社区导航

 

搜索
查看: 2685|回复: 0

[讨论] ARM平台学习分析μC/OS-II的实时性能 !

[复制链接]

331

TA的帖子

0

TA的资源

纯净的硅(中级)

Rank: 5Rank: 5

发表于 2009-6-9 16:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
1 嵌入式实时操作系统和μC/OS-II   嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)主要负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度、控制、协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能[1]。
  μC/OS-II是专门为计算机的嵌入式应用而设计的实时操作系统,是基于静态优先级的占先式(preemptive)多任务实时内核。采用μC/OS -II作为测试的目标,一方面是因为它已经通过了很多严格的测试,被确认是一个安全的、高效的实时操作系统;另一个重要的原因,是因为它免费提供了内核的源代码,通过修改相关的源代码,就可以比较轻易地构造自己所需要的测试环境,实现自己需要的功能。
2 实时操作系统和系统实时性能指标
  实时系统对逻辑和时序的要求非常严格,假如逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型:软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成;而在硬实时系统中,不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常,大多数实时系统是两者的结合。 ARM开发论坛  
  事实上,没有一个绝对的数字可以说明什么是硬实时,什么是软实时。它们之间的界限是十分模糊的。这与选择什么样的CPU,它的主频、内存等参数有一定的关系[1]。另外,因为应用的场合对系统实时性能要求的不同而有不同的定义。因此,在现有的固定的软、硬件平台上,如何测试并找出决定系统实时性能的要害参数,并给出优化的措施和试验数据,就成为一个具有普遍意义并且值得深入探讨的课题。本文就是基于此目的进行讨论的。
  因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件,即处理各种中断,因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为:
  中断响应时间=中断延迟时间 保存CPU状态的时间 该内核的ISR进入函数的执行时间[2]。
  中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间,最长指令时间) 开始执行ISR的第一条指令的时间[2]。
  通俗点定义就是:从中断发生起,到执行中断处理程序的第一条指令所用的时间。由于实时操作系统更多考虑的是最坏的情况,而不是平均的情况,因此指令执行的时间就按照最长的指令执行时间来计算,所以中断延迟时间,通常是由关中断的最长时间来决定的。当FIQ(快速中断)使能时,最坏情况下FIQ的中断延迟时间由以下几个部分构成:  
ARM
     t同步——请求通过同步器的最长时间,约4个处理器周期。
  t最长指令时间——最长指令完成的时间。最长指令是加载包括PC的所有寄存器的LDM指令,在零等待状态的系统中,约为20个周期。
  t异常——数据异常进入时间,为3个周期。
  tFIQ——FIQ进入时间, 2个周期。
  最大的FIQ中断延迟时间约为29个时钟周期。在系统使用40 MHz处理器时钟时,约为0.7 μs。
  对于最大的IRQ延迟,其计算与FIQ类似。若必须答应FIQ有更高的优先级,那么进入IRQ处理程序的延迟时间是随机的[3]。
3 试验原理和测试方法
  首先需要启动并开始运行μC/OS-II,因为试验需要使用的计时函数是系统函数。进行堆栈和中断向量等系统初始化后,首先要创建一个任务,用以产生中断。这样OS启动后,中断服务程序可以在任务中调用或者切换,中断源可以设置为外部中断或由任务产生。在主程序的临界段循环查询中断状态(VICRawIntr;中断状态寄存器),一旦发现有中断标识,则立即启动计数器,并使能该中断,跳出临界段(在进入临界段之前要关中断 (OS_ENTER_CRITICAL()),而跳出临界段代码进入中断服务子程序后,保存全部CPU寄存器后清除中断源,并立即开中断 (OS_EXIT_CRITICAL()),然后停止计时并执行中断处理代码)。由于是在检测到中断标识后才跳出临界段,所以一跳出临界段就会立即发生中断,进行中断处理。保存了CPU寄存器后进入中断服务的第一条指令就是保存计数器值。由于在跳出临界段时才启动的计数器,而在进入中断服务时立即保存了计数值,所以这个计数值就是所需要的中断响应时间。  
深圳单片机,ARM,嵌入式系统应用技术培训,一线工程师实战项目案例教学,结合实际,项目设计开发等,轻松学习技术咨询QQ:313807838  13510783517  
更多课程请登陆:http://www.edu118.com
最新优惠:ARM技术培训新班开课,即日起至09年6月28日报名的学员除享受8.8折优惠,另还可以享受赠送价值298元的学习板及调试仿真器套件等优惠,让你轻松学习技术,咨询:0755-88846901李老师联系
此帖出自ARM技术论坛

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

关闭

站长推荐上一条 1/7 下一条

  • 论坛活动 E手掌握

    扫码关注
    EEWORLD 官方微信

  • EE福利  唾手可得

    扫码关注
    EE福利 唾手可得

词云| Archiver|手机版|小黑屋|电子工程世界 ( 京ICP证 060456 )

GMT+8, 2020-7-12 03:47 , Processed in 0.098383 second(s), 21 queries , Gzip On, MemCache On.

快速回复 返回顶部 返回列表