Ch16. Independent Watchdog (IWDG)

한 줄 요약: 정상 동작 중 IWDG를 주기적으로 reload하고, B1을 누르면 reload를 중단해 약 4초 뒤 hardware reset을 유도한다.

1. 핵심 이론

Watchdog Timer는 software가 정상적으로 동작하고 있음을 주기적인 reload로 확인하고, 일정 시간 동안 reload되지 않으면 system reset을 발생시키는 안전장치다.

IWDG는 LSI를 사용하므로 main clock과 독립적으로 동작한다.

Key Register

Timeout 계산

Notion 기록의 최종 설정:

Prescaler = /32
RLR       = 0xFFF
LSI       ≈ 32 kHz
Timeout ≈ (32 × 4096) / 32000
≈ 4.1 s

Reset source 확인

IWDG reset 이후:

RCC->CSR & RCC_CSR_IWDGRSTF

로 직전 reset 원인을 확인하고 RMVF로 flag를 clear한다.

2. 동작 흐름

iwdg_init()
│
├─ 0xCCCC → start
├─ 0x5555 → unlock
├─ PR=/32
├─ RLR=0xFFF
├─ PVU/RVU wait
└─ 0xAAAA → reload
│
▼
main loop
│
B1 not pressed?
│        │
Yes      No
│        │
▼        ▼
reload     reload 중단
LED toggle    │
▼
timeout ≈4 s
│
▼
Hardware Reset
│
▼
IWDGRSTF 확인

3. 실제 프로젝트 구조


Ch16_iwdg/
├── Inc/gpio.h
├── Src/gpio.c
├── Inc/gpio_exti.h
├── Src/gpio_exti.c
├── Inc/iwdg.h
├── Src/iwdg.c
├── Inc/uart.h
├── Src/uart.c
├── Src/main.c

syscalls.c, sysmem.c, startup file, linker script, CubeIDE metadata/build output은 Ch04에서 다룬 공통 기반이므로 이 페이지에서는 반복하지 않는다. 아래에는 이 chapter 기능 구현에 직접 사용한 source/header를 전부 기록한다.

4. 전체 코드

`Inc/gpio.h`

#ifndef GPIO_H
#define GPIO_H
#include <stdbool.h>
/* ---- LED (PB0, LD1 녹색) ---- */
void led_init(void);
void led_on(void);
void led_off(void);
/* ---- Push Button (PC13, B1) ---- */
void button_init(void);
bool get_btn_state(void);
void led_toggle(void);   /* Ch08에서 추가 */
#endif /* GPIO_H */

`Src/gpio.c`

#include "stm32f4xx.h"
#include "gpio.h"
#define LED_PIN    0U   /* PB0 = LD1 (녹색) /
#define BTN_PIN    13U  / PC13 = B1 */
void led_init(void)
{
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
GPIOB-&gt;MODER &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (LED_PIN * 2));
GPIOB-&gt;MODER |=  (0x1UL &lt;&lt; (LED_PIN * 2));

}
void led_on(void)
{
GPIOB->BSRR = (1UL << LED_PIN);        /* Set */
}
void led_off(void)
{
GPIOB->BSRR = (1UL << (LED_PIN + 16)); /* Reset */
}
void button_init(void)
{
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOCEN;
GPIOC-&gt;MODER &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (BTN_PIN * 2));  /* Input */
GPIOC-&gt;PUPDR &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (BTN_PIN * 2));  /* No pull (보드가 자체 처리) */

}
bool get_btn_state(void)
{
return (GPIOC->IDR & (1UL << BTN_PIN)) != 0U;  /* active-HIGH */
}
void led_toggle(void)
{
GPIOB->ODR ^= (1UL << 0);  /* PB0 = LD1 */
}

`Inc/gpio_exti.h`

#ifndef GPIO_EXTI_H__
#define GPIO_EXTI_H__
#include <stdint.h>
#include "stm32f4xx.h"
#define LINE13 (1U << 13)
void pc13_exti_init(void);
#endif

`Src/gpio_exti.c`

#include "gpio_exti.h"
#define GPIOCEN   (1U << 2)
#define SYSCFGEN  (1U << 14)
void pc13_exti_init(void)
{
__disable_irq();
RCC-&gt;AHB1ENR |= GPIOCEN;

GPIOC-&gt;MODER &amp;= ~(1U &lt;&lt; 26);
GPIOC-&gt;MODER &amp;= ~(1U &lt;&lt; 27);

