嵌入式编程上下文切换及完美解耦的一种方法

嵌入式资讯精选 2021-08-11 15:32

上下文快速切换 - cpost应用

我们通常认为,在中断中,不能执行耗时的操作,否则会影响系统的稳定性,尤其对于嵌入式编程。对于带操作系统的程序而言,可以通过操作系统的调度,将中断处理分成两个部分,耗时的操作可以放到线程中去执行,但是对于没有操作系统的情况,又应该如何处理呢

比较常见的,我们可能会定义一些全局变量,作为flag,然后在mainloop中不停的判断这些flag,再在中断中修改这些flag,最后在mainloop中执行具体的逻辑,但是这样,无疑会增加耦合,增加程序维护成本。

cpost

cpost正是应用在这种情况下的一个简单但又十分方便的工具,它可以特别方便的进行上下文的切换,减少模块耦合。

cpost链接:

https://github.com/NevermindZZT/cpost

cpost借鉴的Android的handler机制,通过在mainloop中跑一个任务,然后在其他地方,可以是中断,也可以是模块逻辑中,直接抛出需要执行的函数,使其脱离调用处的上下文,运行在mainloop中。cpost还支持延迟处理,可以指定函数在抛出后多久执行

使用

cpost的使用十分简单,这里以使用在嵌入式无操作系统中为例,主要用作中断延迟处理的情况

1、配置系统tick

配置cpost.h中的宏CPOST_GET_TICK(),配置成获取系统tick,以stm32 hal为例

#define     CPOST_GET_TICK()            HAL_GetTick()

2、配置处理进程

在mainloop调用cpostProcess函数

int main(void)
{
    ...
    while (1)
    {
        cpostProcess();
    }
    return 0;
}

3、抛出任务

在中断等需要进行上下文切换的地方调用cpsot接口,使其在mainloop中运行

cpost(intHandler);

原理解析

cpost的原理其实很简单,其代码量也十分少,总共加起来就只有几十行代码,cpost维护了一个而全局的数组

CpostHandler cposhHandlers[CPOST_MAX_HANDLER_SIZE] = {0};

其中,数组的每一个元素表示包含了需要执行的函数和参数,当调用cpost接口时,被post的函数和参数会被保存在这个数组中,然后mainloop中运行的cpostProcess函数会遍历这个数组,当满足条件时,执行对应的函数,从而达到上下文切换的目的

void cpostProcess(void)
{
    for (size_t i = 0; i < CPOST_MAX_HANDLER_SIZE; i++)
    {
        if (cposhHandlers[i].handler)
        {
            if (cposhHandlers[i].time == 0 || CPOST_GET_TICK() >= cposhHandlers[i].time)
            {
                cposhHandlers[i].handler(cposhHandlers[i].param);
                cposhHandlers[i].handler = NULL;
            }
        }
    }
}

其实,cpost的方式,和一开始提到的使用全局的flag进行上下文切换的方法很像,只不过,cpost通过一个数组的维护和直接post函数的方式,省去了维护flag的成本,也不需要将需要执行的函数耦合到mianloop中,从而变得简单易用。

完美解耦 - cevent应用

对于模块化编程来说,如何实现各模块间的解耦一直是一个比较令人头疼的问题,特别是对于嵌入式编程,由于控制逻辑复杂,并且对程序体积有控制,经常容易写出各独立模块之间相互调用的问题。由此,cpost中的cevent组件,通过模仿Android系统中的广播机制,提供了一种非常简单的模块间解耦实现。

原理

cevent借鉴的是Android系统的广播机制,一方面,各模块在工作的时候,都会有多个具体的事件点,在高耦合的编程中,可能会在这些地方调用其他模块的功能,比如说,在通信模块接收到指令的时候,需要闪烁一下指示灯。

使用cevent,我们可以在这些地方抛出一个事件,当前模块不需要关心在这各地方需要执行哪些其他模块的逻辑,由其他模块,或者用户定义一个事件监听,当具体的事件发生时,执行相应的动作。

使用

cevent使用注册的方式监听事件,会依赖于编译环境,目前支持keil,iar,和gcc,对于gcc,需要修改链接文件(.ld),在只读数据区添加:

_cevent_start = .;
KEEP (*(cEvent))
_cevent_end = .;

1、初始化cevent

系统初始化时,调用ceventInit

ceventInit();

2、注册cevent事件监听

在c文件中,调用CEVENT_EXPORT导出事件监听

CEVENT_EXPORT(0, handler, (void *)param);

3、发送cevent事件

在事件发生的地方,调用ceventPost抛出事件

ceventPost(0);

使用cevent解耦模块初始化

嵌入式编程中,我们习惯会在程序启动的时候,调用各个模块的初始化函数,其实这也是一种耦合,会造成main函数中出现很长的初始化代码,借助cevent,我们可以对初始化进行优化解耦。

