外设系统的内部控制单元WDT

记录三个MCU外设系统的内部控制单元：WDT，Timer和RTC

1 WDT

1.1 定义

　　WDT：whatch dog timer。如何证明如果系统正常运作，可以每隔一定的时间执行某一段代码，如果那段代码没有被执行，那么就说明代码或者系统死掉了。可以这么理解，那段要规律执行的代码就是狗，规律的去执行它，就是喂狗的行为，如果一段时间不去喂养，狗就死了，系统也就死了。所以说，WDT是用来监测系统是否正常运转的，如果系统跑飞了，狗死了，WDT就复位一次系统。

图：WATCHDOG在MCU中的位置

从图中可以看出，WDT复位的有：BVICRESETn，CM3Core和System Components(总线互联矩阵和内存保护单元MPU)，但是WDT是不会复位系统调试模块的。

1.2 电路设计

　　FRC：Free Running Counter，这是一个32位的，自动减一的计数器。

图：Timer的框图结构

图：寄存器参考分布

WDOGLOAD寄存器：存储一个初始值，之后不断减一，最小值是1；

WDOGVALUE寄存器：上报作用，指示当前值；

WDOGCONTROL寄存器：软件通过控制该寄存器，来控制看门狗的一些功能部件

相关的寄存器设置，可以找一个MCU的寄存器手册，手册基本上可以当做SPEC来参考。

2 WDT的跨时钟域的设计难点

//------------------------------------------------------------------------------
// Load enable register
//------------------------------------------------------------------------------
// The load_en pulse needs to be sampled into the WDOGCLK domain even if PCLK
// is subsequently disabled.

  // load_req_tog_p is toggled if a new load request is received and there are no
  //  pending load requests. This prevents multiple toggles before the next
  //  WDOGCLK edge.
  assign load_tog_en = load_en_reg & (~load_req_w); // New load request and none pending

  // load_tog_en high toggles LoadReqTog on next PCLK
  always @ (negedge PRESETn or posedge PCLK)
    begin : p_load_req_tog_p_seq
      if (~PRESETn)
        load_req_tog_p <= 1'b0;
      else
        if (load_tog_en)
          load_req_tog_p <= (~load_req_tog_p);
    end

  // Register LoadReqTog into WDOGCLK domain
  always @(negedge WDOGRESn or posedge WDOGCLK)
  begin : p_load_req_tog_w_seq
    if (~WDOGRESn)
      load_req_tog_w <= 1'b0;
    else
      if (WDOGCLKEN)
        load_req_tog_w <= load_req_tog_p;
  end

  // load_req_w goes high on the PCLK edge after load_tog_en and low on the next
  //  valid WDOGCLK edge
  assign load_req_w = load_req_tog_p ^ load_req_tog_w;

 　　基本的思路就是，在PCLK的时钟域下，有一个脉冲load_en_reg，根据这个脉冲，定义一个信号load_tog_en，每来一个脉冲，这个load_tog_en信号就取反，这样load_tog_en就是一个持续的翻转信号，翻转频率同脉冲频率。然后，在WDT时钟域下，对这个load_tog_en信号采样，为load_reg_tog_w。这个采样得到的load_reg_tog_w的频率和load_tog_en的频率一样，然后在WDT时钟域下对load_reg_tog_w打一拍处理，然后打拍信号和原信号做异或处理，就可以得到一个在WDT时钟域下的脉冲了。