DW WDT（看门狗）使用简介

一、DW 看门狗核心设计特点

DW (DesignWare) 看门狗是 Synopsys 公司的 APB 总线从设备 IP 核，主要用于在 SoC 中防止系统因程序跑飞或死锁而无法恢复。它有几个核心特征：

不可停止：看门狗一旦启动，硬件上就无法被软件停止。即使用户向控制寄存器写入禁用值，也不会生效。
必须定时喂狗：软件必须在设定的超时周期内执行"喂狗"操作，否则看门狗会产生中断或直接复位系统。
16 档可编程超时：硬件内部预置了 16 个超时周期（Timeout Period，简称 TOP），每个 TOP 是一个 32 位的计数值，看门狗计数器从这个值开始递减计数，归零时触发超时事件。
两种响应模式：可通过控制寄存器配置超时后产生复位（RESET）还是先产生中断（IRQ）再复位。

二、寄存器总览与地址映射

DW 看门狗只使用 4 个 32 位寄存器 ，均以 WDOG_xxx_REG_OFFSET 形式定义：

偏移量	寄存器名（Linux 宏）	功能简述
0x00	`WDOG_CONTROL_REG_OFFSET`	控制寄存器（WDT_CR）：使能看门狗、选择响应模式
0x04	`WDOG_TIMEOUT_RANGE_REG_OFFSET`	超时范围寄存器（WDT_TORR）：选择 16 档超时周期之一
0x08	`WDOG_CURRENT_COUNT_REG_OFFSET`	当前计数值寄存器（WDT_CURR）：只读，查看剩余计数值
0x0C	`WDOG_COUNTER_RESTART_REG_OFFSET`	计数器重启寄存器（WDT_CRR）：写入固定值 0x76 触发"喂狗"

三、各寄存器详解

1. 控制寄存器（WDT_CR）------ 偏移量 0x00

控制寄存器决定看门狗是否使能，以及在超时时产生复位信号还是先产生中断。它的位定义如下：

复制代码

位 1           位 0
+----+----+----+----+
| RM | EN | ...      |
+----+----+----+----+

位	字段名	功能说明
0	EN (Enable)	0：禁用看门狗；1：使能看门狗。由于看门狗一旦使能就无法停止，该位只能写一次，之后不能再改写。
1	RM (Response Mode)	响应模式选择。 0：超时后产生复位（RESET）； 1：超时后先产生中断（IRQ），若中断未及时清除则最终复位。

注意：有些实现版本（如某些 Rockchip SoC）支持中断模式，但并非所有 DW 看门狗的硬件实例都连接了中断信号线，使用前需查阅具体芯片手册确认。

编程要点：

使能前必须确保已配置好超时范围（WDT_TORR），否则可能使用默认值 0xFFFF，导致超时周期极短。
使能后，EN 位将始终为 1，无法清零。

2. 超时范围寄存器（WDT_TORR）------ 偏移量 0x04

WDT_TORR 用于从 16 档预设的超时周期中选择一档作为当前看门狗的计数值。

复制代码

31                        4  3     0
+-------------------------+--------+
|        RESERVED         |  TOP   |
+-------------------------+--------+

位	字段名	功能说明
3:0	TOP (Timeout Period)	选择 16 档超时周期之一。TOP 值范围 0 ~ 15，分别对应硬件预置的 16 个不同的计数值。
31:4	Reserved	保留位，写 0，读忽略。

超时时间计算公式：

超时时间 = (TOP 对应的计数值) × (1 / 参考时钟频率)

其中"参考时钟频率"来源于设备树 clocks 属性指定的时钟。

TOP 值对应的计数值（举例）：

若 DW 看门狗采用标准默认的 16 档计数值，TOP 值与计数值的对应关系如下：
- TOP = 0 → 计数值 = 0x00001000（即 4096）
- TOP = 1 → 计数值 = 0x00002000（即 8192）
- TOP = 2 → 计数值 = 0x00004000（即 16384）
- ...
- TOP = 15 → 计数值 = 0x80000000（即 2,147,483,648）

若芯片厂商对 DW 看门狗的 TOP 值做了定制化修改，则应在设备树中通过 snps,watchdog-tops 属性指定自定义的 16 档计数值列表。

编程要点：

必须在使能看门狗之前配置好 WDT_TORR，否则使能后计数器将使用无效或错误的计数值。
某些版本的 DW 看门狗支持在 WDT_TORR 寄存器的高位（位 7:4）设置一个额外的 TOPINIT 字段，用于在启动时预加载超时值，具体需查阅 SoC 的 TRM。

3. 当前计数值寄存器（WDT_CURR）------ 偏移量 0x08

这是一个只读寄存器，存放看门狗计数器当前的递减计数值。软件可以通过读取该值监控剩余的超时时间，用于调试或日志记录。

复制代码

31                                                    0
+-----------------------------------------------------+
|                   CURRENT VALUE                     |
+-----------------------------------------------------+

该字段为 32 位只读，复位值 = 0xFFFFFFFF。

编程要点：

由于 APB 总线与看门狗计数器时钟可能异步，读取的值可能不是实时精确的，仅作参考。
驱动层通常会忽略此寄存器，因为喂狗周期由软件定时器（如 watchdog_dev.c）控制，无需频繁读取硬件计数值。

