【Autosar】MCAL - WDG（NXP - S32K14x）

MCAL - WDG（NXP - S32K14x）

MCAL - 汇总

配置工具：EB Tresos Studio
芯片类型：S32K146

1. 概述

看门狗是为了程序能够按照预期执行，不会出现死循环、程序跑飞等异常情况发生。在设置的规定时间内用户需要对看门狗进行喂狗操作，否则发生看门狗复位。看门狗有三种工作模式：Fast、Slow、Off。

1.1 看门狗工作原理

• 硬件部分

如上图所示，看门狗模块中，将Counter Register寄存器与Timeout Value Register寄存器进行比较，当计数值＞超时时间时，会控制CPU Reset。通过设置Refresh Sequence Write Control寄存器进行喂狗，喂狗后Counter Register会被清0。这里的喂狗操作由GPT（定时器）配合，GPT中断回调函数配置看门狗喂狗（用户无需关心），GPT的触发时间为超时时间的一半。由于设计关系，GPT的时钟频率需要与看门狗的时钟频率保持一致。

• 软件部分

由于看门狗的寄存器为16Bit，最大值为65535，假设时钟频率为8MHz，最大超时时间 = 65535 / 8000000 ≈ 0.008s，NXP为了放大超时时间，在RAM中设置了一个超时时间变量让用户去设置，对于用户来说，这个才是看门狗。

1.2 看门狗时钟源

WDG的时钟源可选择的有：LPO_CLK、SOSC_CLK、SIRC_CLK。

1.3 软件超时时间介绍

关注点：

1. Gpt超时时间（硬件喂狗）
2. 软件周期喂狗时间（软件喂狗）
3. 软件周期设置超时时间（这个超时时间是软件看门狗的超时时间）

个人总结：公式：软件超时时间 >= n * (X/2) && n * (X/2) > 周期任务）

在Wdg_ChannelTrigger函数中可以找到如下代码，每一次Gpt定时中断触发进行喂狗的时候，都会对软件超时时间进行操作，当剩余超时时间 < Gpt周期触发时间的时候停止定时器（停止喂狗），否则剩余超时间减去Gpt周期触发时间。

if( Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance] < Wdg_au32GptPeriod[Wdg_Instance])
{MCAL_FAULT_INJECTION_POINT(T_WDG_INJ_TG_0);SchM_Exit_Wdg_WDG_EXCLUSIVE_AREA_00();Gpt_StopTimer(Wdg_apConfigPtr[Wdg_Instance]->Wdg_TimerChannel);
}
else
{u32TempTimeout = Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance] - Wdg_au32GptPeriod[Wdg_Instance];Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance] = u32TempTimeout;SchM_Exit_Wdg_WDG_EXCLUSIVE_AREA_00();          Wdg_IPW_Trigger(Wdg_Instance);
}

在Wdg_ChannelSetTriggerCondition函数中可以找到如下代码，当用户去设置超时时间的时候，系统会判断Gpt_Elapsed＞剩余超时时间，则停止定时器（停止喂狗），当下一次看门狗超时了就会发生复位。

/** @violates @ref Wdg_c_REF_7 MISRA 2004 Required Rule 10.1, The value of expression of integer type shall not be implicilty */
uElapsedTime =  Gpt_GetTimeElapsed(Wdg_apConfigPtr[Wdg_Instance]->Wdg_TimerChannel);
if (((uint16)(uElapsedTime) > Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance]) || ((uint16)0 == u16Timeout))
{Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance] = (uint32)0;SchM_Exit_Wdg_WDG_EXCLUSIVE_AREA_03();Gpt_StopTimer(Wdg_apConfigPtr[Wdg_Instance]->Wdg_TimerChannel);
}

看门狗超时后CPU发生复位，跳转至Reset_Handler:

2. API

3. 配置介绍

3.1 General

Wdg Initial Timeout:初始超时时间

​在Wdg_ChannelInit函数中可以看到WDG_INITIAL_TIMEOUT_U16，在Wdg初始化的时候，超时时间的初始值为该值：

/**
* @brief  This variable will indicate the Wdg Initial Timeout parameter in miliseconds
*/
#define WDG_INITIAL_TIMEOUT_U16 ((uint16)1000)

Wdg_au32Timeout[Wdg_Instance] = (uint32)(WDG_INITIAL_TIMEOUT_U16 *(Wdg_apConfigPtr[Wdg_Instance]->Wdg_u32TriggerSourceClock));

