提示和技巧–满足实时截止日期的7个提示

嵌入式系统必须在实时期限内完成任务,才能高效并按预期运行。没有人喜欢按下按钮并等待三十秒,直到系统最终响应。更重要的是,安全关键系统需要按时完成任务,否则可能发生非常严重的事故,例如受伤或死亡。有很多方法可以确保嵌入式系统能够按时完成任务,但是这里有七个技巧可以帮助开发人员确保按时完成任务。

提示1 –争取约30%的空闲时间

每个人都希望从为产品选择的每个组件中获得全部金钱的价值。以任何低于100%的速度运行微控制器,都感觉产品设计过度。然而,事实是,为了满足实时要求和截止日期,开发人员应该真正针对他们的系统,使其CPU空闲时间达到30%左右。为什么这么高?进行理论RMA(速率单调分析)的开发人员将发现,满足肉类实时性要求,运行调度程序和处理中断的理论最大CPU负载为69.3%CPU负载。更加努力地推动处理器意味着在最坏的情况下无法满足实时系统要求的机会大大增加。

提示2 –使用跟踪工具进行准确的测量

几年前,开发人员将规划出理论上将在系统中发生的事情,将其实现,然后用手指指着微控制器中发生的事情就是他们认为正在发生的事情。从那时起,出现了诸如SWD,ETM和其他跟踪协议之类的新工具,这些工具使开发人员可以监视微控制器中正在执行的指令,而对实时性能的影响却最小。开发人员通常会假设他们的系统将如何执行代码,但使用Percepio的Tracealyzer或Seggers SystemView等跟踪工具不仅可以测试假设,还可以为开发人员提供最小,最大和平均执行时间,从而使他们可以调整和验证他们的代码。实时模型。使用这些工具可以改善和理解假设并实现系统的功能。

提示#3 –仔细选择RTOS优先级

我遇到了很多开发人员,他们不知道如何选择RTOS优先级。当被迫选择一个优先级时,他们只需要对系统中的其他任务进行快速的心理比较,然后选择他们认为应该的优先级即可。决策中很少涉及工程,其猜测比其他任何事情都要多。仅在进行仔细分析以查看任务之间如何交互以及确定所有任务在所有情况下均将按时完成任务之后,才应选择RTOS优先级。

提示4 –执行RMA分析

速率单调分析(RMA)是一种技术,开发人员可以使用它来分析其定期任务,并确保设置优先级以使所有截止日期都能得到满足。对于开发人员而言,RMA是一个很好的起点,可以用来确保其系统的完整性是牢固的。

提示5 –为工作选择合适的微处理器

选择一个处理能力不足的微控制器会导致一个噩梦般的解决方案,那就是不断优化,削减和处理源代码。选择正确的微控制器可能具有挑战性。一个好的经验法则是从感兴趣的微控制器系列的高端部分开始,对系统进行原型设计,并开始对代码,代码的执行方式和系统的整体性能有所了解。如果微控制器的功率太大,则可以扩展到性能较低的微控制器。别忘了,尽管在许多情况下,随着时间的推移,产品往往只会添加越来越多的功能,所以即使功能不断变化,选择具有所需功能的微控制器仍可以使系统正常运行。

提示#6 –创建软件架构

预先设计系统,对其建模并创建软件体系结构。架构将帮助开发人员了解主要软件组件,其输入和输出是什么以及它们之间如何交互。了解这些主要内容可以确定尚未充分理解的领域,从而可以使工程师进入需要进行研究和理解的领域,然后再编写生产代码。一个结构良好的代码库将导致可理解的代码并符合其截止日期。

提示#7 –持续测试

软件变更。功能已添加,增强,有时甚至已删除。对代码库的更改将不可避免地影响实时系统性能,并可能导致必须更改优先级以保持系统按预期运行。确保系统继续运行的唯一方法是连续测试,测量和评估系统的行为方式。将测试和度量构建到嵌入式软件开发过程中。

结论

在开发实时嵌入式系统时,管理时间和按时完成任务是最重要的考虑因素。遵循这些技巧可以帮助开发人员了解他们的系统如何工作,并确保他们能够满足所有系统最终要求。

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