4. 计数器重启寄存器（WDT_CRR）------ 偏移量 0x0C

WDT_CRR 是喂狗操作 的核心寄存器。向该寄存器写入一个固定的"魔数" 0x76，会触发硬件将当前 TOP 对应的计数值重新装入计数器，计数器从该值重新开始递减。

复制代码

写入数据：
31           7   6    0
+-------------+--------+
|   Reserved  | 0x76   |
+-------------+--------+

写入值 ：固定为 0x76。写入其他值无效。

编程要点：

喂狗时必须先写入 0x76，硬件才能将 WDT_TORR 指定的计数值装入计数器。
某些 DW 看门狗版本还要求写入 WDT_CRR 后，计数器重启才会生效。否则，即使配置了 WDT_TORR，计数器可能仍使用旧值或默认值运行。
如果软件在喂狗期间被高优先级中断打断，可能导致喂狗时序错乱。为了保证喂狗操作的原子性，在喂狗之前应关闭中断，喂狗之后再开中断。

四、超时时间的计算

假设参考时钟频率为 freq（单位 Hz），TOP 值对应的计数值为 top_val，则超时时间计算公式为：

复制代码

超时时间（秒）= top_val / freq

举例：若 freq = 24 MHz = 24,000,000 Hz，TOP = 2（计数值 = 16,384），则：

text

复制代码

超时时间 = 16384 / 24000000 ≈ 0.0006827 秒 ≈ 0.68 ms

如需更长的超时时间，可选择更大的 TOP 值。TOP = 15（计数值 ≈ 2.147×10⁹）时，相同频率下的超时时间约为：

复制代码

超时时间 ≈ 2147483648 / 24000000 ≈ 89.5 秒

注意：实际超时时间还与 DW 看门狗 IP 的合成参数（如计数器位宽、时钟分频等）有关。若芯片厂商定制了 snps,watchdog-tops 属性，计数值列表以设备树中指定的为准。

五、标准使用流程

DW 看门狗的典型配置步骤如下：

使能看门狗模块时钟 ：通过系统时钟控制器使能 WDT 的时钟（如 Rockchip 的 PCLK_WDT）。
配置 WDT_TORR：选择所需的超时档位（TOP 值 0~15）。
配置 WDT_CR：设置响应模式（RM 位），然后使能看门狗（EN 位 = 1）。
启动看门狗 ：向 WDT_CRR 写入 0x76，完成第一次喂狗，计数器开始递减。
周期性喂狗 ：在超时时间到达之前，再次向 WDT_CRR 写入 0x76，计数器重新装载并继续递减。

示例代码流程（伪代码）：

cpp 复制代码

// 1. 使能时钟（与具体 SoC 相关）
enable_wdt_clock();

// 2. 配置超时档位（TOP = 5）
write32(base + WDT_TORR, 0x5);

// 3. 配置控制寄存器：响应模式 = 复位，并启用看门狗
write32(base + WDT_CR, (0x1 << 1) | 0x1);   // RM=1（先中断后复位），EN=1

// 4. 启动看门狗（喂狗）
write32(base + WDT_CRR, 0x76);

// 5. 周期性喂狗（例如在定时器中断或主循环中）
while (1) {
    // ... 应用逻辑
    write32(base + WDT_CRR, 0x76);
    delay_ms(feed_interval_ms);
}

六、注意事项

不可停止 ：DW 看门狗一旦启动，就无法被软件停止，只能在系统复位后才会重新禁用。这是其硬件设计决定的，与某些可禁用的看门狗不同。
先配置后使能：必须在使能看门狗之前完成 WDT_TORR 的配置。若先使能再配置超时范围，计数器可能使用默认值 0xFFFF（即 65535 个时钟周期），导致超时周期极短，可能尚未完成初始化就触发复位。
喂狗原子性：为保证喂狗操作不被中断破坏，应在喂狗前关闭中断、喂狗后恢复中断。
中断模式可选：并非所有 DW 看门狗的硬件实例都连接了中断信号线。若要使用中断模式（RM=1），需查阅芯片 TRM 确认 WDT 的中断输出已连接到中断控制器。
TOP 值可能被定制 ：部分芯片厂商（如 Rockchip）会修改 DW 看门狗的默认 TOP 值列表，驱动会通过设备树的 snps,watchdog-tops 属性来覆盖默认值。

七、快速参考

寄存器	偏移量	类型	功能	关键操作
WDT_CR	0x00	读写	控制/模式选择	位 0 = 1：使能；位 1：0=复位，1=中断
WDT_TORR	0x04	读写	超时范围选择	位 3:0 = TOP 值（0~15）
WDT_CURR	0x08	只读	当前计数值	读取剩余计数值
WDT_CRR	0x0C	只写	喂狗/重启	写入 `0x76`

超时时间 = top_val ÷ freq，其中 top_val 由 TOP 值和硬件预置列表决定。

启用顺序：配置 WDT_TORR → 配置 WDT_CR（使能） → 写 WDT_CRR（喂狗启动） → 周期喂狗。