Dễ nhận thấy đối với hầu hết các thiết bị giám sát và điều khiển công nghiệp hiện nay đều sử dụng công nghệ watchdog timer. Vậy công nghệ watchdog timer là gì, ưu điểm và cấu tạo như thế nào, tại sao lại có nhiều ứng dụng như vây? Mời bạn cùng tìm hiểu ở bài viết sau đây.

Công nghệ watchdog timer là gì?

Watchdog timer là 1 bộ kiểm tra lỗi độc lập với bộ dao động trên chip, bộ kiểm tra lỗi này có khả năng reset lại toàn bộ hệ thống khi có lỗi xảy ra trong quá trình MCU hoạt động. 

Vai trò của watchdog timer

Đối với các sản phẩm công nghệ trên thực tế trong quá trình sử dụng phải yêu cầu có sự ổn định cao. Tuy nhiên, một hệ thống có thể bị treo, gặp rủi ro ngừng hoạt động bởi rất nhiều nguyên nhân: chương trình code chưa chặt chẽ, ngoại vi không phản hồi, nhiễu, tràn bộ nhớ,... Lúc này để giúp hệ thống hoạt động tiếp tục bạn cần khởi động lại hệ thống để mọi thứ có thể chạy lại từ đầu. Và sử dụng công nghệ watchdog timer sẽ giúp chúng ta phát hiện ra lỗi của hệ thống đó.

Thông thường Watchdog timer được sử dụng bởi phần mềm qua các trình điều khiển và được nhắc đến như một sự hỗ trợ mang tính phần cứng. 

Hình ảnh sở đồ công nghệ watchdog timer

Quy trình hoạt động của Watchdog timer

Nguyên lý hoạt động của Watchdog timer được chia thành hoạt động của 3 cơ quan chính: cơ quan giám sát khởi động lại, cơ quan giám sát một giai đoạn, cơ quan giám sát nhiều tầng,...

1. Cơ quan giám sát khởi động lại

Trong watchdog timer thì bước khởi động lại  bộ đếm thời gian theo dõi được gọi là “kicking” cơ quan giám sát. Chúng thường có nhiệm vụ ghi vào cổng điều khiển của bộ giám sát. 

Đối với các thiết bị điện tử, công nghệ đang chạy hệ điều hành thiết lập lại watchdog thường phải thông qua trình điều khiển thiết bị mới có thể đảm bảo hiệu quả watchdog hoạt động hiệu quả đem lại. Cụ thể, trình điều khiển sẽ thực hiện nhiệm vụ phục vụ phần cứng watchdog ra các chương trình không gian người dùng. Đồng thời, trình điều khiển cũng được sử dụng để lên cấu hình thời gian chờ, bắt đầu và dừng bộ hẹn giờ.. 

2. Bộ phận giám sát một giai đoạn

Tại cơ quan giám sát 1 giai đoạn của Watchdog timer, bộ phận sẽ nhận nhiệm vụ cho phép công nghệ này thay đổi cấu hình giám sát nhờ vào đồng hồ đa cấu hình. Mô tả quá trình này, tại chip vi điều khiển sẽ bao gồm cơ quan giám sát tích cực trên đó. Theo đó, bộ giám sát có chức năng kết nối trực tiếp với CPU hoặc có thể đặt trên thẻ mở rộng bên trong khu máy tính. Lúc này bộ giám sát và CPU có thể chia sẻ tín hiệu động hồ chung hay mang tín hiệu đồng hồ độc lập.

Quy trình hoạt động của Watchdog timer dựa vào 3 bộ phận: cơ quan giám sát khởi động lại, cơ quan giám sát một giai đoạn,...

3. Bộ phận giám sát nhiều tầng

Bộ phận giám sát nhiều tầng trong Watchdog timer giúp tạo thành bộ đếm thời gian theo dõi nhiều tầng. Trong đó mỗi bộ định thời được gọi là giai đoạn hẹn giờ hoặc đơn giản là một giai đoạn. 

Ví dụ: Trong một cơ quan giám sát 4 giai đoạn bao gồm: timer stage 1,  timer stage 2, timer stage 3, timer stage 4 thì duy nhất là timer stage 1 mới có nhiệm vụ xử lý bởi bộ xử lý. Sau khi thời gian đầu kết thúc, tiếp tục lại có một hành động khắc phục tiến hành và giai đoạn tiếp theo trong chuỗi thông tin được bắt đầu cho đến khi tới giai đoạn cuối cùng. 

Với mỗi giai đoạn kết thúc đồng nghĩa với việc hết thời gian thì nó sẽ kích hoạt các hành động khắc phục và bắt đầu cho một giai đoạn, hoạt động mới cứ thế cho đến giai đoạn cuối cùng. 

Thông thường bộ định thời giám sát một giai đoạn được sử dụng để khởi động máy tính trong khi đó bộ định thời giám sát nhiều tầng sẽ kích hoạt tuần tự các hành động khắc phục một cách tuần hoàn cho tới giai đoạn cuối sẽ kích hoạt khởi động lại máy tính. 

Các ứng dụng của Watchdog timer

Như định nghĩa đã nói thì ứng dụng chủ yếu của Watchdog timer chủ yếu là khởi động lại vi điều khiển sau một khoảng thời gian chờ xác lập. Chính vì vậy Watchdog đem lại rất nhiều ứng dụng phổ biến như:

• Sử dụng cho ứng dụng giám sát
• Điều khiển công nghiệp: ví dụ như điều khiển các loại robot, dây chuyền, mays mocs công nghiệp

Sở dĩ watchdog timer có nhiều ứng dụng hữu ích như vậy là bởi các vi xử lý của thiết bị làm việc trong thời gian lâu sẽ gặp các vấn đề tràn bộ nhớ, nhiễu điện từ trường (EMC), nhiễu phóng tĩnh điện (ESC), nhiễu sụt áp nguồn, do lập trình lỗi, có 1 số vòng lặp không thoát ra được,... Nên nếu chúng ta sử dụng công nghệ watchdog timer sẽ giúp khởi động lại các mạch từ đó giải quyết được các lỗi nêu trên. 

Trường hợp một số hệ thống công nghệ cần độ an toàn cao, thì Watchdog timer còn được sử dụng để gắn bên ngoài hệ thống nhằm reset lại hệ thống, các mạch và đề phòng trường hợp on-chip watchdog timer không hoạt động vì một lý do nào đó.

Được biết các khoảng thời gian sử dụng để reset hệ thống có thể lập trình được hoặc cố định ở các khoảng thời gian khác nhau. Tuy nhiên phổ biến nhất vấn là khoảng từ millisecond đến phút. 

Lưu ý khi dùng Watchdog timer: Khi dùng Watchdog timer để reset lại hệ thống thì chỉ có CPU và một số thành phần quan trọng như: BUS, Memory được reset. Còn các thành phần còn lại có thể sẽ không bị reset tùy theo yêu cầu thiết kế của từng thiết bị.

Trên đây là các thông tin chi tiết về công nghệ Watchdog timer. Hy vọng rằng với những thông tin tên sẽ giúp bạn hiểu hơn về sản phẩm công nghệ phổ biến này.

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 0903 666 014

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.