77

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

21
 
delay(nMillisecond)   

不过这个函数与机器频率有关,在不同的机器上,得到的时间间隔是不一样的。

回复

57

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

22
 
引用 18 楼 jspadmin 的回复:
修改系统定时器通道0,使之中断频率为1kHz,然后你自己编写IRQ0的ISR,在你的ISR里面计时就可以了。在DOS下,这是最合适的方法了。  

8中断能达到1/1024秒的硬件触发,要重设初始值。但只试过vc下能做到。


这个是毫秒级的,vb或c#时间空间最少时间为1毫秒,应该就是这种方法,
1毫秒对我来说太长了,
我需要每秒均匀发送10000次以上的控制信号,毫秒不适用
 
 

回复

66

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

23
 
写错了,应该是时间控件
 
 
 

回复

78

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

24
 
引用 20 楼 jspadmin 的回复:
delay(nMillisecond)   

不过这个函数与机器频率有关,在不同的机器上,得到的时间间隔是不一样的。

c下面的么?
有没有例子?
 
 
 

回复

73

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

25
 
tc中delay()函数的问题,几乎所有的参考书中都说是以毫秒为单位进行延迟,我也看过dos.h中的原型,确实是写的毫秒。但是不知道大家用过没有,当你的参数值大于1000的时候(unsigned   int),delay的感觉没什么差别了,很明显不是以毫秒进行延迟的,这是怎么一回事情呢?请高手指点,而且这个毫秒延迟是怎么实现的?是将其mod55后以1/18。2秒进行延迟呢,还是……
 
 
 

回复

75

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

26
 
关注
 
 
 

回复

76

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

27
 

 
 
 

回复

70

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

28
 

7.3.3 Linux对TSC的编程实现
Linux用定义在arch/i386/kernel/time.c文件中的全局变量use_tsc来表示内核是否使用CPU的TSC寄存器,use_tsc=1表示使用TSC,use_tsc=0表示不使用TSC。该变量的值是在time_init()初始化函数中被初始化的(详见下一节)。该变量的定义如下:
static int use_tsc;
宏cpu_has_tsc可以确定当前系统的CPU是否配置有TSC寄存器。此外,宏CONFIG_X86_TSC也表示是否存在TSC寄存器。

7.3.3.1 读TSC寄存器的宏操作
x86CPU的rdtsc指令将TSC寄存器的高32位值读到EDX寄存器中、低32位读到EAX寄存器中。Linux根据不同的需要,在rdtsc指令的基础上封装几个高层宏操作,以读取TSC寄存器的值。它们均定义在include/asm-i386/msr.h头文件中,如下:
#define rdtsc(low,high)
__asm__ __volatile__("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high))
中国开源社区www.openforge.cn



#define rdtscl(low)
__asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a" (low) : : "edx")

#define rdtscll(val)
__asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=A" (val))
宏rdtsc()同时读取TSC的LSB与MSB,并分别保存到宏参数low和high中。宏rdtscl则只读取TSC寄存器的LSB,并保存到宏参数low中。宏rdtscll读取TSC的当前64位值,并将其保存到宏参数val这个64位变量中。

7.3.3.2 校准TSC
与可编程定时器PIT相比,用TSC寄存器可以获得更精确的时间度量。但是在可以使用TSC之前,它必须精确地确定1个TSC计数值到底代表多长的时间间隔,也即到底要过多长时间间隔TSC寄存器才会加1。Linux内核用全局变量fast_gettimeoffset_quotient来表示这个值,其定义如下(arch/i386/kernel/time.c):
/* Cached *multiplier* to convert TSC counts to microseconds.
* (see the equation below).
* Equal to 2^32 * (1 / (clocks per usec) ).
* Initialized in time_init.
*/
unsigned long fast_gettimeoffset_quotient;
根据上述定义的注释我们可以看出,这个变量的值是通过下述公式来计算的: 中国开源社区www.ossforge.com
fast_gettimeoffset_quotient = (2^32) / (每微秒内的时钟周期个数)
定义在arch/i386/kernel/time.c文件中的函数calibrate_tsc()就是根据上述公式来计算fast_gettimeoffset_quotient的值的。显然这个计算过程必须在内核启动时完成,因此,函数calibrate_tsc()只被初始化函数time_init()所调用。

