AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)

  • BSW的WatchDog功能(下)
  • 一、普通狗和窗口狗(Window Watchdog)
  • 二、窗口狗初始化和喂狗流程概要
  • 三、Wdg配置项详解
  • 四、窗口狗详细流程

BSW的WatchDog功能(下)

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一、普通狗和窗口狗(Window Watchdog)

窗口狗作用概括一下:

主要是针对普通喂狗中的缺陷,如误操作寄存器非法喂狗,或者跑飞后又恢复,普通狗不能有效检测到这些异常。

而窗口狗可以多数情况检测到如上异常,一定程度提高的系统防错能力。

关于窗口狗和普通狗两者区别,下面用几张图展示,相信看过后比较容易理解了。

场景一:
AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第1张图片

分析:
系统运行正常,任务正常周期喂狗

场景二:*
AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第2张图片

分析:
系统异常(如软件跑飞),但是应用误操作Wdg寄存器,系统仍然可以正常运行.普通狗无法检测到这种非法喂狗场景

场景三:

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第3张图片
** 分析:**
注意

  • 窗口狗是以中断形式喂狗的,且要求喂狗时机需满足一定窗口(如图示例为总超时周期的75%-100%);

  • 当系统运行异常时(如软件跑飞),但是应用仍能误操作Wdg寄存器,窗口狗模式下,检测到在无效窗口喂狗,判定为错误,采取错误处理(如复位)。

  • 窗口狗可以检测到非法喂狗场景, 并执行有效防护

二、窗口狗初始化和喂狗流程概要

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第4张图片

  1. Wdg初始化:Main函数中调用Wdg_<>_ init函数,(因可能有多个Wdg,<>为用户自定义名称)
    在Wdg_<>_ init内做如下几项操作:
  • 调用<>_Wdg_init,初始化寄存器配置,使默认超时、75%中断喂狗、默认Fast/Slow模式(超时action、喂狗窗口)等配置生效,此时看门狗已启动。

  • 调用 <>_ Wdg_ SetTriggerCondition,重置默认超时计数N,考虑初始化耗时一般默认超时设置较长。

  • 调用<>_Wdta_Trigger 首次喂狗(可选)。

  1. 加载快/慢狗模式:Main函数中调用EcuM_Init函数,使用WdgIf_SetMode完成Wdg模式设置(Fast/Slow)。
    完成对应设置后同时启动OS。
    注:设置时机也可在OS启动后由WdgM_Main设置,有的ECU在 Wdg_init初始化后就不再允许设置SetMode。

  2. 计数重置:OS启动后,一方面WdgM主函数周期调用WdgIf_SetTriggerCondition重置喂狗计数WdgCnt,之后循环重置(喂狗计数计算方法参考下文配置项讲解小结介绍);

  3. 中断喂狗: 另一方面Wdg_6_Wdta1_Rb_ServiceWDTA 周期性中断喂狗。

  • 在中断内管理喂狗计数,每次递减1。
  • 发现计数不为0,则在中断内喂狗。
  • 发现喂狗计数为0,停止喂狗,等待WdgM复位。
    此时表示异常,WgM可能被其他任务堵塞而没有及时重置计数,

三、Wdg配置项详解

在这里插入图片描述
是否使用75%中断(Watchdog 75% ISR):是否使用75%的对应模式(Fast/Slow)超时时间作为中断喂狗时间,wdg_init使用
初始模式(WatchDog default init mode):初始模式(Fast/Slow),wdg_init使用

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第5张图片
初始超时时间(Initial Timeout):默认超时时间, wdg_init使用。
本例设置500ms

FastMode超时时间(Timeout in fast mode):在FastMode 下的超时时间。
本例设置34 ms。

Wdg检测到错误后响应(watchdog error detection reaction):触发复位或者进入NMI中断。注:这里的错误指的可能是非窗口期喂狗,也可能是没有喂狗导致了超时。
本例配置复位。

中断喂狗周期(Service Interval):中断喂狗的周期。在中断里会做两件事,一、检查是否喂狗计数是否0,若非0则喂狗,若为0则触发错误响应。
本例配置26ms

设定依据:由于FastMode超时为34ms,75%中断为26ms。
喂狗窗口(window open period):所允许的喂狗时间窗。
本例为25%,即中断有效喂狗窗口为Fast(Slow) Mode超时的75%-100 %,即喂狗窗口25.5 ms -34ms,结合如上中断喂狗周期26ms,喂狗周期位于窗口期内。

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第6张图片
用户超时时间(WdgMTrigger Time):用户期待的超时,决定了最终的超时时间从而进行超时动作(如复位)
本例为75 ms ,触发狗选择的模式是快狗模式。

喂狗计数计算方法

WdgCnt= WdgMTrigger Time/ Service Interval +1, 即喂狗计数 = 用户超时/喂狗周期。

喂狗和超时判定大致的机制为:

  • 轮询重置计数:wdgM轮询重置WdgCnt
  • 轮询消耗计数:中断喂狗定期消耗WdgCnt, 检查未消耗完毕则保持喂狗,当中断喂狗时发现WdgCnt消耗完毕,停止喂狗触发超时

本例中,Trigger Count =75/26 + 1 = 3;,即喂狗计数为3次,喂狗周期26ms,即从wdgm调度异常不能重置计数开始,经历3个中断周期:总检测时间= 3 *26= 78ms。大致和我们的需求(75ms)相符。

四、窗口狗详细流程

AutoSAR配置与实践(深入篇)8.3 BSW的WatchDog功能(下)_第7张图片

1.看门狗初始化:系统启动后进行看门狗的初始化,初始化流程参考前述<流程概要>

本例默认fastmode,超时时间500ms,中断喂狗时间26ms,初始喂狗计数WdgCnt =500/26+1=20次

2.周期重置计数:OS开始调度后,会根据用户超时在WdgM_MainFunction重设看门狗,周期性重置。
本例用户超时时间75ms,重置喂狗计数WdgCnt =75/26+1=3

3.周期喂狗:75%中断产生,中断内发现喂狗计数不为0,触发喂狗操作,并且消耗1次喂狗计数。此后每次中断内都会进行相同操作。
本例喂狗计数N=3,消耗后N-1=2;

4-5:正常喂狗:系统正在正常运作中,喂狗计数在正常的重置和消耗中。
6. 系统调度异常,WdgM_MainFcuntion调度丢失(可能被其他任务抢占或者系统跑飞),无法重置Wdg计数N。
7.计数持续消耗:随着喂狗中断产生,喂狗计数仍在不断消耗(丢失重置源,计数不再重置新增)。
8.等待超时:超时后的第三个中断内,发现喂狗计数为0,检测到了异常,所以停止喂狗,等到超时
9.执行超时Action。WdgM判断超时触发超时Action响应
本例Action响应设置为复位,所以触发复位操作。

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