作者wtchen (没有存在感的人)
看板C_and_CPP
标题[问题] 如何固定每个回圈的执行周期？
时间Sun Nov 6 04:07:30 2016
开发平台(Platform): (Ex: Win10, Linux, ...)
Raspberry pi model B+ / Raspberry pi 3 model B
编译器(Ex: GCC, clang, VC++...)+目标环境(跟开发平台不同的话需列出)
gcc 4.9
问题(Question)：
之前希望能固定数据读取的周期，像这样：
while(...)
{
ReadData();
_usleep(3600); // 用nanosleep实作，不过单位换成us。
}
ReadData()是读取sensor的函式，它有可能读取1-5个sensor
(共用一个I2C，所以要设lock)，
因为每个sensor更新资料的周期又不一样
void ReadData()
{
if (out_of_data0) readSensor0();
if (out_of_data1) readSensor1();
if (out_of_data2) readSensor2();
if (out_of_data3) readSensor3();
if (out_of_data4) readSensor4();
}
其中Sensor0跟Sensor1的周期最短，到没啥问题。
问题是Sensor2/Sensor3/Sensor4周期比较长，读取也需要200-400us。
只读0/1跟5个全读的所需时间有可能会差到500-600us。
之前为了固定住ReadData()的周期，我是这样实作的：
....
pthread_create(thread2, readSensor2); //细节不多写，会意就好
pthread_create(thread3, readSensor3);
pthread_create(thread4, readSensor4);
void ReadData()
{
readSensor0();
readSensor1();
if (out_of_data2) pthread_cond_signal(&cond[thread1]); // 唤醒thread2
if (out_of_data3) pthread_cond_signal(&cond[thread1]); // 唤醒thread3
if (out_of_data4) pthread_cond_signal(&cond[thread1]); // 唤醒thread4
_usleep(3600);
}
(这几个thread被设成读取完自动睡回去，等待下次被唤醒)
意思就是说，做完readSensor0/readSensor1就暂停然後开始计时，
计时的同时被唤醒的readSensor2/readSensor3/readSensor4可以开始工作。
这招让我的周期变化<1ms
(使用Preempt RT的情况，我想用xenomai应该会更好，等我程式完成的差不多就试)。
不过我不太满足就是，想找个可以用lock-free的方法。
试过一个方法是这样：
void ReadData()
{
uint64_t time1 = get_nsec(); //使用clock_gettime得到当前时间
if (out_of_data0) readSensor0();
if (out_of_data1) readSensor1();
if (out_of_data2) readSensor2();
if (out_of_data3) readSensor3();
if (out_of_data4) readSensor4();
uint64_t time2 = get_nsec();
_usleep(4000-(int)(time2-time1));
}
就是按两次码表，把执行的时间算出来，然後周期扣掉执行时间就是该暂停的时间。
结果发现clock_gettime太频繁会得到奇怪的结果(不稳定)。
不然还有一个办法：把整个ReadData()丢到可以被唤醒的thread去
void ReadData()
{
if (out_of_data0) readSensor0();
if (out_of_data1) readSensor1();
if (out_of_data2) readSensor2();
if (out_of_data3) readSensor3();
if (out_of_data4) readSensor4();
}
void period()
{
while(....)
{
pthread_cond_signal(&cond[thread_of_ReadData]);
_usleep(4000);
}
}
不过有个极小的风险是如果这个thread没有在暂停的时间内跑完就....
请问还有别的方法可以让周期的误差更低？
补充说明(Supplement)：
四轴的程式龟速改写中，不要催....