1、定义初始化事件

定义初始化事件的值,对于初始化,有些模块可能会依赖于其他模块的初始化,会有一个先后顺序要求,所以这里我们可以把初始化分成两个阶段,定义两个事件,当然,如果有更复杂的要求,可以再多分几个阶段,只需要多定义几个事件就行

#define     EVENT_INIT_STAGE1       0
#define     EVENT_INIT_STAGE2       1

2、初始化cevent,抛出事件

在main函数中初始化cevent,并抛出初始化事件

int main(void)
{
    ...
    ceventInit();

    ceventPost(EVENT_INIT_STAGE1);
    ceventPost(EVENT_INIT_STAGE2);
    ...
    return 0;
}

3、注册事件监听

对所有需要初始化的函数注册事件监听,这里我以对letter-shell注册事件监听为例,分为两个部分,初始化串口和初始化shell。

在serial模块中,将串口初始化注册到初始化第一阶段,cevent支持将不大于7个的参数直接传递到注册的监听函数中,下面的注册方式,相当于在EVENT_INIT_STAGE1事件发生的地方,也就是main函数中对应的位置,调用serialInit(&debugSerial)

CEVENT_EXPORT(EVENT_INIT_STAGE1, serialInit, (void *)(&debugSerial));

然后再shell模块中,将shell初始化函数注册到初始化第二阶段。

CEVENT_EXPORT(EVENT_INIT_STAGE1, shellInit);

使用cevent解耦mainloop

再无操作系统的嵌入式编程中,我们如果同时希望运行多个模块的逻辑,通常是在mainloop中循环调用,这种将函数写入mainloop的做法,也会增加耦合

int main(void)
{
    ...

    while (1)
    {
        // 写在mainloop中的模块逻辑
        shellTask(&shell);
        LedProcess();
        ...
    }
    return 0;
}

通过使用cevent,也可以很方便的消除这种耦合

1、定义mainloop事件

定义mainloop事件的值

#define     EVENT_MAIN_LOOP         3

2、在mainloop中抛出事件

去掉mainloop中对其他模块的调用,改为排除mainloop事件

int main(void)
{
    ...

    while (1)
    {
        ceventPost(EVENT_MAIN_LOOP);
    }
    return 0;
}

3、在各模块中注册事件监听

分别在各个模块中,注册对mainloop事件的监听

CEVENT_EXPORT(EVENT_MAIN_LOOP, shellTask, (void *)(&shell));
CEVENT_EXPORT(EVENT_MAIN_LOOP, LedProcess);

结语

cevent是一个非常小的模块,本身代码及其简单,但是,通过模仿广播机制,让cevent可以发挥很强大的功能,通过,还可以结合cpost,实现延迟事件等功能。

来源:https://blog.csdn.net/qq_34245464/article/details/111427317

1.2021年第8期《单片机与嵌入式系统应用》电子刊新鲜出炉!

2.为了兴趣爱好,我该选嵌入式么?

3.编码的终极意义:软件工程师出身CEO的好处!

4.嵌入式工程师掌握编程的几个要素

5.Cortex-M中断向量表原理及其重定向方法~

6.如何在MCU上高效地管理内存?

免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请与我们联系,我们将根据您提供的版权证明材料确认版权并支付稿酬或者删除内容。