RCC-&gt;APB2ENR |= SYSCFGEN;

/* EXTI13 -&gt; PORTC */
SYSCFG-&gt;EXTICR[3] |= (1U &lt;&lt; 5);

EXTI-&gt;IMR |= (1U &lt;&lt; 13);

/* 이 보드는 B1이 active-HIGH라 Rising-edge (원서는 FTSR/active-LOW) */
EXTI-&gt;RTSR |= (1U &lt;&lt; 13);

NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);

__enable_irq();

}

`Inc/iwdg.h`

#ifndef IWDG_H__
#define IWDG_H__
#include <stdint.h>
#include "stm32f4xx.h"
#define IWDG_KEY_RELOAD 0x0000AAAAU
void iwdg_init(void);
#endif

`Src/iwdg.c`

#include "iwdg.h"
#define IWDG_KEY_ENABLE            0x0000CCCCU
#define IWDG_KEY_WR_ACCESS_ENABLE  0x00005555U
#define IWDG_PRESCALER_32          0x00000003U   /* /256(0x6) -> /32로 변경 */
#define IWDG_RELOAD_VAL            0xFFFU
static uint8_t isIwdg_ready(void);
void iwdg_init(void)
{
IWDG->KR = IWDG_KEY_ENABLE;
IWDG->KR = IWDG_KEY_WR_ACCESS_ENABLE;
IWDG->PR = IWDG_PRESCALER_32;   /* /4 -> /32로 변경, 타임아웃 ≈ 4초 */
IWDG->RLR = IWDG_RELOAD_VAL;
while (isIwdg_ready() != 1U) {}
IWDG->KR = IWDG_KEY_RELOAD;
}
static uint8_t isIwdg_ready(void)
{
return (uint8_t)((READ_BIT(IWDG->SR, IWDG_SR_PVU | IWDG_SR_RVU) == 0U) ? 1U : 0U);
}

`Inc/uart.h`

#ifndef UART_H
#define UART_H
#include "stm32f4xx.h"
void uart_init(void);
void uart_write_string(const char *s);
int __io_putchar(int ch);
#endif

`Src/uart.c`

#include <stdint.h>
#include "uart.h"
#define GPIODEN    (1U << 3)
#define USART3EN   (1U << 18)
#define DBG_UART_BAUDRATE 115200U
#define SYS_FREQ           16000000U
#define APB1_CLK           SYS_FREQ
#define CR1_TE   (1U << 3)
#define CR1_UE   (1U << 13)
#define SR_TXE   (1U << 7)
static void uart_write(int ch);
static uint16_t compute_uart_bd(uint32_t periph_clk, uint32_t baudrate);
static void uart_set_baudrate(uint32_t periph_clk, uint32_t baudrate);
int __io_putchar(int ch)
{
uart_write(ch);
return ch;
}
void uart_init(void)
{
RCC->AHB1ENR |= GPIODEN;
GPIOD-&gt;MODER &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (8 * 2));
GPIOD-&gt;MODER |=  (0x2UL &lt;&lt; (8 * 2));
GPIOD-&gt;MODER &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (9 * 2));
GPIOD-&gt;MODER |=  (0x2UL &lt;&lt; (9 * 2));

GPIOD-&gt;AFR[1] &amp;= ~(0xFUL &lt;&lt; 0);
GPIOD-&gt;AFR[1] |=  (0x7UL &lt;&lt; 0);   /* PD8 -&gt; AF7 (USART3_TX) */
GPIOD-&gt;AFR[1] &amp;= ~(0xFUL &lt;&lt; 4);
GPIOD-&gt;AFR[1] |=  (0x7UL &lt;&lt; 4);   /* PD9 -&gt; AF7 (USART3_RX) */

RCC-&gt;APB1ENR |= USART3EN;

uart_set_baudrate(APB1_CLK, DBG_UART_BAUDRATE);

USART3-&gt;CR1 = CR1_TE;
USART3-&gt;CR1 |= CR1_UE;

}
static void uart_write(int ch)
{
while (!(USART3->SR & SR_TXE)) { }
USART3->DR = (ch & 0xFF);
}
void uart_write_string(const char *s)
{
while (*s) uart_write((int)*s++);
}
static uint16_t compute_uart_bd(uint32_t periph_clk, uint32_t baudrate)
{
return (uint16_t)((periph_clk + (baudrate / 2U)) / baudrate);
}
static void uart_set_baudrate(uint32_t periph_clk, uint32_t baudrate)
{
USART3->BRR = compute_uart_bd(periph_clk, baudrate);
}

