【FreeRTOS】cpu利用率統計

目錄

• 前言
• 概念
• 作用
• 必看點
• 實現
  • 添加幾個宏定義
    • 源碼
      • FreeRTOS
      • STM32 定時器
    • 簡要說明

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前言

本筆記基於 stm32+FreeRTOS。
主要參考野火、安富萊。

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概念

簡單概要：

• 各任務cpu利用率：
  打印出各任務在某段時間內站用cpu時長的比例。

• 原理很簡單：

  1. 開啟一個高精度的定時器
  2. 讓一個全局變量（如：ulCpuTraceTick）不斷往上累加
  3. 每次切換任務時，記錄上一個任務占用了多少個高精度定時器的tick
  4. 累加到該表示該任務的變量中（如：ulCpuTraceTaskATick）
  5. ulCpuTraceTaskATick/ulCpuTraceTick 即可計算出該任務的CPU占用率。

作用

 闊以清晰地看出各個任務的cpu利用率，驗證一個系統好壞的方法之一。
 如，一個系統總任務cpu利用率經常 大於80%，會造成一些緊急事件無法及時得到響應，同時，峰值可能超出100%，導致任務滯后。
 又如，一個系統總任務cpu利用率經常 小於 10%，導致資源浪費。
 再如，闊以監測各個任務 cup 占用率，發現某些任務經常 大於70%，便去優化優化該任務。
注：以上數值標准均為個人習慣，並非標准答案！

必看點

• 影響
   該功能在調試時啟用，在產品發布時務必關閉。
   因為監測cpu利用率也是消耗cpu資源的。

• 時鍾精度
   一般為系統時鍾節拍的 10-20 倍。
   如，當前系統節拍為 1000 Hz，那么定時器節拍則為 10000-20000 Hz。按20000 Hz 計算，即 50us 計算一次。由於FreeRTOS沒有對其進行溢出保護，所以最大支持計數時間為：2^32 * 50us / 3600s = 59.6 分鍾。超出后結果將不准確。

實現

添加幾個宏定義

源碼

FreeRTOS

/*
 * 當前文件為 FreeRTOSConfig.h
*/

#define configUSE_TRACE_FACILITY	1      /* cpu task */

/* Run time and task stats gathering related definitions. */
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS                1      /* cpu task */
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS         1      /* cpu task */
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()     (ulCpuTraceTick = 0ul)
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()             ulCpuTraceTick

STM32 定時器

（待寫）

簡要說明

• configUSE_TRACE_FACILITY：

  • 啟用FreeRTOS可視化追蹤調試功能

• configGENERATE_RUN_TIME_STATS：

  • 啟用FreeRTOS運行時間統計功能

• configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS：

  • 啟用FreeRTOS格式化函數功能

• portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS：

  • 重置自定義心跳值

• portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE：

  • 宏定義自定義心跳變量

• ulCpuTraceTick

  • 自定義心跳值，高頻累加即可。