看門狗模塊（WDOG）在MCU應(yīng)用里可以說是非常基礎(chǔ)的功能模塊。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品級(jí)的應(yīng)用程序，如果它沒有使能主控內(nèi)部的看門狗模塊，一般都不能算是一個(gè)合格的軟件設(shè)計(jì)。

有的時(shí)候，硬件工程師覺得片內(nèi)看門狗不可靠，還會(huì)在板級(jí)設(shè)計(jì)里再加入外部看門狗電路。

總之看門狗對(duì)于產(chǎn)品工作穩(wěn)定性具有很重要的意義。

最近有一個(gè)i.MX RT客戶注意到了芯片手冊(cè)System Boot章節(jié)里提及了WDOG應(yīng)用，想使能這個(gè)功能，并且要確認(rèn)該功能真實(shí)生效以及評(píng)估對(duì)后續(xù)應(yīng)用程序的影響。

借助客戶的問題，我們來細(xì)聊下這個(gè)話題。

一、WDOG模塊簡介

首先我們來了解一下i.MX RT1xxx系列內(nèi)部的WDOG模塊，在i.MX RT1xxx內(nèi)部一共有三個(gè)WDOG模塊（WDOG1/2/3），雖然WDOG本質(zhì)上就是個(gè)特殊功能定時(shí)器，但因?yàn)樾酒O(shè)計(jì)時(shí)為其賦予的超時(shí)觸發(fā)行為不同，所以其應(yīng)用場合并不一樣。

1.1 系統(tǒng)看門狗WDOG1/2

WDOG1和WDOG2屬于系統(tǒng)看門狗，前者用于系統(tǒng)級(jí)復(fù)位（產(chǎn)生WDOG_RESET_B_DEB信號(hào)給SRC模塊）防止系統(tǒng)發(fā)生異常，后者用于系統(tǒng)SNVS域安全警報(bào)（不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位效果）。

不過從模塊寄存器角度，WDOG1和WDOG2是一樣的，因此除了超時(shí)觸發(fā)行為外，它們其余方面特性是一樣的：

模塊內(nèi)部兩個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘源是固定的，來自ipg_clk_32k以及anatop_xtal32k_clk 。

模塊內(nèi)部8bit定時(shí)器（Time-OutCounter）用于產(chǎn)生WDOG_RESET_B_DEB復(fù)位信號(hào)，計(jì)時(shí)精度固定為0.5秒，超時(shí)可設(shè)范圍為0.5秒到128秒。

塊內(nèi)部定時(shí)器（PowerDown Counter）用于產(chǎn)生對(duì)外輸出的復(fù)位信號(hào)WDOG_B，其超時(shí)時(shí)間固定為16秒。

模塊對(duì)外輸出的信號(hào)最多有三個(gè):WDOG_RST_B_DEB、WDOG_B、WDOG_ANY（僅WDOG1）。

模塊使能信號(hào)WDOGx->WCR[WDE]可多次設(shè)置（并不是一次復(fù)位期間僅可write one once）。

模塊配置寄存器與定時(shí)器計(jì)數(shù)值可直接修改。

模塊Time-Out Counter默認(rèn)是關(guān)閉的，PowerDown Counter默認(rèn)是開啟的。

1.2 內(nèi)核看門狗WDOG3(4)

WDOG3有時(shí)候又叫RTWDOG（對(duì)于i.MX RT1170，還存在用于默認(rèn)CM4從核的WDOG4），屬于內(nèi)核看門狗，主要用于復(fù)位內(nèi)核，防止程序陷入死循環(huán)。其模塊寄存器跟WDOG1/2完全不同，更接近于一般的定時(shí)器模塊設(shè)計(jì)：

1. 模塊內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘源有四種選擇，Bus clock / LPO clock / INTCLK / ERCLK 。