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 90.41.211.206
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※ 编辑: wtchen (90.41.211.206), 11/06/2016 04:25:19
1F：推 EdisonX: 我没记错的话, 就算你都不用 delay, 接示波器後会发现 11/06 04:22
2F：→ EdisonX: 单一 gpio 周期是近 100K , 而且周期变动率会很大. 11/06 04:22
3F：→ EdisonX: rpi 的时间我觉得没很准,在做这东西时建议至少接便宜的 11/06 04:23
4F：→ EdisonX: LA 看讯息会比计时的准很多。 11/06 04:25
5F：→ EdisonX: 我是买淘宝 300~500 ntd，24MHZ, 对 RPI 就够用了。 11/06 04:27
6F：→ wtchen: 单一 gpio周期？我之前看有人实测是可以到5MHz以上 11/06 04:29
7F：→ EdisonX: 也可能我记错周期吧, 我是用 bcm2835 去做控制。 11/06 04:31
8F：→ EdisonX: 补一下 , 网路上找到的资料建议验证, 有些我手边的情况 11/06 04:32
9F：→ EdisonX: 和网路找的不一样。 11/06 04:32
10F：→ wtchen: 我看到的就是用bcm2835 goo.gl/bK0Cij 11/06 04:33
11F：→ wtchen: 不过我要求的频率顶多400Hz，不算多夸张阿 11/06 04:34
12F：→ wtchen: 便宜的LA大都只吃Windows.... 11/06 04:35
13F：推 EdisonX: 是啊！所以是用 Windows SW 接 LA, Pin 脚接 RPI 没错啊 11/06 04:36
14F：→ EdisonX: 好吧,若您找到稳定的方式,请不吝分享,之前我专案有时效性 11/06 04:37
15F：→ EdisonX: 发现 PWM 不稳时，就挂一颗 MCU 上去，RPI 和 MCU 交握。 11/06 04:38
16F：→ wtchen: PWM有现成的chip可以加阿，为何非要MCU? 11/06 04:40
17F：推 EdisonX: MCU 不只做 PWM, 还有其他东西要加, 考虑成本当然挂 MCU 11/06 04:40
18F：→ wtchen: RPi只有一组PWM根本不够我用，所以我加了颗PCA9685PW 11/06 04:40
19F：→ wtchen: RPi其实本来能做的事就很少(除非你非用linux不可) 11/06 04:41
20F：→ wtchen: 不然直接用MCU就好了.... 11/06 04:41
21F：→ EdisonX: 唉.. RPI .. 地狱.. 若可以的话我想转战 undo x86 11/06 04:42
22F：→ wtchen: udoo已经可以买了？ 11/06 05:55
23F：→ wtchen: 是为啥非用RPi不可阿，BBB价位稍高但也跟RPi+MCU差不多了 11/06 05:56
24F：→ wtchen: 想听你说RPi的地狱.... 11/06 05:56
25F：推 kevingwn: 试看看 11/06 06:01
26F：→ kevingwn: uint64_t timer = get_nsec(); 11/06 06:01
27F：→ kevingwn: while (...) 11/06 06:01
28F：→ kevingwn: { 11/06 06:01
29F：→ kevingwn: ReadData(); 11/06 06:01
30F：→ kevingwn: timer += 4000; 11/06 06:01
31F：→ kevingwn: int delay = (int)(timer - get_nsec()); 11/06 06:02
32F：→ kevingwn: if (delay > 0) _usleep(delay); 11/06 06:02
33F：→ kevingwn: } 11/06 06:02
不是不行，是因为我一定得用测量clock_gettime测量每个loop的时间
只要我clock_gettime的间隔太短会出问题
大概try了一下，至少间隔要在1ms以上才会稳定
35F：推 firejox: 你的按两次码表的code如果read超过4000 nsec 不就不正 11/06 12:31
36F：→ firejox: 确了？ 11/06 12:31
37F：→ firejox: 更正 4000us 11/06 12:33
38F：→ EdisonX: 会用 RPI 是因为它的相机解析度高、传输快、cost 低,加上 11/06 14:27
39F：→ EdisonX: 有 raspicam library 可直接呼叫 , 说 rpi 差也不对 , 只 11/06 14:28
40F：→ EdisonX: 是我在linux上有很多的不熟悉,像是权限常让我绑手绑脚. 11/06 14:28
41F：→ EdisonX: 还有从 rpi2 转到 rpi3 时 ur 的设定也花了时间, 最後转 11/06 14:29
42F：→ EdisonX: 到 rpi3 时必须做整个系统散热机制,要不 rpi 容易烧掉. 11/06 14:30
43F：→ EdisonX: 想转战udoo纯粹是我现在必须开发 rpi/windows 二套 ap,转 11/06 14:32
44F：→ EdisonX: 过去後我可以全在vs上做开发,但的确也还有一些问题要解. 11/06 14:32
45F：→ EdisonX: 补一下,我从rpi2转到rpi3时,OS从1.4.2升到1.9.2也吃了苦. 11/06 14:45
46F：→ EdisonX: 当然现在用2.0.0,lib 和设定花了一、二天解掉 @@ 11/06 14:45
47F：→ EdisonX: 现在恼人的反而是在rpi3上写qt,这时才意识到我被vs惯坏了 11/06 14:46
48F：→ EdisonX: code::blocks 上挂 qt 我反而不会 debug 11/06 14:46
49F：→ wtchen: LA这种东西怎麽只要一support linux价钱就10倍起跳？ 11/06 17:16
※ 编辑: wtchen (90.41.211.206), 11/07/2016 01:29:00
50F：→ wtchen: 我在linux写久了要我跳Windows我也不习惯 XD 11/07 01:32
※ 编辑: wtchen (90.41.211.206), 11/07/2016 01:34:15