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- [转帖]VxWorks下几种定时/延时方法的小结[原创]
作者:Tony 时间:2005-8-10 16:31:49
hy_p
编程过程中,出于需要,大家或多或少要用到定时/延时。VxWorks下提供了几种定时/延时机制,根据收集的一些资料和VxWorks相关文档,在学习和上机实验的基础上,对它们的使用以及我所遇到的问题做一个总结,希望对大家能有所帮助。不正确之处,恳请斧正。
1 taskDelay
taskdelay()提供了一个简单的任务睡眠机制,也常用于需要定时/延时机制的应用中。它的格式是STATUS taskDelay(int ticks /* number of ticks to delay task */),可以看出使用该函数实现延时的单位为tick(一般系统中一个tick都是ms级的)。在VxWorks下可以这样使用taskDelay()函数:taskDelay(sysClkRateGet()*1)。函数sysClkRateGet()返回系统的时钟速率,单位是tick数/每秒(利用函数sysClkRateSet()可以改变系统的时钟速率)。在POSIX中有一个与taskdelay()相对应的函数――nanosleep()(下文中有介绍)。这两个函数仅仅是延时单位不同,效果是相同的。
利用taskdelay(),可以将调用的任务移动到具有相同优先级的就绪队列尾部。特别的,可以通过调用taskdelay(0),将cpu交给系统中其他相同优先级的任务。延时为0的调用只能用于taskdelay()中,nanosleep()认为这种调用是错误的。
taskdelay()会导致调用的任务在指定的延时期间(以ticks计数)放弃cpu,使任务处于DELAY状态(因此,其不能用于中断服务程序中)。通常其受到任务调度的影响,但在等待一些与中断无关联的外部条件时,其是有用的。如果调用的任务受到一个信号,指出其没有被阻塞或被忽略,taskDelay()将返回ERROR,并在信号处理程序运行后设置errno为EINTR。
2 WatchDog
VxWorks提供了一个看门狗定时器(watchdog timer)机制,利用提供的函数,任何任务都可以创建一个看门狗定时器,经过指定的延时后,实现在系统时钟ISR的上下文中运行指定的程序。在VxWorks中,看门狗定时器作为系统时钟中断服务程序的一部分来维护。因此,与看门狗定时器相联系的函数运行在系统时钟中断级。在使用看门狗定时器实现定时/延时时,经过指定的时间,应用程序中断在系统时钟中断优先级上面,然而,如果内核不能立即执行这个中断服务程序,这个任务就被排队到tExcTask 工作队列中去,处在 tExcTask 工作队列中的任务的优先级为 tExcTask (通常是 0)。对于使用看门狗定时器的中断服务程序,仍然必须遵守一般的ISR所要遵守的规则。
通过wdCreate( )可以创建一个看门狗定时器。调用wdStart()启动定时器,延时参数以tick为单位,同时还要指定定时完成后要调用的程序。如果你的应用程序需要多个看门狗函数,使用wdCreate( )为每个需求产生独立的看门狗ID。因为对于给定的看门狗ID,只有最近的wdStart()有效。在指定的tick计数到达之前,要取消一个看门狗计时器,可以调用wdCancel()实现。
每调用一次wdStart(),看门狗定时器只执行一次。对于一些要求周期性执行的应用程序。要获得该效果,定时器函数本身必须通过递归调用wdStart()来重新启动定时器。
利用看门狗定时器,调用的任务不会被阻塞:因为wdStart()调用是立即返回的。使用该方法实现延时,关联函数所受限制太大,好多系统调用不可用,郁闷也…
3 timer(POSIX)
3.1 timer
VxWorks提供IEEE的POSIX 1003.1b标准定时器接口。使用这种定时器机制,在指定的时间间隔后,任务向自身发信号。定时器是建立在时钟和信号之上。
程序可以创建创建、设置和删除一个定时器。当定时器到达期限,将向任务发送默认的信号(SIGALRM)。
使用timer的一般流程:
/* 创建定时器 */
if(timer_create(CLOCK_REALTIME,0,&mytimer)==ERROR)
return(ERROR);
/* 用户程序与定时器相连 */
if(timer_connect(mytimer,(VOIDFUNCPTR)my_handler,0)==ERROR)
return(ERROR);
/* 设置定时器值 */
