系统看门狗WDOG1在i.MX RT系统启动中的应用及影响

看门狗模块（WDOG）在MCU应用里可以说是非常基础的功能模块。对于一个产品级的应用程序，如果它没有使能主控内部的看门狗模块，一般都不能算是一个合格的软件设计。

有的时候，硬件工程师觉得片内看门狗不可靠，还会在板级设计里再加入外部看门狗电路。

总之看门狗对于产品工作稳定性具有很重要的意义。

最近有一个i.MX RT客户注意到了芯片手册System Boot章节里提及了WDOG应用，想使能这个功能，并且要确认该功能真实生效以及评估对后续应用程序的影响。

借助客户的问题，我们来细聊下这个话题。

一、WDOG模块简介

首先我们来了解一下i.MX RT1xxx系列内部的WDOG模块，在i.MX RT1xxx内部一共有三个WDOG模块（WDOG1/2/3），虽然WDOG本质上就是个特殊功能定时器，但因为芯片设计时为其赋予的超时触发行为不同，所以其应用场合并不一样。

1.1 系统看门狗WDOG1/2

WDOG1和WDOG2属于系统看门狗，前者用于系统级复位（产生WDOG_RESET_B_DEB信号给SRC模块）防止系统发生异常，后者用于系统SNVS域安全警报（不会产生复位效果）。

不过从模块寄存器角度，WDOG1和WDOG2是一样的，因此除了超时触发行为外，它们其余方面特性是一样的：

模块内部两个计数时钟源是固定的，来自ipg_clk_32k以及anatop_xtal32k_clk 。

模块内部8bit定时器（Time-OutCounter）用于产生WDOG_RESET_B_DEB复位信号，计时精度固定为0.5秒，超时可设范围为0.5秒到128秒。

块内部定时器（PowerDown Counter）用于产生对外输出的复位信号WDOG_B，其超时时间固定为16秒。

模块对外输出的信号最多有三个:WDOG_RST_B_DEB、WDOG_B、WDOG_ANY（仅WDOG1）。

模块使能信号WDOGx->WCR[WDE]可多次设置（并不是一次复位期间仅可write one once）。

模块配置寄存器与定时器计数值可直接修改。

模块Time-Out Counter默认是关闭的，PowerDown Counter默认是开启的。

1.2 内核看门狗WDOG3(4)

WDOG3有时候又叫RTWDOG（对于i.MX RT1170，还存在用于默认CM4从核的WDOG4），属于内核看门狗，主要用于复位内核，防止程序陷入死循环。其模块寄存器跟WDOG1/2完全不同，更接近于一般的定时器模块设计：

1. 模块内部计数时钟源有四种选择，Bus clock / LPO clock / INTCLK / ERCLK 。

2. 模块内部16bit定时器（Time-OutCounter）用于产生内核复位信号。

3. 模块使能信号WDOGx->CS[EN]可多次设置（但是其属于write-once属性）。

4. 模块配置寄存器write-once bits与定时器计数值需要特殊unlock时序才可以修改。

5. 模块Time-Out Counter默认是开启的。

二、系统ROM里对WDOG的使用

i.MXRT1xxx系列芯片上电默认都是先执行系统BootROM，在BootROM里会有对看门狗的处理。默认情况下BootROM是不启用看门狗做代码执行守护的，只有当用户烧写了指定的eFuse位，看门狗功能才会生效。BootROM并没有使用默认开启的 WDOG3，而是将其关闭并打开了WDOG1作为看门狗。

2.1 看门狗使能

i.MXRT10xx系列芯片BootROM看门狗在eFuse里配置如下，包含eFuse 0x460[21]使能位与eFuse 0x6D0[15:13]超时时间设置。

i.MXRT1160/1170 芯片BootROM看门狗在eFuse里配置如下，包含eFuse 0x9A0[15]使能位与eFuse 0x9B0[2:0]超时时间设置，以及多了eFuse0x9B0[5:3]关于WDOG_B外部信号脚选择设置。

2.2 看门狗作用

对于i.MXRT10xx系列，BootROM看门狗主要用于Serial Downloader分支程序下（SDP 模式BT_MODE = 2'b01，或者Device Boot模式BT_MODE = 2'bx0下启动失败进入了Serial Downloader）检测与主机通讯情况，只要在设置的超时时间里没有通信交互行为，看门狗就会复位整个系统（并不是单次通信就可以的，任意超时时间内都得保持交互）。如果在Device Boot模式下能够正常启动程序，则看门狗不会被使能。

对于i.MXRT1160/1170系列，BootROM看门狗不仅在Serial Downloader分支程序中有效，其在Device Boot模式下（BT_MODE = 2'bx0）也同样被使能了，这样做主要有两个用意：

如果因板级电路干扰导致首次启动程序失败，BootROM正常是直接跳转到了SDP模式不会再做启动程序行为。但是使能了看门狗，则在SDP模式下等待超时时间后系统复位会重新尝试启动程序，这样不断尝试直到板级干扰消失。

如果启动程序成功，BootROM会直接跳转到目标应用程序，但无法检验目标程序是否能够正常执行。但是使能了看门狗，如果应用程序不对看门狗做有效处理，系统还是会复位回来，这样相当于做了应用程序是否执行的验证。

三、使能WDOG后对i.MX RT开发的影响

现在回到文章开头提到的客户问题，如何判断BootROM中WDOG已经生效了，这个其实特别简单，在SDP模式下插上USB线，在资源管理器里观察是不是有HID设备每隔一段时间就会重新枚举一次，没错就是WDOG捣的鬼。

那么对于应用程序的开发，有什么注意事项呢？对于i.MX RT10xx其实没有任何影响，而对于i.MX RT1160/1170，则必须在应用程序里增加对WDOG1的处理。

在恩智浦提供的头文件system_MIMXRT1xxx.c文件里SystemInit()函数中其实有关于看门狗相关代码，默认是将全部的看门狗都关一遍（DISABLE_WDOG=1），这部分代码对于i.MX RT10xx程序是可以不做的，但是对于i.MX RT1160/1170就必须要做了。

审核编辑 ：李倩