ウォッチドッグタイマーは番犬タイマー
ウォッチドッグタイマー(WDT)とはハードウェアまたはソフトウェアのタイマーです。ウォッチドッグとは見る犬、つまり単純に番犬という意味です。
どういうタイマーかというと、定期的にリセットされないとシステムリセットやその他の修正アクションを引き起こすものです。システムが応答しない状態から自動的に回復するためなどの目的で使用されます。
WDTは基本的にカウントダウンで進む。
システム上で動作するソフトウェアは、タイマーがゼロになる前に定期的にリセットまたは「キック」する必要があります。
ソフトウェアがリセットに失敗した場合、システムがエラー状態に陥りキックができなかったと考えます。そのためタイマーがゼロになるとウォッチドッグ・タイマーはシステムをリセットするなどの是正措置をとります。
ウォッチドッグタイマーのメリット
主に組み込みシステムでよく使われる。特に信頼性の高い動作が重要なシステムで、人の手を介さずに故障から回復する必要がある場合に重要です。
それは例えば、宇宙機材関連、産業用プロセス制御システムなどです。それほど重要でないアプリケーションでも、ウォッチドッグタイマーはシステムの堅牢性を向上させ、稀な障害や予期せぬ障害からの回復を支援することができます。
例えば遠隔地や過酷な環境で動作する宇宙船を考えてみましょう。
宇宙船を制御するソフトウェアがエラー状態に陥り無限ループに陥ったり、クラッシュしたりした場合、リモートでシステムをリセットすることができない場合があります。
そこでウォッチドッグタイマーが自動的にシステムをリセットすることでシステムを復旧させ、運用を継続させることができます。
ハードウェアウォッチドッグとソフトウェアウォッチドッグ
ハードウェアウォッチドッグは、一般的にマイクロコントローラに内蔵された周辺機器です。
ハードウェアウォッチドッグの利点は、CPUとは別個のものであるため、CPUがクラッシュ状態に陥っても正常に機能し続けることです。
一方、ソフトウェアウォッチドッグは、システム上で動作するソフトウェアに実装されています。よってCPUの正しい動作に依存するタイマーです。通常、ハードウェアウォッチドッグと組み合わせて使用することで保護レイヤーを追加するわけです。
WDTの運用のポイント
これはなんといっても
タイマーのタイムアウト時間を適切に決めることです。
これは通常動作時にリセットをトリガーしないように十分な長さでなければなりません。そして障害状態にタイムリーに対応できるように十分な短さである必要があります。
ウォッチドッグダイマーの実際の使用例
自動車産業
自動車の電子制御ユニット（ECU）では、ウォッチドッグタイマーが重要です。
ソフトウェアが正常に動作しているかを監視し、異常が発生した場合にはシステムをリセットすることができます。
たとえば、車両の安全機能や運転支援システムにおいて、WDTはシステムの信頼性を確保するために使用されます。これにより、運転中のソフトウェアエラーによる事故を防ぐことができます
産業機器
産業用機器や自動化システムでも、ウォッチドッグタイマーは重要な役割を果たします。
たとえば製造ラインのロボットや制御システムでは、WDTがソフトウェアのフリーズや異常を監視し、必要に応じてシステムを再起動します。
これにより生産性を向上させ、ダウンタイムを最小限に抑えることができます
IoTデバイス
IoT（モノのインターネット）のデバイスは、常にインターネットに接続されているため、ソフトウェアの異常が発生するとデータの送信や受信に影響を与える可能性があります。
WDTを使用することでデバイスが正常に動作しているかを監視し、異常が発生した場合には自動的にリセットすることができるようになります。