if(timer_settime(mytimer,0,&value,0)==ERROR)
return(ERROR);
/* 一段延时 */
。。。。。。
/* 删除定时器 */
if (timer_delete(mytimer)==ERROR)
return(ERROR);
在使用定时器时,容易忽略定时结束后任务向自身发信号这一处理步骤。即在定时结束后,要向创建定时器的任务发送信号,如果此时任务已不存在,定时程序将不能执行,提示的错误是“interrupt: timerWdHandler : kill failed (timer=******,tid=******,errno=0x16)”(有一个《关于timer(定时器)中几个函数的疑问!》帖子,其中提到该问题)。在上机时,我设置了一个较长时间的定时器,在创建定时器任务中使用相等的延时操作(taskDelay()、nanosleep()随便哪个都行),此时程序正常运行,定时结束后正确地执行关联到定时器的程序;再次运行,在定时结束前,我在shell下删除掉创建定时器的任务,定时结束后又出现上述的错误。因此,使用POSIX定时器时,一定要注意不能让创建定时器的任务在触发定时程序之前结束,否则。。。准备reset吧
3.2 nanosleep()
函数nanosleep()的功能与VxWorks提供的taskDelay()类似,nanosleep()允许指定以秒和纳秒为单位的定时/延时时间,taskDelay()以tick作为定时/延时时间。两者只是延时单位不同,而不是精度不同,都由系统时钟频率决定。与taskDelay()一样,使用nanosleep()实现定时/延时的任务也受调度的影响,在实际操作中一定要注意这一点。
使用nanosleep()时,定时参数使用的是结构itimerspe中的it_value,可以指定it_value中的秒和纳秒为定时/延时时间。函数的使用较为简单,不再赘述。
4 其它
使用带有超时值timeout的msgQReceive()、semTask()也可以实现延时(有使用这种方式来进行延时的人吗?不有吗?有吗?不有吗?有吗?不有吗?。。。)。
该方法将阻塞任务,让其等待超时,利用该方法实现延时可以使用函数semTask(…,timeout)、msgQReceive(…,…,…,timeout)。调用任务被放进阻塞队列中(注意,使用semTask和msgQReceive时,time的值不能是NO_WAIT,如果指定NO_WAIT的话,将立即返回,也就达不到延时的效果了^_^)。如果你希望任务不被阻塞,还能继续执行,sorry,此法不行,使用看门狗吧。
当阻塞的任务满足继续执行的条件后,将被放入ready队列。这里要注意的是,任务被放入ready队列并不意味着立刻就被执行。想想看,如果比它高优先级的任务正在占用资源,或也在等资源,那么…延时将是不确定的。
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作者:foreverlos 时间:2005-8-28 14:07:54
多谢分享
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作者:ValorTiger 时间:2005-8-10 16:51:07
太好了,谢谢搂主。
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作者:Tony 时间:2005-8-10 16:34:04
[总结+原创]vxworks下延时方法小结
http://bbs.edw.com.cn/dispbbs.asp?BoardID=3&ID=29331
yyqwin
最近,所作的工程需要1ms的定时器,我参考了精华区的相关文
章并在各位大侠的帮助下,我终于实现了1ms的精确定时,现在看
到还有网友在求助相关问题,我这儿就小结一下,希望对大家有所
帮助。
1、taskDelay()
taskdelay()是最简单的延时方法,他的单位是tick。它的函数
原型是
STATUS taskDelay
(
int ticks /* number of ticks to delay
task */
)
其中,tick是vxworks下时钟中断的频率,可以通过
sysClkRateSet( ) 设置单位ticks数/秒,一般在60-100之间。通
过sysClkRateGet()可以得到现在系统的时钟频率。
在VxWorks下可以这样使用taskDelay()函数:
...
taskDelay(sysClkRateGet()*5);/* 延时5s */
...