用TSC实现高精度的时间服务
在拥有TSC(TimeStamp Counter)的x86 CPU上,Linux内核可以实现微秒级的高精度定时服务,也即可以确定两次时钟中断之间的某个时刻的微秒级时间值。如下图所示:
图7-7 TSC时间关系

从上图中可以看出,要确定时刻x的微秒级时间值,就必须确定时刻x距上一次时钟中断产生时刻的时间间隔偏移offset_usec的值(以微秒为单位)。为此,内核定义了以下两个变量:
(1)中断服务执行延迟delay_at_last_interrupt:由于从产生时钟中断的那个时刻到内核时钟中断服务函数timer_interrupt真正在CPU上执行的那个时刻之间是有一段延迟间隔的,因此,Linux内核用变量delay_at_last_interrupt来表示这一段时间延迟间隔,其定义如下(arch/i386/kernel/time.c):
/* Number of usecs that the last interrupt was delayed */
static int delay_at_last_interrupt; 中国开源社区www.ossforge.com
关于delay_at_last_interrupt的计算步骤我们将在分析timer_interrupt()函数时讨论。
(2)全局变量last_tsc_low:它表示中断服务timer_interrupt真正在CPU上执行时刻的TSC寄存器值的低32位(LSB)。
显然,通过delay_at_last_interrupt、last_tsc_low和时刻x处的TSC寄存器值,我们就可以完全确定时刻x距上一次时钟中断产生时刻的时间间隔偏移offset_usec的值。实现在arch/i386/kernel/time.c中的函数do_fast_gettimeoffset()就是这样计算时间间隔偏移的,当然它仅在CPU配置有TSC寄存器时才被使用,后面我们会详细分析这个函数。



 
 
 

回复

73

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

29
 
up
 
 
 

回复

69

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

30
 

7.3.3.1 读TSC寄存器的宏操作
x86CPU的rdtsc指令将TSC寄存器的高32位值读到EDX寄存器中、低32位读到EAX寄存器中。


看样子是用某条机器语句将tsc读取到寄存器
 
 
 

回复

67

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

31
 
  对关注性能的程序开发人员而言,一个好的计时部件既是益友,也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程,又是一件有力的调试武器,在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈,或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。

  在Windows平台下,常用的计时器有两种,一种是timeGetTime多媒体计时器,它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器,随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员,善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。

  本文要介绍的,是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书,第15页-17页,有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论,可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。
  在Intel Pentium以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64位无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高,因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。

  在Pentium以上的CPU中,提供了一条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳的数字,并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器,所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样:

inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm RDTSC
}

但是不行,因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持,所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31,如下:

inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm _emit 0x0F
__asm _emit 0x31
}

以后在需要计数器的场合,可以像使用普通的Win32 API一样,调用两次GetCycleCount函数,比较两个返回值的差,像这样:

unsigned long t;
t = (unsigned long)GetCycleCount();
//Do Something time-intensive ...
t -= (unsigned long)GetCycleCount();

  《Windows图形编程》第15页编写了一个类,把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时,做了一点小小的改进,把执行RDTSC指令的时间,通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来,以后每次计时结束后,都从实际得到的计数中减掉这一小段时间,以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测,这条指令大概花掉了几十到100多个周期,在Celeron 800MHz的机器上,这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说,这点时间完全可以忽略不计;而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说,这个补偿也过于粗糙了。
这个方法的优点是:

1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度(在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒),这是其他计时方法所难以企及的。

2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib,QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明,需要硬件的支持(虽然我还没有见过不支持的机器)和KERNEL库的支持,所以二者都只能在Windows平台下使用(关于DOS平台下的高精度计时问题,可以参考《图形程序开发人员指南》,里面有关于控制定时器8253的详细说明)。但RDTSC指令是一条CPU指令,凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持,甚至没有平台的限制(我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用,但没有条件试验),而且函数调用的开销是最小的。

