系統(tǒng)時間

System Time

介紹

在前面的一篇文章中介紹了實時操作系統(tǒng)環(huán)境中的時間概念，以及與時間相關(guān)的設(shè)施的概念，這些設(shè)施可能與RTOS一起使用。

時鐘滴答聲

所有的計時設(shè)備都由一個硬件時鐘驅(qū)動。這只是一個振蕩器，它以固定的間隔產(chǎn)生一個中斷。為了使定時數(shù)對應(yīng)用程序有意義，必須知道振蕩器的頻率。

時鐘中斷服務(wù)程序

由硬件時鐘產(chǎn)生的中斷必須由中斷服務(wù)例程（ISR）適當(dāng)?shù)靥幚?#xff0c;它實現(xiàn)了RTOS的所有定時功能。Nucleus SE中時鐘ISR的詳細信息將在以后的文章中介紹。

計時設(shè)置

Nucleus RTO和Nucleus SE包括許多計時設(shè)施：

滴答時鐘-這是一個簡單的計數(shù)器，由時鐘ISR遞增。在Nucleus RTOS和Nucleus SE中，這個計數(shù)器是32位寬的，任務(wù)可以設(shè)置和讀取它的值。在Nucleus SE中，計時時鐘是可選的。本章余下部分將更詳細地討論這一主題。

應(yīng)用程序計時器–Nucleus RTO和Nucleus SE都支持計時器對象。

時間片調(diào)度——在Nucleus RTO中，相同優(yōu)先級的任務(wù)按循環(huán)調(diào)度，但也可以應(yīng)用時間片。在Nucleus SE中，時間片調(diào)度器是一個選項；這在前面的文章中詳細討論過。

任務(wù)睡眠。任務(wù)可以選擇在指定的時間段內(nèi)掛起（進入休眠狀態(tài)）。

API調(diào)用超時-在Nucleus RTO和Nucleus SE中，許多API調(diào)用允許任務(wù)掛起，等待資源的可用性。這種暫停可以是不確定的，或者在Nucleus RTOS中，可以指定可選的超時時間。Nucleus SE不支持API調(diào)用超時。

準(zhǔn)確度

在這一點上，簡短地談一下計時精度是值得的。

定時設(shè)備的精度完全取決于時鐘振蕩器的頻率。例如，如果每隔10毫秒接收一個脈沖，而應(yīng)用程序任務(wù)想要延遲100毫秒，則顯然需要等待10個脈沖。然而，目前尚不清楚上一次脈沖發(fā)生的時間——可能是現(xiàn)在，也可能是近10毫秒前。因此，100毫秒的延遲可能長達（略低于）110毫秒。

解決這個問題的一個明顯的方法是增加振蕩器的頻率。如果脈沖以1毫秒的間隔出現(xiàn)，100毫秒的延遲永遠不會超過101毫秒。缺點是時鐘ISR將花費10倍的CPU時間，這是一個開銷。

系統(tǒng)設(shè)計者必須確定所需定時器精度和可用CPU功率之間的平衡。

配置系統(tǒng)時間

與Nucleus SE的大多數(shù)方面一樣，系統(tǒng)時間的配置主要由nuse_config.h中的#define語句控制。密鑰設(shè)置是NUSE_SYSTEM_TIME_SUPPORT，這將啟用該功能。指定對象的數(shù)量是沒有問題的-系統(tǒng)時間只是啟用或不啟用。

選擇非零值是系統(tǒng)時間的“主啟用”。這將導(dǎo)致定義一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本文稍后將對此進行詳細介紹。它還激活A(yù)PI啟用設(shè)置。

API啟用

Nucleus SE中的每個API函數(shù)（服務(wù)調(diào)用）在nuse_config.h中都有一個啟用的#define符號。對于系統(tǒng)時間，這些是：

NUSE_CLOCK_SET

NUSE_CLOCK_RETRIEVE

默認情況下，這兩個值都設(shè)置為FALSE，從而禁用每個服務(wù)調(diào)用并禁止包含任何實現(xiàn)代碼。要為應(yīng)用程序配置系統(tǒng)時間，需要選擇要使用的API調(diào)用并將其啟用符號設(shè)置為TRUE。

默認情況下，從配置文件nuse_config.h中提取。

#define NUSE_SYSTEM_TIME_SUPPORT FALSE
/* Enables the system tick clock *
/#define NUSE_CLOCK_SET FALSE /* Service call enabler /#define NUSE_CLOCK_RETRIEVE FALSE / Service call enabler */

