ARM嵌入式延遲硬件定時器與CPU週期計數器

我正在開發基於ARM Cortex M3的微控制器上運行的嵌入式項目。我們供應商提供的一些代碼使用延遲功能，設置內置硬件定時器，然後旋轉直到定時器到期。通常用於等待1到幾百微秒。這些延遲幾乎是因爲他們在等待一些寄存器，芯片或總線來完成一個動作，並且需要等待至少給定的微秒數。硬件計時器的開銷似乎至少需要6微秒才能完成設置。ARM嵌入式延遲硬件定時器與CPU週期計數器

在多線程環境中，這是一個問題，因爲有N個線程，但只有1個硬件定時器。我可以禁止中斷，而定時器正在使用，以防止上下文切換，因此競爭條件，但它似乎有點難看。我想用一個使用ARM CPU週期計數器（CCNT）的函數替換使用硬件定時器的函數。我是否缺少缺陷或其他選擇？很明顯，週期計數器功能要求將其調整到適當的CPU頻率，這對我們的系統來說永遠不會改變，但我想可以在使用硬件定時器以編程方式引導時檢測到。

來源

2016-11-14 satur9nine

哪種ARM M3有單個硬件定時器？你說你有一個多線程環境，所以調度器的計時器是必需的：你是否說你唯一的計時器是分配給調度器的計時器？ – LPs

實際上有2個硬件定時器，還有一個系統時鐘中斷，每隔1毫秒觸發一次。系統滴答中斷不是一個計時器，你不能查詢已經過了多少時間，你只需要每1毫秒獲取一次中斷，這通常用於通知搶先調度器。 1毫秒的分辨率對於我感興趣的延遲來說也太長了。 – satur9nine

對於現代MCU來說，忙碌的這麼長時間是一個非常糟糕的方法。如果他們使用這樣的東西，我會懷疑其餘的質量.. – Olaf

在啓動時設置一次計時器，讓計數器連續運行。當您想要開始延遲時，請閱讀計數器值並記住該起始值。然後在延遲循環中再次讀取計數器值並循環，直到計數器值減去起始值大於或等於請求的延遲滴答聲爲止。（如果你正確地做了減法運算，那麼翻滾會被洗掉，你不需要特殊處理來檢查它們。）

來源

2016-11-15 00:22:29 kkrambo

作爲一個例子，請參閱雷蒙德陳的寫作：[使用模塊化算法，以避免時間溢出問題]（https://blogs.msdn.microsoft的.com/oldnewthing/20050531-22/p = 35493）。使用無符號類型，數學就算了。 –

另一件事 - 你可能想延遲一個更多的滴答計數比請求（除非請求是等待零滴答）來處理的事實，即第一次計時器讀取可能只有一個納秒秒之前計時器滴答聲增加。 –

@kkrambo聽起來不錯。你能解釋爲什麼這個解決方案比使用CPU週期計數器更好嗎？我認爲這比較好，因爲這不需要根據CPU頻率進行任何調整。 – satur9nine

您可以複用您的計時器，以便您擁有每個線程想要關閉的表以及用於執行的函數指針/向量。當定時器中斷髮生時，觸發該線程的中斷，然後將定時器設置爲列表中的下一個，減去經過的時間。這就是我看到許多* nix操作系統在其內核代碼中執行的操作，因此應該有代碼來作爲示例。

更大的問題是您正在旋轉鎖定等待定時器的線程。除了CPU使用率以及根據您擁有的操作系統（或者您是否擁有操作系統），您可以輕鬆引入線程反轉問題，甚至可以完全鎖定。使用線程原語可能會更好，所以任何操作系統都可以實際上休眠線程並在需要時喚醒它們。

來源

2016-11-15 00:03:55

ARM嵌入式延遲硬件定時器與CPU週期計數器

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