实测14us，Linux-RT实时性能及开发案例分享—基于全志T507-H国产平台

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实测14us，Linux-RT实时性能及开发案例分享—基于全志T507-H国产平台 [复制链接]

 

本文带来的是基于全志T507-H（硬件平台：创龙科技TLT507-EVM评估板），Linux-RT内核的硬件GPIO输入和输出实时性测试及应用开发案例的分享。本次演示的开发环境如下： * Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit * Linux开发环境：Ubuntu18.04.4 64bit * 虚拟机：VMware16.2.5 * U-Boot：U-Boot 2018 * Kernel：Linux-RT-4.9.170 * SDK：LinuxSDK-V2.0 * GPIO: LED(PI13)、KEY3(PH4) * 分享案例：rt_gpio_ctrl、rt_input案例 * 测试工具：示波器 #测试数据汇总 基于全志T507-H（硬件平台：创龙科技TLT507-EVM评估板），按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作，得出如下测试结果。 备注：测试数据与实际测试环境有关，仅供参考。 测试结果如下表所示：  （1）GPIO输入延时：通过使用示波器测量按键事件触发LED电平翻转的实际耗时结合系统延时与GPIO输出延时得出数据； （2）系统延迟：根据Linux-RT性能测试平均值得出数据； （3）GPIO输出延时：通过使用示波器测量LED电平翻转的实际耗时得出数据。   根据不隔离CPU核心、隔离CPU核心三种状态的测试结果可知：当程序指定至隔离的CPU3核心上运行时，Linux系统延迟最低，可有效提高系统实时性。故推荐对实时性要求较高的程序（功能）指定至T507-H隔离的CPU核心运行。 #Linux-RT实时性测试 本次测试是使用Cyclictest延迟检测工具测试Linux系统实时性。Cyclictest是rt-tests测试套件下的测试工具，也是rt-tests下使用最广泛的测试工具，一般主要用来测试内核的延迟，从而判断内核的实时性。Cyclictest主要通过反复测量并精确统计线程的实际唤醒时间，以提供有关系统的延迟信息。它可测量由硬件、固件和操作系统引起的实时系统的延迟。 #使用Cyclictest测试系统实时性 基于全志T507-H（硬件平台：创龙科技TLT507-EVM评估板），按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作，使用Cyclictest程序测试系统实时性，得出如下测试结果。   对比测试数据，可看到基于Linux-RT-4.9.170内核的系统的延时更加稳定，最大延时更低，系统实时性更佳。 # T507-H核心板典型应用场景  #Linux-RT应用案例的分享 ## rt_gpio_ctrl案例 通过创建一个基本的实时线程，在线程内触发LED的电平翻转，同时程序统计实时线程的调度延时，并通过示波器测出LED电平两次翻转的时间间隔。由于程序默认以最高优先级运行，为避免CPU资源被程序完全占用，导致系统被挂起，因此在程序中增加100us的延时。程序原理大致如下： （1）在Linux-RT内核上创建、使用实时线程。 （2）实时线程中，计算出触发LED电平翻转的系统调度延时。 将可执行文件拷贝至评估板文件系统，并执行如下命令运行测试程序，再按"Ctrl + C"退出测试，串口终端将打印程序统计的延时数据，如下图所示。 ``` Target# ./rt_gpio_ctrl 100 ```  同时使用示波器捕捉LED两次电平翻转之间的间隔就对应上线程调度的延迟。算出电平两次翻转的时间间隔为∆x = 114us，如下图所示。由于程序中默认增加了100us的时间延时。因此，实际延时应为：114us-100us = 14us，与程序统计打印的Latency results平均值相近。  ## rt_input案例 通过创建一个基本的实时线程，在线程内打开input设备，并对按键事件进行监听，然后触发LED的电平翻转，再通过示波器测量按键触发到LED电平翻转期间的实际耗时。程序原理大致如下： （1）在Linux-RT内核上创建、使用实时线程。 （2）实时线程中对打开的input设备节点进行按键事件监听，通过判断监听得到的按键事件来触发LED的电平翻转。 将可执行文件拷贝至评估板文件系统，并执行如下命令运行测试程序，程序运行后按下KEY3用户按键点亮LED，松开按键后LED熄灭，再按"Ctrl + C"退出测试程序。 ``` Target#./rt_input /dev/input/event8 ```  分别使用示波器探头1测量按键KEY3引脚1，使用示波器探头2测量LED。 从按键下降沿触发的开始（下图黄线）到LED上升沿触发的完成（下图蓝线）的时间间隔，即为系统实时捕获按键输入时间并响应触发LED电平翻转的时间∆x，从图中可看到∆x = 76us。 

Jacktang

程序中增加100us的延时可以避免，CPU资源被程序完全占用，导致系统被挂起这是个技巧