Oбзор и установка USB WatchDog ONE — Сторожевой пес

Устройство USB WatchDog ONE представляет собой сторожевой таймер. Его функции заключаются в принудительной автоматической перезагрузке компьютерного оборудования в случае его зависания или попадания в режим “синего экрана”. Среди специалистов по вычислительной техники распространено использование для обозначения устройств данной разновидности кальки с английского: “вотч-дог”.

USB WatchDog ONE предназначен для работы с компьютерами любого назначения при условии функционирования под ОС Windows x86/x64 (в вариантах Vista, 8, 10 и XP) или Linux. На практике наиболее часто используется совместно с разнообразными серверами, терминалами оплаты, банкоматами и аналогичной им техникой, которая эксплуатируется без непосредственного взаимодействия с оператором.

Устройство сконструировано российской компанией “Олимп” и серийно производится разработчиком в Зеленограде.

Принцип действия и алгоритм работы:

USB WatchDog ONE конструктивно представляет собой простейший специализированный контроллер, который реализует одну единственную основную функцию: непрерывно отслеживает состояние контролируемого компьютера. По результатам проверки принимается решение “Компьютер функционирует нормально” или “Компьютер завис”. После выявления состояния зависания сторожевой таймер активизирует принудительную аппаратную перезагрузку.

Для запуска процесса мониторинга на компьютере предварительно активируется простейший скрипт, который непрерывно функционирует в фоновом режиме и периодически отсылает на контроллер заранее заданный тестовый сигнал. Отсутствие поступления такого сигнала в течение определенного интервала времени рассматривается как зависание.

После выявления зависания осуществляется перезагрузка компьютера по одной или двум независимым цепям.

Для этого задействуется пара гальванически развязанных от схемы контролера реле, контакты которых предварительно подключаются параллельно выводам аппаратного сброса RESET материнской платы (мягкий сброс) и/или контактам кнопки перезапуска (общий сброс). Процедура перезапуска производится автоматически без необходимости подтверждения со стороны оператора.

Варианты исполнения:

Модуль сторожевого контроллера конструктивно выполнен как бескорпусное устройство, которое предлагается в двух различных, но функционально идентичных вариантах. Главное отличие между имеющимися разновидностями исполнения заключается в типе интерфейсного разъема, через который осуществляется подключения к компьютеру. Для этого могут быть задействованы

• 4-контакная USB-розетка типа А;

• 10-контактная розетка USB-PBD10.

В последнем случае используется только четыре контакта.

Наряду с применением разных типов розеток модули обладают еще одним характерным визуальным отличием: их схемы смонтированы на печатных платах разной ширины. Вариант с розеткой USB-соединителя имеет величину этого параметра 41 мм, тогда как при переходе на USB-PBD10 модуль становится более компактным и для установки его электронных компонентов применяется плата, ширина которой уменьшена до 30 мм.

USB-А USB-PBD10

Рабочий интерфейс собран из двух находящихся рядом друг с другом двухштырьковых вилок (схемные обозначения J2 и J3), которые при работе подключаются параллельно контактам реле типовым кабелем. Для уменьшения габаритов модуля и удобства выполнения коммутации эти вилки перпендикулярны печатной плате.

Кроме элементов интерфейсных разъемов на печатной плате находятся только микросхема, малогабаритное реле, дополненные бескорпусными резисторами и конденсаторами.

Предусмотрен также штатный трехцветный светодиод , который полезен в первую очередь при первичной настройке и предназначен для оптической индикации режимов работы. Для увеличения количества отображаемых состояний схемы таймера по всем цветам применяется непрерывное свечение и моргающий режим.

Порядок подключения:

При установке сторожевого реле на контролируемый компьютер целесообразно соблюдать определенный порядок действий. Сначала осуществляется подключение устройства к материнской плате компьютера. Монтаж варианта с USB-портом никаких проблем не вызывает, для версии с розеткой PDP-10 может возникнуть неопределенность по направлению подключения. Она устраняется совмещением ключевых позиций разъемов материнской платы и устройства (являются крайними в ряду и визуально отличаются от остальных отсутствием контакта).

Далее соответствующими 2-проводными кабелями производится подключение контактов перезапуска RESET и кнопки перезагрузки. Последовательность подключения штыревых контактов значения не имеет.

Внутренний таймер контроллера запускается немедленно после поступления на него питающего напряжения. С учетом этой особенности для подавления эффекта зацикливанию по перезапуску все настройки устройства должны быть выполнены до подключения контактов RESET и кнопки перезагрузки.

