uboot啟動時，當將cpu執行模式設定為管理模式後，就要關閉看門狗了，那麼看門狗是幹什麼的呢？

狗狗是我們的好朋友，有時候，一條好狗狗能夠救主人的性命，”看門狗“是cpu的“好朋友”，它也能夠在cpu出狀況的時候把它救活。

看門狗其實就是一個可以在一定時間內被複位的計數器，當看門狗啟動後，計數器開始自動計數，經過一定時間，cpu就會將這個計數器復位，如果沒有被複位，計數器溢位就會對CPU產生一個復位訊號使系統重啟，這個復位的操作就是“喂狗”。

看門狗就這樣兢兢業業的守著它的主人cpu,當cpu出狀況的時候，就不能喂狗了，看門狗餓了就知道cpu不正常工作了，然後傳送復位訊號讓cpu重新醒過來。

對於一些安裝在戶外的裝置，可以很直接的體現它的價值，比如運營商在荒郊野嶺安裝了好多基站，如果這裡的基站停止工作了，就需要派人去這個基站手動重啟了，有了看門狗以後，只要過一段時間沒有喂狗，看門狗就將系統重啟，節省了不少人力。

看門狗主要分三種：

1、內建在cpu內部的看門狗

此類看門狗一般是將一個晶片中的定時器來作為看門狗，通過程式的初始化，寫入初值，並啟動定時器。程式按時對定時器賦初值（或復位），以免它餓了。這種看門狗是可以被禁用的（只要停止這個定時器即可），好比對那隻要咬你的狗來個“葵花點穴手”。大部分CPU都內建看門狗，硬體原理可參考各晶片資料手冊。
優點：可以通過程式改變初始時間，也可以隨時禁用
缺點：

需要初始化，如果程式在初始化、啟動完成前跑飛或在禁用後跑飛，看門狗就無法復位系統，這樣看門狗的作用就沒有了，系統恢復能力降低。

2、獨立的看門狗晶片

這種看門狗主要有一個用於喂狗的引腳（一般與CPU的GPIO相連）和一個復位引腳（與系統的RESET引腳相連），如果沒有在一定時間內改變喂狗腳的電平，復位引腳就會改變狀態復位CPU。此類看門狗一上電就開始工作，無法禁用。現在常用的晶片有：CAT705/CAT706、IMP706等等，溢位時間在1.6秒左右。 硬體原理可以參考各晶片資料手冊和《基於Linux的嵌入式系統全程喂狗策略》。

優點：無須配置，上電即用。無法禁用，系統必須按時喂狗，系統恢復能力高。
缺點：

無法靈活配置溢位時間，無法禁用，靈活性降低。

3、軟體看門狗

這其實就是一個監控軟體，對於硬體上出的問題它還是無能為力的，它主要對一些重要的軟體進行監控。

一些重要的程式，必須讓它一直跑著；而且還要時時關心它的狀態——不能讓它出現死鎖現象。（當然，如果一個主程式會出現死鎖，肯定是設計或者程式設計上的失誤。首要做的事是Debug。）但如果時間緊迫可以用軟體看門狗，暫時應急。

 這種監控軟體執行不出現介面視窗，具有一定的隱蔽性；它定時判斷目標程序是否執行在當前系統中，如果沒有則啟動目標程序；判斷目標程序是否“無響應”，如果是則終止目標程序；如果目標程序“無響應”的次數超過一定的數量，則重啟整個系統。它的目的也是復位，但是它主要市復位程序，實在不行才復位CPU。

第二種和第三種看門狗，在這裡不作討論，下面將討論怎麼使用內建在cpu內部的看門狗。

因為是內建在cpu內部，所以從電路圖中就找不到看門狗的連線方式了，下面是看門狗的工作原理圖：

從圖中可以看出一下幾點：

1. 看門狗使用的輸入時鐘是PCLK，關於時鐘的知識將在後面進行詳細分析

2. 看門狗的配置涉及到三個暫存器：控制暫存器（WTCON），資料暫存器（WTDAT），計數暫存器（WTCNT）

3.看門狗先將PCLK時鐘進行預分頻 （prescaler），分頻的精度為0~255 （2的8次方-1 ，由WTCON的8-15位進行設定），預分頻後再除以一個分頻因子（division factor，由WTCON的4:3兩位進行設定，一共有4中選擇——16,32,64,128），有PCLK、prescaler和division factor三個變數以後，就可以計算出看門狗計數器遞減時間間隔：

t_watchdog：看門狗計數器遞減時間間隔，單位秒

PCLK：APB匯流排工作始終，單位HZ

prescaler value + 1：預分頻大小，因為從0開始，所以需要加一

division_factor：分頻因子，有4個檔——16,32,64,128

當開發板一上電的時候，系統時鐘是還沒有初始化的，所以PCKL的時鐘大小是和外部時鐘一樣的，cpu連線的外部晶振如下圖：

所以剛上電時，PCKL的大小12MHz,WTCON[15:8]設定為74，除數因子選擇16，通過上面公式可以計算出，看門狗控制器遞減時間間隔0.1毫秒。將WTCNT裡的值設定為0x2710(十進位制10000)，那麼看門狗會每過一秒鐘產生一次超時。

我們來看看控制暫存器（WTCON），資料暫存器（WTDAT），計數暫存器（WTCNT）晶片手冊：

從上圖可以看到WTCON的預設狀態：

[0]=1 當看門狗計時器超時的時候，開啟發送reset訊號的功能

[2]=0 超時的時候不傳送中斷

[4:3]=00 預設分頻因子是1/16, division_factor=16

[5]=1 開啟看門狗計數器，看門狗會按照WTCNT中的初始值進行遞減，直到超時

[15:8]=0x80 換成十進位制是128, prescaler=128

因為剛開機的時候，PCLK=12M, prescaler=128, division_factor=16 , 所以可以計算出 t_watchdog=1/(12M/129/16)=(129*16)/(12000000)=0.000172s=0.172ms

