數的調用是被安插在定時器的中斷服務常式中，當然，定時器的time out（注意是定時器的time out,不是watchdog的 time out）時間長度必須合適，否則在定時器還沒來得及發生中斷調用feed_dog函數之前，watchdog已經time out了，那也將引起系統重起.

注1：事實上，WTDAT和WTCNT這兩個寄存器在系統上電之後會被硬體自動的填入兩個初始值0x8000，開啟watchdog之後，WTCNT並沒有馬上就把WTDAT中的值裝入，而是使用初始值0x8000。在發生第一次time out之後，WTDAT寄存器中的值才會被真正的裝載進WTCNT寄存器中。

注2：t_watchdog可根據公式對其進行計算：
t_watchdog= 1/ (PCLK / (Prescaler value + 1) / Division_factor)
Prescaler Value位於寄存器WTCON的8至15位，其值為0~255
Division_factor由寄存器WTCON中的3~4位(Clock Select)決定，其值可以為00，01，10，11分別代表Division_factor的值為16，32，64，128

關於各個寄存器的詳細信息請參考s3c2410的操作手冊