Варианты управления и разновидности управляющего ПО:

Сильная сторона модуля USB WatchDog ONE — полное соответствие правил работы с его ПО подходам, принятым в последних версиях Windows. Кроме того, достигнута достаточно высокая для устройств такого класса эксплуатационная гибкость за счет возможности обращения к разным типам управления. Оно выполняется

• через бесплатное ПО, написанное специально для этого контроллера;

• с привлечением виртуального последовательного порта (эмулируется контроллером без вмешательства оператора и может использоваться для записи скриптов и пользовательских программ).

Управляющее ПО (5 различных разновидностей, выбирается в соответствии с типом ОС контролируемого компьютера, находится в открытом доступе на сайте производителя) обладает интуитивно понятным и хорошо проработанным графическим интерфейсом. Ссылки на него указаны в Руководстве пользователя. Отказ разработчика от универсального софта и выбранный им подход на основе уникального ПО для каждого типа операционной системы положительно сказывается на эксплуатационной надежности таймера.

В случае Windows требуется предварительная установка. В процессе выполнения этой процедуры автоматически подгружается драйвер, предназначенный для эмуляции виртуального COM-порта.

При работе с UNIX-компьютером начальная загрузка ПО не выполняется, для активизации контроллера достаточно запустить скачанный с сайта AppImage-файл как исполняемый.

Обновление прошивки в случае появления новых версий программного обеспечения осуществляется по обычным для Windows правилам через пункт “Обновить сторожевой таймер” меню, который находится в папке “Инструменты”. Кроме того, необходимо вручную указать путь к файлу обновления и подтвердить запуск кнопкой “Открыть”. Более никаких действий не потребуется.

Функциональные возможности ПО:

Компьютер предварительно должен быть настроен на автоматический запуск загруженного в него ПО после включения.

Основное меню управляющей программы имеет простую структуру: имеется два основных окна: “Файл” и “Инструменты”, которые дополнены традиционным окном “Справка”.

Информация в левой части рабочего поля основного меню разбита на три пункта. Первый из них включает в себя наименование и серийный номер сторожевого таймера. Под ним выведены данные о настройках устройства (четыре характеристики). Последний пункт этой части меню: время исполнения программы, отсчитываемое с момента последнего ее запуска.

Правую половину основного меню занимает журнал команд, для выполнения его просмотра необходимо пользоваться движками прокрутки с обычным для Windows дизайном.

ПО сторожевого таймера позволяет выполнять такие полезные в текущей эксплуатации процедуры как

• ручная перезагрузка компьютера-носителя;

• генерация и последующая отсылка отчета на предварительно определенный внешний адрес ftp-сервера;

• построение двух разновидностей журналов отчетов (по логам команд и программы), доступных в реальном масштабе времени.

Доступ к виртуальному COM-порту открыт непосредственно из операционной системы. Обращение к нему не требует установки на компьютер штатного ПО сторожевого таймера. Потребуется только активизировать специализированный драйвер, который также скачивается с сайта производителя.

Разработчиками обеспечена эффективная защита устройства как от загрузки неверной прошивки, так и сбоев, происходящих при обновлении ПО.

Регулируемые параметры:

В процессе настройке оператору предоставляется возможность

• принудительного перевода таймера в активное и выключенное состояния;

• изменения наибольшего времени ожидания сигнала принудительного сброса счетчика для начала нового отсчета;

• задание длительности нахождения выходных контактов J2 и J3 реле перезапуска в замкнутом состоянии (продолжительность активности сигнала перезагрузки).

Единицей измерения интервала сброса выбраны минуты (минимальное значение 1/6 минуты, максимальное достигает 21 минуты). В отличие от этого длительность импульсного воздействия перезагрузки задается в миллисекундах.

Особенность настроек: контролируемый таймером временной интервал в обязательном порядке должен превышать штатное время инициализации ОС в автоматическом режиме.

Основные параметры:

Питание осуществляется от 5-вольтового источника через разъем USB.

Максимальный ток, потребляемый от источника питания компьютера, не превышает 30 мА.

Наибольшее напряжение на рабочих контактах перезапуска – 100 В.

Токовая нагрузочная способность выходов J2 и J3 – 150 мА.

Габариты 41 14 10 мм или 30 14 10 мм (в зависимости от модификации).

Масса 4 г.

Рабочий температурный диапазон от -20 до +85°С.