`Src/main.c`

#include <stdio.h>
#include "gpio.h"
#include "gpio_exti.h"
#include "iwdg.h"
extern void uart_init(void);
uint8_t g_btn_press;
static void check_reset_source(void);
int main(void)
{
uart_init();
led_init();
pc13_exti_init();
check_reset_source();

iwdg_init();

while (1)
{
    if (g_btn_press != 1U)
    {
        IWDG-&gt;KR = IWDG_KEY_RELOAD;
        led_toggle();

        for (volatile int i = 0; i &lt; 90000; i++) {}
    }
}

}
static void check_reset_source(void)
{
if ((RCC->CSR & RCC_CSR_IWDGRSTF) == RCC_CSR_IWDGRSTF)
{
RCC->CSR = RCC_CSR_RMVF;
    led_on();
    printf("RESET was caused by IWDG.....\r\n");

    while (g_btn_press != 1U) {}
    g_btn_press = 0U;
}

}
static void exti_callback(void)
{
g_btn_press = 1U;
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
if ((EXTI->PR & LINE13) != 0)
{
EXTI->PR |= LINE13;
exti_callback();
}
}

5. 실습 결과 및 문제 해결

Notion에는 이 chapter에서 실제로 만난 무한 재리셋 문제가 기록되어 있다.

초기 원서 설정 /4에서는 timeout이 약 0.5초라, IWDG reset 직후 메시지를 확인하고 button을 다시 누르기 전에 watchdog가 다시 timeout되어 reset이 반복되었다.

조정 과정:

/4    → 약 0.5 s : 너무 짧음, 재리셋 반복
/256  → 약 33 s  : 너무 김
/32   → 약 4.1 s : 최종 사용

최종 실제 보드 검증:

정상 상태에서 LD1 toggle
B1 누름 → reload 중단
약 4초 후 hardware reset
UART에 RESET was caused by IWDG..... 1회 출력
button 입력 후 다음 cycle 진행

text = 1536 bytes
data = 0 bytes
bss  = 2568 bytes
warning 없음

코드 확인 메모

현재 첨부 ZIP의 g_btn_press는 ISR과 main()이 공유하지만 volatile 없이 uint8_t로 선언되어 있다. 이 Wiki에서는 실제 소스를 그대로 기록한다.

6. 핵심 정리

IWDG는 LSI 기반 독립 watchdog이다.
정상 실행 시 0xAAAA reload를 반복하고 중단되면 timeout reset이 발생한다.
실기에서 timeout을 /32 약 4.1초로 조정해 재리셋 문제를 해결했다.

Bare metal C Ch16 IWDG - Hongjayeong-02/Basic_SoC_implementation GitHub Wiki

Ch16. Independent Watchdog (IWDG)

1. 핵심 이론

Key Register

Timeout 계산

Reset source 확인

2. 동작 흐름

3. 실제 프로젝트 구조

4. 전체 코드

`Inc/gpio.h`

`Src/gpio.c`

`Inc/gpio_exti.h`

`Src/gpio_exti.c`

`Inc/iwdg.h`

`Src/iwdg.c`

`Inc/uart.h`

`Src/uart.c`

`Src/main.c`

5. 실습 결과 및 문제 해결

코드 확인 메모

6. 핵심 정리

⚠️ GitHub.com Fallback ⚠️

Bare metal C Ch16 IWDG - Hongjayeong-02/Basic_SoC_implementation GitHub Wiki

Ch16. Independent Watchdog (IWDG)

1. 핵심 이론

Key Register

Timeout 계산

Reset source 확인

2. 동작 흐름

3. 실제 프로젝트 구조

4. 전체 코드

Inc/gpio.h

Src/gpio.c

Inc/gpio_exti.h

Src/gpio_exti.c

Inc/iwdg.h

Src/iwdg.c

Inc/uart.h

Src/uart.c

Src/main.c

5. 실습 결과 및 문제 해결

코드 확인 메모

6. 핵심 정리

⚠️ **GitHub.com Fallback** ⚠️

`Inc/gpio.h`

`Src/gpio.c`

`Inc/gpio_exti.h`

`Src/gpio_exti.c`

`Inc/iwdg.h`

`Src/iwdg.c`

`Inc/uart.h`

`Src/uart.c`

`Src/main.c`

⚠️ GitHub.com Fallback ⚠️