如果啟用了系統(tǒng)時API函數(shù)而未啟用系統(tǒng)時功能，則會導(dǎo)致編譯時錯誤。如果您的代碼使用尚未啟用的API調(diào)用，則會導(dǎo)致鏈接時間錯誤，因為應(yīng)用程序中不會包含任何實現(xiàn)代碼。
系統(tǒng)時間服務(wù)調(diào)用

Nucleus RTOS支持與系統(tǒng)時間相關(guān)的兩個服務(wù)調(diào)用，它們提供以下功能：

設(shè)置系統(tǒng)時間值。由Nucleus SE中的NUSE_Clock_Set（）實現(xiàn)。

獲取系統(tǒng)時間值。由Nucleus SE中的NUSE_Clock_Retrieve（）實現(xiàn)。

將詳細檢查每個服務(wù)調(diào)用的實現(xiàn)。

系統(tǒng)時間設(shè)置和獲取服務(wù)

唯一可以對系統(tǒng)時間值執(zhí)行的操作是將其設(shè)置為一個值并獲取（檢索）其當(dāng)前值。Nucleus RTOS和Nucleus SE各自為這些操作提供了兩個基本的API調(diào)用，這里將對此進行討論。

系統(tǒng)時間值的解釋取決于應(yīng)用程序，因為它只是對自上次重置計數(shù)器以來的時鐘“滴答”次數(shù)的計數(shù)。要使用此信息，必須知道時鐘振蕩器的頻率。

設(shè)置時間

任何任務(wù)都可以通過調(diào)用此API函數(shù)來設(shè)置系統(tǒng)時間。

用于設(shè)置時間的Nucleus RTOS API調(diào)用

Service call prototype:

VOID NU_Set_Clock(UNSIGNED new_value);

Parameters:

new_value – the value to which the system time is to be set

Returns:

none.

Nucleus SE API Call for Setting Time

This API call supports the key functionality of the Nucleus RTOS API.

Service call prototype:

void NUSE_Clock_Set(U32 new_value);

Parameters:

new_value – the value to which the system time is to be set

Returns:

none.

設(shè)置時間的Nucleus SE實現(xiàn)

代碼非常簡單。提供的值只是存儲在一個關(guān)鍵部分的NUSE_Tick_時鐘中。

檢索時間

任務(wù)可以通過調(diào)用此API函數(shù)來獲取系統(tǒng)時間。

用于檢索時間的Nucleus RTOS API調(diào)用

Service call prototype:

UNSIGNED NU_Retrieve_Clock(VOID);

Parameters:

none

Returns:

the current system time value

Nucleus SE API Call for Retrieving Time

This API call supports the key functionality of the Nucleus RTOS API.

Service call prototype:

U32 NUSE_Clock_Retrieve(void);

Parameters:

none

Returns:

the current system time value

時間檢索的Nucleus-SE實現(xiàn)

代碼非常簡單。在臨界區(qū)內(nèi)獲得NUSE_Tick_Clock的值并返回。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)時間使用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——在RAM中——它只是一個32位字。

強烈建議應(yīng)用程序代碼不要直接訪問這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是使用提供的API函數(shù)。這避免了與Nucleus SE未來版本的不兼容和不必要的副作用，并簡化了將應(yīng)用程序移植到Nucleus RTOS的過程。這里包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細信息，以便更容易地理解服務(wù)調(diào)用代碼的工作方式和調(diào)試。

RAM Data

The data structure is:

NUSE_Tick_Clock – This is a variable of type U32 where the system clock tick count is stored.

Nucleus SE啟動時，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由NUSE_Init_Task（）初始化為零。未來的文章將全面描述Nucleus SE的啟動過程。

ROM數(shù)據(jù)

沒有與系統(tǒng)時間相關(guān)聯(lián)的ROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)時間數(shù)據(jù)占用

與Nucleus SE的所有方面一樣，系統(tǒng)時間所需的數(shù)據(jù)內(nèi)存量是很容易預(yù)測的。

ROM數(shù)據(jù)占用為0。

RAM數(shù)據(jù)占用（字節(jié)）總是4。

未實現(xiàn)的API調(diào)用

所有與系統(tǒng)時間相關(guān)的Nucleus RTOS API調(diào)用在Nucleus SE中都是等效的。

與Nucleus PLUS兼容

對于Nucleus SE的各個方面，我的目標(biāo)是盡可能保持與Nucleus RTOS的高級別應(yīng)用程序代碼兼容性。系統(tǒng)時間也不例外，而且，從用戶的角度來看，它的實現(xiàn)方式與Nucleus RTOS中的方式大致相同。Nucleus RTOS API調(diào)用可以直接映射到Nucleus SE調(diào)用上。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的系统时间的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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