利用taskdelay(),可以将调用的任务从就绪态转到睡眠态但是不
能用于中断服务程序中。特别的,可以通过调用taskdelay(0),将
cpu交给系统中其他相同优先级的任务。
由于其延时的单位是tick,所以其延时精度并不高,但对于延时
10ms以上的系统足够了。
2 WatchDog
VxWorks提供了一个看门狗定时器,他的主要作用是防止程序跑
飞,但是利用看门狗同样可实现延时。
利用提供的函数,任何任务都可以通过wdCreate( )创建一个看门
狗定时器,经过指定的延时后,实现在系统时钟ISR的上下文中运
行指定的程序。在VxWorks中,看门狗定时器作为系统时钟中断服
务程序的一部分来维护。因此,与看门狗定时器相联系的函数运行
在系统时钟中断级,延时单位为tick。如果你的应用程序需要多个
看门狗函数,使用wdCreate( )为每个需求产生独立的看门狗ID。
因为对于给定的看门狗ID,只有最近的wdStart()有效。
...
void windDemo(void)
{
semHighId=semBCreate(SEM_Q_PRIORITY,SEM_FULL);
semLowId=semBCreate(SEM_Q_PRIORITY,SEM_FULL);
wdHighId=wdCreate();
wdLowId=wdCreate();
windDemoId=taskIdSelf();
FOREVER
{
highPriId=taskSpawn("tHighPri",100,VX_SUPERVISOR_MODE,4000
,(FUNCPTR)taskHighPri,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
lowPriId=taskSpawn("tLowPri",150,VX_SUPERVISOR_MODE,4000,(
FUNCPTR)taskLowPri,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
taskSuspend(0);
}
}
LOCAL void taskHighPri(void)
{
for(;;)
{
printf("This is from taskHighPri
Task!\n");
wdStart (wdHighId, 0.05*sysClkRateGet(),
(FUNCPTR) HighCollectRoutine, (int) wdHighId);
semTake (semHighId, WAIT_FOREVER);
}
}
LOCAL void taskLowPri(void)
{
for(;;)
{
printf("This is from taskLowPri Task
!\n");
wdStart (wdLowId, sysClkRateGet(),
(FUNCPTR) LowCollectRoutine, (int) wdLowId);
semTake (semLowId, WAIT_FOREVER);
}
}
void HighCollectRoutine(WDOG_ID myWdId)
{
wdStart (myWdId, 0.05*sysClkRateGet(), (FUNCPTR)
HighCollectRoutine, (int) myWdId);
semGive(semHighId);
}
void LowCollectRoutine(WDOG_ID myWdId)
{
wdStart (myWdId, sysClkRateGet(), (FUNCPTR)
LowCollectRoutine, (int) myWdId);
semGive(semLowId);
}
适用于延时10ms以上的系统。
利用看门狗定时器,调用的任务不会被阻塞:因为wdStart()调用
是立即返回的。
3 辅助时钟
要想达到1ms甚至us级的延时就需要使用辅助时钟。cpu上至少有两
个timer,timer1用于系统时钟,处理系统级任务,时钟频率一般
不能太高。timer2用于辅助时钟,利用它可以得到精确的延时。
...
#define AUX_CLK_MAX 1000
void windDemo(void)
{
semHighId=semBCreate(SEM_Q_PRIORITY,SEM_FULL);
windDemoId=taskIdSelf();
FOREVER
{
highPriId=taskSpawn("tHighPri",100,VX_SUPERVISOR_MODE,4000
,(FUNCPTR)taskHighPri,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
taskSuspend(0);
}
}
void InterISR(void)
{
semGive(semHighId);
}
void test(void)
{
sysAuxClkDisable();
/* Disable system aux clock */
sysAuxClkConnect((FUNCPTR)InterISR, 0);
sysAuxClkRateSet(AUX_CLK_MAX); /* Set system
aux clock rate */
sysAuxClkEnable();
}
LOCAL void taskHighPri(void)
{
test();
for(;;)
{
printf("This is from taskHighPri
Task!\n");
semTake (semHighId, WAIT_FOREVER);
}
}
其他方法,还望各位大侠补充!
emailtony
用高精度时钟,
sysTimeStamp();
void high_res_delay( int microsecond )
{ int t, t1,t2;
t1 = sysTimestamp();
while( microsecnod--) { t = 0;
while(t < timer_ticks_per_usec) {
t2 = sysTimestamp();
if( t2>t1) t += (t2-t1);
t1 = t2
}
}
Many top drivers are using such style codes to solve high resolution delay or timing.
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