Wdg Max Timeout:最大可设置的超时时间，用于合法性检查

从下面这段代码可以看到，设置超时时间的时候，会去与该值进行比较，若超出范围则报错：

/**
* @brief  This variable will indicate the Wdg Max Timeout parameter in miliseconds
*/
#define WDG_MAX_TIMEOUT_U16     ((uint16)65000)

LOCAL_INLINE FUNC(Std_ReturnType, WDG_CODE) Wdg_ValidateTimeout(VAR(uint16, AUTOMATIC)u16Timeout,CONST(Wdg_IPW_InstanceType, WDG_CONST) Wdg_Instance)
{VAR(Std_ReturnType, AUTOMATIC) valid = (Std_ReturnType)E_OK;if (u16Timeout > WDG_MAX_TIMEOUT_U16){(void)Det_ReportError((uint16)WDG_CHANNEL_MODULE_ID, (uint8)Wdg_au8Index[Wdg_Instance],(uint8)WDG_SETTRIGGERCONDITION_ID,(uint8)WDG_E_PARAM_TIMEOUT);valid = (Std_ReturnType)E_NOT_OK;}return valid;
}

Wdg Reconfiguration Success Timeout:看门狗初始化超时时间

在Wdg_Wdog_Init函数中可以看到WDG_RECONFIGURATION_TIMEOUT，对WDG配置后，检查是否配置成功，若配置失败则报告错误：

/** 
* @brief  This is a timeout value which is used to wait till WDG_CS[RCS] is reset to show that the WDOG is reconfigured
*/
#define WDG_RECONFIGURATION_TIMEOUT  (65535UL)

u32Timeout = (uint32)WDG_RECONFIGURATION_TIMEOUT;/* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_4 Violates MISRA 2004 Rule 11.1, Cast from unsigned long to pointer.*/
/* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_6 Violates MISRA 2004 Rule 11.3, Cast from unsigned long to pointer.*/
REG_WRITE32(WDOG_CS_ADDR32(Wdg_Instance),(Wdog_pConfigPtr->Wdog_u32Config));/* Check if reconfiguration was done in the timeout */
/* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_4 Violates MISRA 2004 Rule 11.1, Cast from unsigned long to pointer.*/
/* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_6 Violates MISRA 2004 Rule 11.3, Cast from unsigned long to pointer.*/
u32TempRec = REG_READ32(WDOG_CS_ADDR32(Wdg_Instance)) & WDOG_REC_SUCCESS_U32;
while ((u32Timeout > 0UL) && (u32TempRec != WDOG_REC_SUCCESS_U32))
{u32Timeout--;/* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_4 Violates MISRA 2004 Rule 11.1, Cast from unsigned long to pointer.*//* @violates @ref Wdg_Wdog_c_REF_6 Violates MISRA 2004 Rule 11.3, Cast from unsigned long to pointer.*/u32TempRec = REG_READ32(WDOG_CS_ADDR32(Wdg_Instance)) & WDOG_REC_SUCCESS_U32;
}if (0UL == u32Timeout)
{#if (WDG_DISABLE_DEM_REPORT_ERROR_STATUS == STD_OFF)if((uint32)STD_ON == Wdg_E_Timeout_Expired.state){Dem_ReportErrorStatus((Dem_EventIdType)Wdg_E_Timeout_Expired.id, DEM_EVENT_STATUS_FAILED);}#endif
}

3.4 WdgSettingsConfig

3.4.1 General

配置看门狗的默认模式

Wdg Default Mode:看门狗默认模式配置（Fast/Slow/Off）

Wdg External Trigger Counter:配置关联的Gpt（WDG控制GPT来实现启/停喂狗）

3.4.2 WdgSetting（Fast / Slow / Off）

不同模式下的Wdg配置

Wdg Clock Value:时钟频率值（选择完时钟参考点后，自动计算即可）

WdgClkSecRef:Wdg时钟参考点

Wdg Operation Mode:超时处理模式（Interrupt / ResetOnTimeOut)

Wdg Clock Selection:S时钟源选择

Wdg Timeout Period:定时周期（因为硬件最大计数为65536，所以0.008 * 8000000 = 64000已接近最大值）

参考资料：

S32K-RM.pdf - NXP

AUTOSAR_MCAL_WDG_UM[1].pdf - NXP