摘要：當下，一邊汽車自動化駕駛的發展勢頭節節攀高，一邊頻頻出現各類痛心的質量事故。需求促進變革，需求促進功能安全在汽車電子的快速落地，本文就帶你領略高安全等級設計中的看門狗。

在汽車安全性要求越來越高的電子系統中，為保證系統程序按照預期流程運行，看門狗對程序的監控措施已成為功能安全需求不可或缺的部分。比如實現程序運行邏輯的監控，實現程序運行時間的監控等，這樣的看門狗應用需求，一般的看門狗是無法滿足的，ZLG為用戶推薦使用FS45/65電源管理芯片，其看門狗基于“question/answer”原理實現，可以很好的支持相關功能安全設計。

一、看門狗介紹

圖1  Challenger WD

FS45/65的看門狗是Challenger WD，基于“question/answer”原理實現看門狗刷新：FS45/65基于線性移位寄存器（LFSR）生成8位偽隨機數，MCU可以發送自定義LFSR的seed或使用FS45/65默認的LFSR值（0xB2），執行預定義的計算，通過SPI發送結果給FS45/65進行驗證。驗證正確，會產生新的偽隨機數；驗證錯誤，WD錯誤計數器遞增，WD_LFSR的值不變，WD錯誤計數器按照預定的配置，達到一定閾值，對RSTB和FS0B進行控制，從而使系統進入安全狀態。

任何WD的刷新都會重新啟動窗口，這樣可確保MCU與FS65之間的同步，同時與MCU系統獨立的外部看門狗更能保證系統的穩定性。

二、看門狗窗口

圖2  看門狗窗口

第一個看門狗刷新在INIT階段，第一次看門狗刷新后，設備進入正常WD刷新模式，MCU必須在看門狗窗口打開期間刷新看門狗。看門狗窗口時間可以在WD_WINDOW[3:0]位配置為1.0ms到1024ms。看門狗只能在INIT階段禁用，以允許“重新編程”。

l 無論好的、壞的WD刷新或WD超時，都會重新啟動新的WD窗口；

l 可以在任意階段更改窗口時間，更改窗口時間將在下一次WD刷新之后體現；

l 窗口的占空比為50%±10％，不可修改。

三、看門狗錯誤計數

圖3  看門狗錯誤計數器

FS45/65實現看門狗錯誤計數器管理，器件在INIT階段通過配置看門狗錯誤計數閾值來決定RSTB和FS0B的動作，保證系統在發生嚴重的看門狗故障時，能夠迅速進入安全狀態。

出現看門狗故障時，WD錯誤計數器加2；正確刷新時，WD錯誤計數器減1。該原理確保循環的“OK/NOK”行為收斂于故障檢測。為了允許應用程序的靈活性，在INIT階段，該計數器的最大值可以使用WD_CNT_RFR[1:0]位進行配置。

看門狗錯誤計數器值可由單片機讀取WD_ERR[2:0]位，用于診斷看門狗是否刷新正確。

四、看門狗刷新計數器

圖4  看門狗刷新計數器

看門狗刷新計數器用于遞減故障錯誤計數器。每次看門狗正確刷新時，看門狗刷新計數器將增加1，每當看門狗刷新計數器達到6，如果下一次WD刷新也很好，故障錯誤計數器遞減1。

無論看門狗刷新計數器的當前值是多少，每次刷新看門狗出現錯誤時，看門狗刷新計數器將復位為0。

五、ZLG資源

圖5  ZLG資源

ZLG為用戶準備了完善的器件使用及功能安全資源，包括器件的評測套件、基礎功能使用說明文檔、基礎功能代碼、功能安全使用說明文檔以及功能安全SafetyLib。

六、總結

FS45/65在看門狗應答策略、故障計數管理功能和診斷等一系列特性都遠遠優于傳統窗口看門狗，能夠有效保證系統穩定運行，并且符合國標GB/T 34590-5程序序列監控相關技術要求，可達到很高等級的診斷覆蓋率。