CN201638201U - 一种应用于嵌入式系统的看门狗设备 - Google Patents

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罗竟成
刘翀
陈兴海
马宗健
朱炽冲
张永涛
刘玉姣
程晓鹏
吴帝海
丘春森
刘双广
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Abstract

本实用新型提供一种应用于嵌入式系统的看门狗设备，所述嵌入式系统设置有看门狗芯片，还设置有计时器，所述计时器控制看门狗芯片的复位信号的发出或禁止。本实用新型可通过FPGA或者CPLD实现，所需要的FPGA或CPLD资源非常少，几十个触发器的资源就足够了，因此对于已经配备了FPGA或CPLD的系统，实现这个灵活的看门狗功能是非常容易的事情。

Description

一种应用于嵌入式系统的看门狗设备
技术领域
本实用新型属于嵌入式系统的启动及安全技术领域，特别是涉及应用于嵌入式系统的看门狗设备。
背景技术
一般的嵌入式设备系统软件部分都会划分为几个部分：引导程序(Bootloader)、内核(Kernel)和文件系统(File System)。嵌入式操作系统启动的顺序一般是这样的：上电后，系统复位芯片会将整个硬件系统复位，复位完毕后CPU从默认的地址启动，这个地址存放的是引导程序，引导程序主要完成一些必要的初始化如外设和内存，之后会将内核导入到内存，如果内核是压缩方式存储的还需要进行解压，解压缩完毕后开始执行内核，内核最后会挂载文件系统。这个启动过程是一个相当繁琐的过程，需要花费一定的时间。就Linux操作系统而言，普通复杂度的内核一般需要十几秒钟到几十秒钟，复杂的、需要挂载更多模块的内核需要的时间就更长了。
那么对于为了确保系统稳定运行而增加了看门狗涉及的系统来说会存在一个问题，就是目前普通的看门狗芯片要求的喂狗周期都比较短，一般是2秒钟至少要喂一次狗，否则看门狗芯片将产生系统复位。也就是说为了确保看门狗不会产生系统复位，当操作系统启动的时候每隔2秒钟就要进行一次喂狗操作，这在操作系统启动的时候是非常难实现的。需要在估算一定的执行时间后进行一次喂狗操作，先不算估算时间的误差，光是修改程序就够繁琐了。如果遇到压缩的内核就更麻烦。
随着FPGA/CPLD成本的降低和功能的日益增强，很多嵌入式设备的设计中都会带有FPGA/CPLD，用来做一些系统控制。故而可以利用FPGA/CPLD的优势对看门狗加以改进，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减少带硬件看门狗系统在操作系统启动时候的繁琐的喂狗操作，而在启动过程又不会发生复位的嵌入式系统的看门狗设备。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：
一种应用于嵌入式系统的看门狗设备，所述嵌入式系统设置有看门狗芯片，还设置有计时器，所述计时器控制看门狗芯片的复位信号的发出或禁止。
所述计时器包括第一计时器，所述第一计时器对应嵌入式系统启动时的时间，其禁止看门狗芯片在嵌入式系统启动时发送复位信号。
所述计时器包括第二计时器，所述第二计时器对应相邻两次喂狗操作的最大时差，其控制看门狗芯片在满足条件时发送复位信号，所述条件为在确定时间内没有发生喂狗操作。
所述计时器包括第三计时器，所述第三计时器对应看门狗芯片复位生效的时间。
所述看门狗芯片和计时器通过FPGA或CPLD实现。
本实用新型通过设置计时器来控制看门狗芯片的动作，在操作系统启动时，计时器实现在启动所需的时间内，控制看门狗芯片停止发送复位信号，也就是说，在启动时，没有喂狗操作也不会导致看门狗芯片复位，保证了系统启动的稳定性及快捷性。
本实用新型的具体操作为：嵌入式系统上电后，会产生上电复位信号，看门狗接收到这个信号后由计时器进行计时，计时器确保操作系统启动完毕，之后应用程序接管看门狗，如果在第二计时器制定的时间内，应用程序没有喂狗操作，看门狗将产生复位信号去复位系统，复位时间通过第三计时器决定，复位完成后再重新回到上电复位状态，重复操作。
本实用新型可通过FPGA或者CPLD实现，所需要的FPGA或CPLD资源非常少，几十个触发器的资源就足够了，因此对于已经配备了FPGA或CPLD的系统，实现这个灵活的看门狗功能是非常容易的事情。
附图说明
图1为本实用新型的操作流程图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
本实用新型的操作流程图如附图1所示。采用Verilog逻辑编程语言实现，图1表示看门狗的工作状态流程，描述了从系统上电复位到操作系统启动完毕以及此后应用程序的喂狗操作流程。图中各个部分的描述如下：
计时1：这个时间是可定制的，根据不同复杂程度的系统采用不同的时长，这个计时器会确保在操作系统启动完毕之前看门狗不会复位系统。
计时2：时长也是可以定制的，定制了相邻两次喂狗操作的最大时差，操作这个时间没有喂狗操作将会导致看门狗复位生效，系统重新启动。
计时3：这个计时时长一样可以定制，代表了看门狗复位生效的时间，不同系统对于复位时长有不同的需求，这个也是可以灵活完成的。
整个流程的描述如下：
当系统上电后，会产生上电复位，看门狗接收到这个信号后进行计时(计时1)，计时1会确保操作系统启动完毕(在计时1的时间内，即便没有喂狗操作，看门狗也不会产生复位信号)，之后应用程序接管看门狗；如果指定时间内(计时2)，应用程序没有喂狗，看门狗会产生复位信号去复位系统，复位时间通过计时3决定，复位完成后再重新回到上电复位状态，然后重复上述操作。
采用本实用新型，带硬件看门狗系统的操作系统启动变得简单，诸多参数的配置使得使用变得更灵活。

Claims (2)

1.一种应用于嵌入式系统的看门狗设备，所述嵌入式系统设置有看门狗芯片，其特征在于还设置有计时器，所述计时器控制看门狗芯片的复位信号的发出或禁止，所述计时器包括第一计时器，所述第一计时器对应嵌入式系统启动时的时间，其禁止看门狗芯片在嵌入式系统启动时发送复位信号；所述计时器包括第二计时器，所述第二计时器对应相邻两次喂狗操作的最大时差，其控制看门狗芯片在满足条件时发送复位信号，所述条件为在确定时间内没有发生喂狗操作；所述计时器包括第三计时器，所述第三计时器对应看门狗芯片复位生效的时间。
2.根据权利要求1所述的看门狗设备，其特征在于所述看门狗芯片和计时器通过FPGA或CPLD实现。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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