基于verilog设计一个硬件看门狗

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一、 看门狗简介

  看门狗：也称看门狗定时器，是常见于系统的一种外设；
看门狗似乎就是一条看门的狗，如果系统一切正常则看门狗不叫，如果程序不正常，则看门狗则会将程序咬死（即程序强制复位）。
  看门狗的作用：当一段程序跑飞，卡死或不受控制时，能使得系统强制重启；
  喂狗：当看门狗被初始化后，需要在程序中每进行一段时间就重置看门狗模块的定时器计数值，防止程序被咬死；
  程序咬死：当程序出现问题时（跑飞或锁死），导致看门狗定时器的计数值没能及时重置，当计数值达到设置的阈值后，看门狗定时器则输出复位信号，使得CPU强制复位；

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二、看门狗分类

  硬件看门狗：看门狗实际上就是一个计数器，硬件看门狗就是以硬件实现的一种计数器，其可以集成在单片机，SOC等系统中，使用硬件看门狗不用消耗额外的软件资源；
  软件看门狗：利用软件实现软件计数器，利用该计数器判断是否计数达到阈值，达到阈值则调用软件复位程序，常与定时器中断一起使用；
  窗口看门狗：独立看门狗在0-重载值之间都可以进行喂狗操作，这样如果程序跑飞反复在喂狗，则程序无法复位；窗口看门狗则对喂狗的时间设置了阈值（上下限），喂狗操作只能在阈值间进行喂狗，其他时间喂狗都无效；

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三、看门狗模块设计

3.1 看门狗模块设计框图

3.2 顶层

module wtd_counter_top#(
    parameter integer   COUNTER_WIDTH = 16,
    parameter integer   RST_SIG_WIDTH = 2
    )(
        input  wire                            ref_clk,//system reference clock
        input  wire                               nrst,//system reset signal, Valid: 1'b0
        input  wire                                 en,//system enable signal, Valid: 1'b1
        input  wire [COUNTER_WIDTH - 1:0] up_threshold,//system upside threshold
        output wire [COUNTER_WIDTH - 1:0]        count,//system clock counter
        output wire                            wtd_rst 
    );

   wire                    rst_req;
   wire [RST_SIG_WIDTH :0] rst_req_dff; 

   assign rst_req  = (count == up_threshold) ? 1'b1:1'b0;
   assign wtd_rst = |rst_req_dff;

   genvar DFF_inist_index;
   generate 
        for(DFF_inist_index = 0