Сторожевой таймер
Сторожевой таймер, реже контрольный таймер (англ. watchdog timer букв. «сторожевой пёс») — аппаратно реализованная схема контроля над зависанием системы. Представляет собой таймер, который периодически сбрасывается контролируемой системой. Если сброса не произошло в течение некоторого интервала времени, происходит принудительная перезагрузка системы. В некоторых случаях сторожевой таймер может посылать системе сигнал на перезагрузку («мягкая» перезагрузка), в других же — перезагрузка происходит аппаратно (замыканием сигнального провода RST или подобного ему). В большинстве случаев, существуют специальные средства, позволяющие узнать причину сброса. Например, это первый сброс при включении питания, аппаратный сброс кнопкой или сигналом, или это сработал сторожевой таймер. В некоторых процессорах, сторожевой таймер вызывает не общий сброс, а прерывание.
Автоматизированные системы, не использующие оператора-человека, тоже подвержены ошибкам, зависаниям и другим сбоям (в том числе аппаратным), с использованием сторожевых таймеров увеличивают стабильность работы — нет необходимости ручного сброса. Поэтому наиболее частое их использование — встроенные системы различного назначения.
Конструктивное исполнение
Физически сторожевой таймер может быть:
- Самостоятельным устройством.
- Компонентом устройства, например, микросхемой на материнской плате.
- Частью кристалла SoC, микроконтроллера.
Когда сторожевой таймер выполнен в виде самостоятельной микросхемы, например, серии ADM690 — ADM695, он может выполнять и функции монитора напряжения питания[1].
Область применения
Контроль работы аппаратно-программных комплексов на основе ЭВМ
Такие таймеры позволяют не только отслеживать зависание операционной системы (и перезагружать её), но и отслеживать состояние отдельных программ и компонентов аппаратного обеспечения системы в целом, а также осуществлять проверку подключения ЭВМ к компьютерной сети.
Подобные таймеры в первую очередь используются в системах, где человек физически не может получить доступ, например спутники и прочие космические аппараты. Также сторожевые таймеры полезны в устройствах, доступ к которым трудно осуществим, например, в банкоматах и терминалах по приему платежей.
Управление устройствами измерительной техники
В этом случае сторожевой таймер может использоваться как средство для отсчёта временных интервалов, необходимых для осуществления периодических измерений.
Принцип работы
Сторожевой таймер подключается, например, через USB type A/PDB10. Проводом он напрямую соединяется с контактами Reset и Power материнской платы. Программа периодически передает сигнал на USB, к которому подключен таймер. Если таймер не получает сигнала, значит, компьютер завис. Автоматически WatchDog передает сигнал на контакт Reset материнской платы, чтобы перезагрузить систему. Если Reset не сработал, WD активирует канал Power, затем снова включает компьютер.
Таким образом, WatchDog сначала «нажимает» кнопку Reset, затем «зажимает» кнопку Power, а потом снова включает компьютер.
Чтобы иметь энергию для перезапуска, на таймер устанавливают ионистор.
Расширенные функции с релейным блоком
Реле позволяет управлять GSM-модемом, роутером, купюроприемником, ПК и т. д.. WD может перезагрузить компьютер и, например, купюроприёмник. Для этого нужно поставить релейный блок в разрыв питания купюроприёмника. К сторожевому таймеру он подключается через провод на соответствующие контакты. Постоянное питание нужно обеспечить через порт micro-USB или стандартный разъём молекс.
Примечания
Литература
- Владимир Гуревич. Микропроцессорные реле защиты: устройство, проблемы, перспективы. — М.: Инфра-Инженерия, 2011. — С. 146. — 336 с. — ISBN 978-5-457-64773-2.
- Хофманн М. Микроконтроллеры для начинающих = Mikrocontroller für Einsteiger. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — С. 101. — ISBN 978-5-9775-0551-2.