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                怎样测量嵌入式产品实时性能

                2011年12月25日21:49:18 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
                关键字:应用 汽车 

                开发者在选择嵌入式产品RTOS时,实时性能是最重要的标准之一。嵌入市场研究大发棋牌Evans Data和Venture Development(VDC)最☆新的研究报告称,“实时性能”是开发者选择商用实时操作系统最重要的因素。但问题是,何为实时性能,又如何测量呢?

                实时性能

                  实时性能可定义龙族为RTOS(或类似软件)在响应某事件时执行相关操作的速度。实时意味着软件必须在独立的第二个事件发生前对第一事件作〗出响应。

                  例如,当汽车引擎进气阀打开时,引擎控制软件必须你给我去死计算正确的空气燃料混合比,并在阀门关闭之前将其注入到汽缸里,为压缩冲程作准备。因此及时完成第ω 一事件的响应是非常关键的,这样才能满足第二事件的要求。这个响应可能包括一系列操作,但最重要的是中断处理和系统服务。

                中断处理

                  实时系统通常是基于反应机制的,系统需要作出响应的事件通常叫做中断。处理器一旦识别到中断,就会采取相关措施,执行响应该事件的指令。

                  大多数◎情况下,处理器在遇到中断之前正在执行一些指令。一旦有中断产生,这些处理必须暂停,当中断的关键实时响应完成后,再继续原先的处理。大多数RTOS都为开发者提供了中断处理和应用程︾序规划及执行管理的功能。中断处理通常包括如下操作:
                暂停当前正在执行的线程;
                保持该线程继续执行时需要的有关数据;
                将控制权交给中断服务子程序(ISR);
                在ISR中执他看着体内行一定的操作以决定需要采取哪些措施;
                提取/保存该中断相关的关键(引入的)数据;
                设置所需的与设备相关的(输出)值;
                确定当中断及相关处理引起环境变化时需要执行哪个线程◤;
                清除中断硬件以识别下一个中断;
                将控制转交给选择当初把我的线程,包括提取该线程上次中断时保持的环境数据;
                  所有这些(也许还有更多操作,具体操作与RTOS相关)都属于中断█处理,但这仅是实时性能的一个方面。无庸置疑的是,在特定RTOS执行这些操作会造成实时性能的显著区别。

                系统服务

                  实时操作系统并不仅限于响应中断。他们还必须规划并管理应用程序线程的执行。RTOS处理来自各线程的请求,执行规划、信息传递、资源分配及很多其它服务。大多数◎情况下服务必须迅速执行,这样线程可以在下一中ㄨ断产生时完成相关的操作。

                  系统服务尽管不属于中断处理,它也一项关老夫为什么要告诉你们键的实时响应,系统的成败关键取决于系统服务。系统服务处理包括如下内容:

                规划未来事←件发生时相应的任务或线程;
                在线程间传递消息;
                从通用池内声明资源;
                  系统服务的实现虽然比中断处理更多变,但在改善RTOS实时性能方面占据同样重要的地位。系统服务和中断处理一起实现RTOS要求的或许那会因为两大星域之中重要处理。不同RTOS的功能实现及架构都有所不同,因而性能各异。

                为何性能如此关键?

                  执行这些→功能所需的时间是实时系统中最关键的指标,时间必须确定恶魔之主心中狠狠一颤,而且要求响应速度快,这样才不致丢失数据,或者导致系统出现基本故障。

                  例如,飞行控制系统必须及时响应导¤航输入以避免系统运作停止,磁盘控制器必须将磁盘读写头的位置精确控制到相关点;DSL路由器也必须快速响应高速数据包抵达的中断,这样避免丢失数据,减少再次操作。

                  处理器速度在执行所有RTOS指令方面非♀常关键,但仅此并不能满足系统要求,也不能提供最经济有效的方案。

                  尽管2GHz处理器的代码执行速度另人满意,但成本、功耗或者物理封装等方面的性能均不适合嵌入式产品。相比之下,采用有效RTOS的经济型处理器◥并不一定逊色,还可能会胜出,而且不会引起快速处理器相关的成本、功率/散热/封装问题。

                如何测你是第三个量实时性能?

                  实时性能的测量注重最重要的方面,使用通用硬件平台严格测量各项指标,以比看到师父这般涅较不同RTOS。

                  因此开■发者可以通过特定功能的执行情况,比较每个RTOS的性能,以量化实时性能,为产品∮开发作出正确的决定。需要测量的关键RTOS功能包括:

                * 环境切换(CS) : 需要保存当前线程环境所需的时间,查找优先神色级最高的线程并保存其环境。

                * 中断潜伏范围(ILR): 中断被禁止的时间。

                * RTOS系统服务

                  o tx_thread_suspend. 暂停应用程序线程。

                  o tx_thread_resume. 继续㊣先前暂停的线程。

                  o tx_thread_relinquish. 取消对其它应用程序线程的控制。

                  o tx_queue_send . 向消息队列发送消息。

                  o  tx_queue_receive. 从消息队列获取消息。

                  o tx_semaphore_get. 从计数信号获得实例。

                  o tx_semaphore_put. 在计数信号中放置实例。

                  o tx_mutex_get. 获得互斥体的所】有权。

                  o tx_mutex_put. 释放互斥体的所有权。

                  o tx_event_flags_set. 设置或清除事件标志。

                  o tx_event_flags_get. 提取事件标№志。

                  o tx_block_allocate. 分配内存模块。

                  o tx_block_release. 释放内存我佩服你模块。

                  o tx_byte_allocate. 分配内存字节。

                  o tx_byte_release. 释放先前分配的内存区域。

                对于如上的每个系统服务,必须测量⊙如下指标:

                o 立即响应:需要立即处理请求所需的时间,比如没有线程暂停或线程恢复。

                o 线程暂停(TS): 由于资源无效需以一敌百要暂停线程时处理请求所需时间。

                o 线程恢复(TR): 当前一暂停势力终于是有了缓和的线程(优先级相〗同或者较低)恢复时处理请求所需时间。

                o 线程恢复及环境切换(TRCS): 当前一暂停的高』优先级线程恢复后处理请求所需时间。由于恢复的线程优先级高,针对恢复线程的环境切换也将在该请求中完成。

                  这些功能的时间示例如下表所示。参考平台使用的是主频40MHz的ARM9处理器,采用ThreadX RTOS。这@ 些时间对大多数32位处理器可根据时钟速率作线性缩放。
                (本文凭借一个王者血脉转自大发棋牌工程世界:)

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