嵌入式资讯精选 掌握最鲜资讯,尽领行业新风
评论
  • 最近几年,新能源汽车愈发受到消费者的青睐,其销量也是一路走高。据中汽协公布的数据显示,2024年10月,新能源汽车产销分别完成146.3万辆和143万辆,同比分别增长48%和49.6%。而结合各家新能源车企所公布的销量数据来看,比亚迪再度夺得了销冠宝座,其10月新能源汽车销量达到了502657辆,同比增长66.53%。众所周知,比亚迪是新能源汽车领域的重要参与者,其一举一动向来为外界所关注。日前,比亚迪汽车旗下品牌方程豹汽车推出了新车方程豹豹8,该款车型一上市就迅速吸引了消费者的目光,成为SUV
    刘旷 2024-12-02 09:32 138浏览
  • 作为优秀工程师的你,已身经百战、阅板无数!请先醒醒,新的项目来了,这是一个既要、又要、还要的产品需求,ARM核心板中一个处理器怎么能实现这么丰富的外围接口?踌躇之际,你偶阅此文。于是,“潘多拉”的魔盒打开了!没错,USB资源就是你打开新世界得钥匙,它能做哪些扩展呢?1.1  USB扩网口通用ARM处理器大多带两路网口,如果项目中有多路网路接口的需求,一般会选择在主板外部加交换机/路由器。当然,出于成本考虑,也可以将Switch芯片集成到ARM核心板或底板上,如KSZ9897、
    万象奥科 2024-12-03 10:24 96浏览
  • 学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&
    youyeye 2024-11-30 14:30 85浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2024-12-02 10:40 143浏览
  • 遇到部分串口工具不支持1500000波特率,这时候就需要进行修改,本文以触觉智能RK3562开发板修改系统波特率为115200为例,介绍瑞芯微方案主板Linux修改系统串口波特率教程。温馨提示:瑞芯微方案主板/开发板串口波特率只支持115200或1500000。修改Loader打印波特率查看对应芯片的MINIALL.ini确定要修改的bin文件#查看对应芯片的MINIALL.ini cat rkbin/RKBOOT/RK3562MINIALL.ini修改uart baudrate参数修改以下目
    Industio_触觉智能 2024-12-03 11:28 110浏览
  • 戴上XR眼镜去“追龙”是种什么体验?2024年11月30日,由上海自然博物馆(上海科技馆分馆)与三湘印象联合出品、三湘印象旗下观印象艺术发展有限公司(下简称“观印象”)承制的《又见恐龙》XR嘉年华在上海自然博物馆重磅开幕。该体验项目将于12月1日正式对公众开放,持续至2025年3月30日。双向奔赴,恐龙IP撞上元宇宙不久前,上海市经济和信息化委员会等部门联合印发了《上海市超高清视听产业发展行动方案》,特别提到“支持博物馆、主题乐园等场所推动超高清视听技术应用,丰富线下文旅消费体验”。作为上海自然
    电子与消费 2024-11-30 22:03 107浏览
  • 《高速PCB设计经验规则应用实践》+PCB绘制学习与验证读书首先看目录,我感兴趣的是这一节;作者在书中列举了一条经典规则,然后进行详细分析,通过公式推导图表列举说明了传统的这一规则是受到电容加工特点影响的,在使用了MLCC陶瓷电容后这一条规则已经不再实用了。图书还列举了高速PCB设计需要的专业工具和仿真软件,当然由于篇幅所限,只是介绍了一点点设计步骤;我最感兴趣的部分还是元件布局的经验规则,在这里列举如下:在这里,演示一下,我根据书本知识进行电机驱动的布局:这也算知行合一吧。对于布局书中有一句:
    wuyu2009 2024-11-30 20:30 142浏览
  • 概述 说明(三)探讨的是比较器一般带有滞回(Hysteresis)功能,为了解决输入信号转换速率不够的问题。前文还提到,即便使能滞回(Hysteresis)功能,还是无法解决SiPM读出测试系统需要解决的问题。本文在说明(三)的基础上,继续探讨为SiPM读出测试系统寻求合适的模拟脉冲检出方案。前四代SiPM使用的高速比较器指标缺陷 由于前端模拟信号属于典型的指数脉冲,所以下降沿转换速率(Slew Rate)过慢,导致比较器检出出现不必要的问题。尽管比较器可以使能滞回(Hysteresis)模块功
    coyoo 2024-12-03 12:20 170浏览
  • 11-29学习笔记11-29学习笔记习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-02 23:58 92浏览
  • RDDI-DAP错误通常与调试接口相关,特别是在使用CMSIS-DAP协议进行嵌入式系统开发时。以下是一些可能的原因和解决方法: 1. 硬件连接问题:     检查调试器(如ST-Link)与目标板之间的连接是否牢固。     确保所有必要的引脚都已正确连接,没有松动或短路。 2. 电源问题:     确保目标板和调试器都有足够的电源供应。     检查电源电压是否符合目标板的规格要求。 3. 固件问题: &n
    丙丁先生 2024-12-01 17:37 114浏览
  •         温度传感器的精度受哪些因素影响,要先看所用的温度传感器输出哪种信号,不同信号输出的温度传感器影响精度的因素也不同。        现在常用的温度传感器输出信号有以下几种:电阻信号、电流信号、电压信号、数字信号等。以输出电阻信号的温度传感器为例,还细分为正温度系数温度传感器和负温度系数温度传感器,常用的铂电阻PT100/1000温度传感器就是正温度系数,就是说随着温度的升高,输出的电阻值会增大。对于输出
    锦正茂科技 2024-12-03 11:50 141浏览
  • TOF多区传感器: ND06   ND06是一款微型多区高集成度ToF测距传感器,其支持24个区域(6 x 4)同步测距,测距范围远达5m,具有测距范围广、精度高、测距稳定等特点。适用于投影仪的无感自动对焦和梯形校正、AIoT、手势识别、智能面板和智能灯具等多种场景。                 如果用ND06进行手势识别,只需要经过三个步骤: 第一步&
    esad0 2024-12-04 11:20 103浏览
  • 当前,智能汽车产业迎来重大变局,随着人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的迅猛发展,智能网联汽车正呈现强劲发展势头。11月26日,在2024紫光展锐全球合作伙伴大会汽车电子生态论坛上,紫光展锐与上汽海外出行联合发布搭载紫光展锐A7870的上汽海外MG量产车型,并发布A7710系列UWB数字钥匙解决方案平台,可应用于数字钥匙、活体检测、脚踢雷达、自动泊车等多种智能汽车场景。 联合发布量产车型,推动汽车智能化出海紫光展锐与上汽海外出行达成战略合作,联合发布搭载紫光展锐A7870的量产车型
    紫光展锐 2024-12-03 11:38 126浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