Realtidsprog. - Anders Arvidsson1 Realtidsprogrammering En introduktion – Implementering (med exempel från PIC)

En presentation över ämnet: "Realtidsprog. - Anders Arvidsson1 Realtidsprogrammering En introduktion – Implementering (med exempel från PIC)"— Presentationens avskrift:

1 Realtidsprog. - Anders Arvidsson1 Realtidsprogrammering En introduktion – Implementering (med exempel från PIC)

2 Realtidsprog. - Anders Arvidsson2 Utan timing Periodtid varierar beroende på funktionernas exekveringstid. Specificera endast maxtid (∑ Worst case) och eventuellt mintid (∑ Best case). För garanterad mintid kan en funktion utgöras av en fördröjningsloop.

3 Realtidsprog. - Anders Arvidsson3 Utan timing while(1){// Evig loop PWM = knapptest();// Läs och behandla indata PORTB = BinBCD(PWM);// Presentera RA2 = PWM_styr(PWM);// Agera delay();// Eventuell fördröjningsloop } Anm: Exekvering får ej stanna i någon funktion, se nästa sida.

4 Realtidsprog. - Anders Arvidsson4 Kodstruktur Vilken kod fungerar i realtid? while(1) { while (knapp==0) // Väntar tills knapp är tryckt continue; Led ^=1; while (knapp==1) // Väntar tills knapp är släppt continue; } while(1) { if (knapp ==1 && knappold ==0) // Detekterar att knappens Knapptryckt = 1; // tillstånd har gått från 0 till 1 Knappold = knapp; if (Knapptryckt == 1) { Led ^=1; Knapptryckt = 0; } }

5 Realtidsprog. - Anders Arvidsson5 Med timing Vid hård realtid får ∑ Worst case aldrig överstiga tiden från start av timer tills timern räknat ut. Periodtiden blir då konstant. Tidsmarginalen kan mätas genom att mäta tiden i wait. Sätt en pinne i början av wait (= idle), nollställ vid återstart. Ge felindikering om timern redan räknat ut när programmet når wait. Vid mjuk realtid kan timern startas med en kortare tid nästa varv om det förra varvet tog lite för lång tid. (Ladda om timern genom subtraktion istället för att ladda med en konstant). wait start

6 Realtidsprog. - Anders Arvidsson6 Med timing while(1){// Evig loop start_timer(periodtid);// Starta timern PWM = knapptest();// Läs och behandla indata PORTB = BinBCD(PWM);// Presentera RA2 = PWM_styr(PWM);// Agera idle();// Vänta på att timern räknat ut // Parallellt med det kan en // bakgrundstask utföras } Anm: Funktionerna får tillsammans inte ta längre tid än periodtid

7 Realtidsprog. - Anders Arvidsson7 Tidmätning Timer 0 Timer 8 bitar, räknar ständigt upp Kan ”slöas ner” av prescaler max 256 ggr => upp till 65536 cykler Använder intern klocka eller extern pinne Kan fungera som räknare

8 Realtidsprog. - Anders Arvidsson8 Timer Se option_reg (skriv bara option, i C) för konfigurering.

9 Realtidsprog. - Anders Arvidsson9 Timer Exempelkod void init_timer(void) { PSA = 0;// Koppla prescaler till TMR0 PS0 = 0;// Prescaler satt till PS1 = 1;// dela med 128 PS2 = 1; T0CS = 0;// Väljer intern oscillator till timer } void start_timer(void)// Laddar om timer { TMR0 = timervalue;// (256-timervalue)*prescaler*1us + omladdningstid T0IF = 0; } void wait_timer(void)// Väntar på att timer räknar ut (CPU är “idle”) { while(!T0IF) continue; }

10 Realtidsprog. - Anders Arvidsson10 Med timing, funktioner med lång exekv. tid Om en funktion tar för lång tid kan den ibland delas upp i två (eller fler) delar där ena delen körs ena varvet, andra delen nästa. Denna metod används när interrupt inte bör användas men någon funktion har behöver kortare periodtid än den långa funktionen kan möta. wait start switch()

11 Realtidsprog. - Anders Arvidsson11 Interrupt Avbrott = preemptive schemaläggning

12 Realtidsprog. - Anders Arvidsson12 Med Avbrott Större delen av programmet körs som en bakgrundstask. Avbrottsrutinen (ISR) kör med viss periodicitet (triggad av timern) och/eller vid vissa händelser. Övriga programmet kan köras med timing som i tidigare exempel, synkronisera med en flagga från ISR eller använd en andra timer. ISR

13 Realtidsprog. - Anders Arvidsson13 Avbrott Exempelkod void interrupt timer(void){// timer = funktionens namn // interrupt = lägg funktionen på int_handling();// adress 4 something_hard(); } i main() while(1){// Evig loop something_soft(); idle();// Vänta på nästa interrupt // = Synk }

14 Realtidsprog. - Anders Arvidsson14 Interrupt Källor  Flaggor  IE = Interrupt Enable  IF = Interrupt Flag

15 Realtidsprog. - Anders Arvidsson15 Konfigurera Interrupt Exempelkod void interrupt timer(void) { Flag = 1;// Visa att int skett TMR0 = timervalue;// Sätt timervalue med #define T0IF = 0; } void init(void) { PSA = 0;// Använd prescaler till TMR0 PS0 = 1;// Prescaler satt till dela med 64 PS1 = 0; PS2 = 1; T0CS = 0;// Väljer intern oscillator T0IE = 1;// Timer0 Interrupt Enable GIE = 1;// Global Interrupt Enable }

16 Realtidsprog. - Anders Arvidsson16 Implementera schemaläggning Robot från föreläsning om realtidsprinciper.

17 Realtidsprog. - Anders Arvidsson17 Struktur Switch switch (CykCnt) {// Var 10:e ms case 0:{// 0 ms K();// Krocksensor S();// Styr robot H();// Hjulräknare break; } case 1: case 5: {// 10, 50 ms K(); break; } case 2: case 4: {// 20, 40 ms K(); S(); break; } case 3: {// 30 ms K(); H(); break; } default: { CykCnt=0; } CykCnt=CykCnt++; If (CykCnt == 6) CykCnt=0;