3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒,这样只要知道了CPU的主频,可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同,后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。
这个方法的缺点是:

1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令,需要用直接嵌入机器码的方式编程,比较麻烦。

2.数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言,精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时,基本上每次计时的结果都是相同的;而RDTSC指令每次结果都不一样,经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。

关于这个方法计时的最大长度,我们可以简单的用下列公式计算:
自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率(Hz)
64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8×10^19,在我的Celeron 800上可以计时大约700年(书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年,这个数字不知道是怎么得出来的,与我的计算有出入)。无论如何,我们大可不必关心溢出的问题。
下面是几个小例子,简要比较了三种计时方法的用法与精度

//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15
//编译行:CL Timer1.cpp /link USER32.lib
#include
#include "KTimer.h"

main()
{
    unsigned t;
    KTimer timer;
    timer.Start();
    Sleep(1000);
    t = timer.Stop();
    printf("Lasting Time: %d\n",t);
}

//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数
//需包含,但由于Windows头文件错综复杂的关系
//简单包含比较偷懒:)
//编译行:CL timer2.cpp /link winmm.lib
#include
#include

main()
{
    DWORD t1, t2;
    t1 = timeGetTime();
    Sleep(1000);
    t2 = timeGetTime();
    printf("Begin Time: %u\n", t1);
    printf("End Time: %u\n", t2);
    printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));
}

//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数
//编译行:CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib
#include
#include

main()
{
    LARGE_INTEGER t1, t2, tc;
    QueryPerformanceFrequency(&tc);
    printf("Frequency: %u\n", tc.QuadPart);
    QueryPerformanceCounter(&t1);
    Sleep(1000);
    QueryPerformanceCounter(&t2);
    printf("Begin Time: %u\n", t1.QuadPart);
    printf("End Time: %u\n", t2.QuadPart);
    printf("Lasting Time: %u\n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));
}

////////////////////////////////////////////////
//以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间
file://测/试环境:Celeron 800MHz / 256M SDRAM
// Windows 2000 Professional SP2
// Microsoft Visual C++ 6.0 SP5
////////////////////////////////////////////////

以下是Timer1的运行结果,使用的是高精度的RDTSC指令
Lasting Time: 804586872

以下是Timer2的运行结果,使用的是最粗糙的timeGetTime API
Begin Time: 20254254
End Time: 20255255
Lasting Time: 1001

以下是Timer3的运行结果,使用的是QueryPerformanceCount API
Frequency: 3579545
Begin Time: 3804729124
End Time: 3808298836
Lasting Time: 3569712

  古人说,触类旁通。从一本介绍图形编程的书上得到一个如此有用的实时处理知识,我感到非常高兴。有美不敢自专,希望大家和我一样喜欢这个轻便有效的计时器。

参考资料:
[YUAN 2002]Feng Yuan 著,英宇工作室 译,Windows图形编程,机械工业出版社,2002.4.,P15-17
 
 
 

回复

75

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

32
 
!!!!总算搞明白了,
接着研究如何使用!!!
 
 
 

回复

68

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

33
 
刚整理的
Windows图形编程 pdf
http://download.eeworld.net/source/368361
 
 
 

回复

65

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

34
 
好的,去看看
 
 
 

回复

64

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

35
 
这个函数 inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm _emit 0x0F
__asm _emit 0x31
}  
都没有返回值!
 
 
 

回复

62

帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

36
 
很简单RDMSR
 
 
 

回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

随便看看
查找数据手册?

EEWorld Datasheet 技术支持

相关文章 更多>>
关闭
站长推荐上一条 1/10 下一条
【回帖赢京东卡】说说无线技术那些事儿
即日起—2月28日,参与回帖讨论都有机会赢取【30元京东卡】

查看 »

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

 
机器人开发圈

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 国产芯 安防电子 汽车电子 手机便携 工业控制 家用电子 医疗电子 测试测量 网络通信 物联网

北京市海淀区中关村大街18号B座15层1530室 电话:(010)82350740 邮编:100190

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2025 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
快速回复 返回顶部 返回列表