2. 模塊內(nèi)部16bit定時(shí)器（Time-OutCounter）用于產(chǎn)生內(nèi)核復(fù)位信號(hào)。

3. 模塊使能信號(hào)WDOGx->CS[EN]可多次設(shè)置（但是其屬于write-once屬性）。

4. 模塊配置寄存器write-once bits與定時(shí)器計(jì)數(shù)值需要特殊unlock時(shí)序才可以修改。

5. 模塊Time-Out Counter默認(rèn)是開啟的。

二、系統(tǒng)ROM里對(duì)WDOG的使用

i.MXRT1xxx系列芯片上電默認(rèn)都是先執(zhí)行系統(tǒng)BootROM，在BootROM里會(huì)有對(duì)看門狗的處理。默認(rèn)情況下BootROM是不啟用看門狗做代碼執(zhí)行守護(hù)的，只有當(dāng)用戶燒寫了指定的eFuse位，看門狗功能才會(huì)生效。BootROM并沒有使用默認(rèn)開啟的 WDOG3，而是將其關(guān)閉并打開了WDOG1作為看門狗。

2.1 看門狗使能

i.MXRT10xx系列芯片BootROM看門狗在eFuse里配置如下，包含eFuse 0x460[21]使能位與eFuse 0x6D0[15:13]超時(shí)時(shí)間設(shè)置。

i.MXRT1160/1170 芯片BootROM看門狗在eFuse里配置如下，包含eFuse 0x9A0[15]使能位與eFuse 0x9B0[2:0]超時(shí)時(shí)間設(shè)置，以及多了eFuse0x9B0[5:3]關(guān)于WDOG_B外部信號(hào)腳選擇設(shè)置。

2.2 看門狗作用

對(duì)于i.MXRT10xx系列，BootROM看門狗主要用于Serial Downloader分支程序下（SDP 模式BT_MODE = 2'b01，或者Device Boot模式BT_MODE = 2'bx0下啟動(dòng)失敗進(jìn)入了Serial Downloader）檢測與主機(jī)通訊情況，只要在設(shè)置的超時(shí)時(shí)間里沒有通信交互行為，看門狗就會(huì)復(fù)位整個(gè)系統(tǒng)（并不是單次通信就可以的，任意超時(shí)時(shí)間內(nèi)都得保持交互）。如果在Device Boot模式下能夠正常啟動(dòng)程序，則看門狗不會(huì)被使能。

對(duì)于i.MXRT1160/1170系列，BootROM看門狗不僅在Serial Downloader分支程序中有效，其在Device Boot模式下（BT_MODE = 2'bx0）也同樣被使能了，這樣做主要有兩個(gè)用意：

如果因板級(jí)電路干擾導(dǎo)致首次啟動(dòng)程序失敗，BootROM正常是直接跳轉(zhuǎn)到了SDP模式不會(huì)再做啟動(dòng)程序行為。但是使能了看門狗，則在SDP模式下等待超時(shí)時(shí)間后系統(tǒng)復(fù)位會(huì)重新嘗試啟動(dòng)程序，這樣不斷嘗試直到板級(jí)干擾消失。

如果啟動(dòng)程序成功，BootROM會(huì)直接跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)應(yīng)用程序，但無法檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)程序是否能夠正常執(zhí)行。但是使能了看門狗，如果應(yīng)用程序不對(duì)看門狗做有效處理，系統(tǒng)還是會(huì)復(fù)位回來，這樣相當(dāng)于做了應(yīng)用程序是否執(zhí)行的驗(yàn)證。

三、使能WDOG后對(duì)i.MX RT開發(fā)的影響

現(xiàn)在回到文章開頭提到的客戶問題，如何判斷BootROM中WDOG已經(jīng)生效了，這個(gè)其實(shí)特別簡單，在SDP模式下插上USB線，在資源管理器里觀察是不是有HID設(shè)備每隔一段時(shí)間就會(huì)重新枚舉一次，沒錯(cuò)就是WDOG搗的鬼。

那么對(duì)于應(yīng)用程序的開發(fā)，有什么注意事項(xiàng)呢？對(duì)于i.MX RT10xx其實(shí)沒有任何影響，而對(duì)于i.MX RT1160/1170，則必須在應(yīng)用程序里增加對(duì)WDOG1的處理。

在恩智浦提供的頭文件system_MIMXRT1xxx.c文件里SystemInit()函數(shù)中其實(shí)有關(guān)于看門狗相關(guān)代碼，默認(rèn)是將全部的看門狗都關(guān)一遍（DISABLE_WDOG=1），這部分代碼對(duì)于i.MX RT10xx程序是可以不做的，但是對(duì)于i.MX RT1160/1170就必須要做了。

審核編輯 ：李倩