上圖是WTDAT暫存器的晶片手冊，預設值是0x800, 十進位制是2048

上圖是計數器暫存器的晶片手冊，預設值也是0x800,十進位制是2048

所以剛上電的時候，看門狗的超時時間是：time_out=2048*0.000172=0.352252s 

0.352252s是如此的短暫，所以在開機的時候如果沒有關閉看門狗，它將每隔0.352252s就傳送一次reset訊號重啟cpu，不管uboot執行到哪個階段，都將被看門狗終止並重啟。

從上面可以得出結論，板子重啟時，必須儘早關閉看門狗，以便後面的程式碼順利執行。

看門狗關閉以後，需要在什麼時候開啟呢?我們將會在後面分析uboot和核心程式碼的時候進行分析。

下面將使用一個例子演示對看門狗的操作。

Makefile

[plain]  view plain  copy

1. watch_dog.bin:watch_dog.S    
2.     arm-linux-gcc -g -c -o watch_dog.o watch_dog.S    
3.     arm-linux-ld -Ttext 0x000 -g watch_dog.o -o watch_dog_elf    
4.     arm-linux-objcopy -O binary -S watch_dog_elf watch_dog.bin    
5.     
6. clean:    
7.     rm -rf watch_dog.bin *.o watch_dog_elf   

watch_dog.S

[plain]  view plain  copy

1. @ 關閉看門狗實驗  
2. .text  
3. .global _start  
4. _start:  
5.   ldr r0, = 0x53000000                       @ WTCON暫存器地址載入到r0  
6.   
7.   mov r1, #0                                 @ r1 = 0  
8.   
9.   str r1, [r0]                               @ 將r1裡的值存到r0裡地址裡  

通過分析前面的暫存器的設定位可知，只要設定WTCON[5]為0即可，上述程式碼裡，直接將整個WTCON暫存器裡的位設定為0。

[plain]  view plain  copy

1. @開啟看門狗實驗：  
2. @watch_dog.S  
3.   
4.  .text  
5.  .global _start  
6.  _start:  
7.         @ 設定看門狗控制暫存器  
8.   
9.   
10.          ldr r0, =0x53000000                           @ 載入WTCON暫存器地址  
11.   
12.          @ 0x4a21 = [15:8]=74, [5]=1, [0]=1  
13.   
14.          ldr r1, =0x4a21                               @ 將0x4a21儲存到r1裡  
15.   
16.          str r1, [r0]                                  @ 將r1裡的值存入r0指向的地址  
17.   
18.          @ 設定看門狗計數暫存器，該暫存器的值在上電後被載入, 1秒超時  
19.   
20.          ldr r2, =0x53000008                           @ 載入WTCNT暫存器地址  
21.   
22.          ldr r3, =0x2710                               @ 將0x2710儲存到r1裡  
23.   
24.          str r3, [r2]                                  @ 將r3裡的值存入r2指向的地址  
25.   
26.   
27.          bl led_on                                     @ 呼叫led_on程式碼  
28.   
29.    
30.   
31. loop:  
32.   
33.          b loop                                        @ 死迴圈  
34.   
35. led_on:  
36.         ldr r0,=0x56000010    
37.     mov r1,#0x15400    
38.     str r1,[r0]    
39.               
40.     ldr r0,=0x56000014    
41.     mov r1,#0x100    
42.     str r1,[r0]    
43.     mov pc,lr    

程式開始定義兩個常量地址，分別是WTCON,WTCNT的地址，ENRTY後面是程式的正文部分，首先通過ldr指令載入WTCON的地址到r0裡，將0x4a21這個數載入到r1裡，0x4a21是我們通過設定WTCON [15:8]=74 [7:6]=0，[5]=1,[4:1]=0, [0]=1得到的16進位制數，將其值存入到r0地址裡，這樣WTCON裡就是我們設定各位的值，然後同樣道理再將0x2710存到WTCNT資料暫存器裡，設定資料暫存器的值為0x2710。

為了看到看門狗的重啟效果，我們加入了一個小程式，用來點亮led燈，將上述程式碼在linux下編譯完後，燒寫到NORFLASH裡可以看到每過1秒鐘，開發板的led燈就閃一下。

知識擴充套件

開啟了看門狗之後，控制器會定時的復位，為了防止不停的復位，就要進行“喂狗”操作，喂狗操作相對比較簡單，只要在WTCNT裡的計數減為0之前，將其值重置一個非0的數值即可，看下面的函式：feed_dog（該程式碼僅供讀者參考，光碟原始碼中沒有給出具體例子）

[plain]  view plain  copy

1. @ 喂狗程式  
2.   
3. .text  
4. .global _start  
5.   
6. feed_dog:  
7.   
8.            ldr r0, =WTCNT  
9.   
10.            ldr r1, =0x2710  
11.   
12.            str r1, [r0]  
13.   
14.            mov pc, lr  

喂狗程式對喂狗的時機必須要合適，否則在定時器還沒來得及發生中斷呼叫watchdog已經超時了，也將引起系統復位重啟，通常系統裡會開啟另外一個時鐘來為整個系統服務，它會定時的“告知”系統，在看門狗定時器超時之前，自動的呼叫喂狗程式。

總結：這篇文章講了看門狗的一些內容，包括看門狗的作用，看門狗的分類，看門狗的工作原理和在arm處理器中看門狗的 配置手冊，並根據手冊計算了看門狗的計時間隔和計時週期，最後用了一些例子演示了看門狗的操作過程。後面我們將繼續根據uboot啟動流程講解中斷相關的知識。

轉載請宣告!