🛡️ 看门狗·安全实战
⚡ 医疗嵌入式 · 30章
📘 IEC 62304 / 60601
🧪 从硬件选型到认证
🔧 30个实战章节
01
安全基石：医疗设备为什么需要看门狗？
IEC 62304标准对系统监控的强制要求，真实案例——输液泵因看门狗失效导致药物过量事故复盘。
02
硬件看门狗选型：MAX6369、TPS3431对比
常用芯片对比，WDI引脚时序要求，心电监护仪项目中踩过的复位电平坑。
03
软件看门狗基础：IWDG vs WWDG
独立看门狗与窗口看门狗区别，STM32CubeMX配置实战，预分频器与重装载值计算口诀。
04
喂狗策略：单点 vs 多点喂狗
任务调度中的喂狗点设计，为什么在中断里喂狗是危险的？
05
死锁检测：优先级反转与喂狗超时
利用看门狗检测任务死锁，RTOS项目中优先级反转导致系统复位实战。
06
安全状态机：三态模型与硬件动作
运行、安全、故障三态，切断动力源、点亮报警灯，看门狗联动逻辑。
07
双看门狗架构：主+辅助互检
心跳信号互检机制，呼吸机项目中用双狗防止单点故障经验。
08
窗口看门狗深入：上限下限计算
为什么窗口看门狗更适合任务执行时间监控？实测数据对比。
09
看门狗与低功耗：睡眠模式处理
LPTIM伪看门狗，电池供电设备中平衡功耗与安全。
10
外部看门狗驱动开发：SPI/I2C
以MAX16054为例，实现初始化、喂狗、状态读取API。
11
安全启动链：Bootloader到App交接
签名校验超时处理，防止恶意固件绕过看门狗机制。
12
故障注入测试：时钟/电压跌落
看门狗功能验证测试用例，EMC实验室惊险测试经历。
13
IEC 62304软件安全等级：Class A/B/C
不同等级对看门狗要求，文档化喂狗策略编写要点。
14
内存保护单元(MPU)与看门狗协同
防止堆栈溢出破坏看门狗配置寄存器，ARM Cortex-M MPU实战。
15
安全RTOS选型：FreeRTOS/SafeRTOS/Zephyr
安全特性对比，看门狗任务优先级设计，系统节拍与喂狗周期匹配。
16
多核看门狗：异构多核同步
i.MX RT系列看门狗同步，核间通信超时检测，多核DSP狗打架问题。
17
看门狗日志与诊断：黑匣子设计
记录喂狗失败时间戳与上下文，非易失性存储故障快照。
18
安全通信协议：CANopen Safety与看门狗
心跳报文超时触发安全状态，远程看门狗监控。
19
模拟前端(AFE)监控：ADC/DAC超时
传感器数据有效性校验与看门狗联动，防止误诊。
20
电源管理安全：掉电检测与延时断电
电源监控芯片与看门狗配合，防止数据丢失。
21
IEC 60601-1-2电磁兼容：ESD/EFT干扰
看门狗在辐射骚扰中的误触发问题，软件滤波与硬件去抖。
22
功能安全认证：FMEDA与失效率
看门狗诊断覆盖率，SIL等级对应关系。
23
开源看门狗库：WatchdogManager
快速原型开发，许可证合规性检查。
24
看门狗与OTA升级：防变砖策略
固件升级看门狗管理，升级失败回滚机制。
25
实时性分析：喂狗抖动与WCET
最坏情况执行时间分析，喂狗任务时间确定性设计。
26
安全编码规范：MISRA C与volatile
防止编译器优化吃掉喂狗操作，volatile正确使用。
27
看门狗仿真：QEMU/Proteus方法
虚拟硬件在环测试，加速开发周期仿真技巧。
28
医疗设备案例：胰岛素泵/除颤仪/CT机
胰岛素泵看门狗详解，除颤仪高可靠架构，CT机多级联动。
29
未来趋势：AI预测性看门狗
机器学习异常喂狗模式识别，自适应参数调整。
30
课程总结与认证：checklist+模板
看门狗设计checklist，IEC 62304认证文档模板，结业证书。