程序调用延迟 - C＆Linux

Question

我正在研究用于活动假肢的新硬件。 我的系统有一个BeagleBone Black RevC嵌入式计算机和一些定制板。 BeagleBone Black（BBB）运行Debian Linux。

我写了一个C控制台应用程序，与Linux上的其他主板交谈。 从终端我可以发送“./plan execute_1 set_pid_gains 10 50 0”之类的命令来改变在我的电机驱动器上运行的控制回路的增益。 “计划”功能用C语言编写。它通过SPI发送消息。

该程序可以自行运行，我可以发送我想要的所有命令。 但是，当我们从Python开始测试它时（使用Popen调用C程序），我们意识到它没有按照我们想要的那样快速执行。

为了复制和隔离问题，我写了一个shell脚本（fxa_test_z_1），它在我的网络上发送3个命令：

#!/bin/bash
# Places FlexSEA in Impedance control mode
# Use with care!

# Set control mode to 'z' (4)
./plan execute_1 set_control 4

# Current loop gains:
./plan execute_1 set_current_gains 10 50 0

# Choose from one of these:
./plan execute_1 set_z_gains 1 0 0
echo "FlexSEA in Stiffness mode"

每个功能之间有14ms的延迟（用示波器测量）。 我做了很多小实验来解决这个问题。 打开和关闭SPI端口，发送SPI命令和解析agv []不是问题。 如果我在同一个程序中多次调用它们，则每个串行数据包之间的延迟大约为700us。

调用“nice -n -19 ./fxa_test_z_1”没有改变任何东西。

==

我该怎么做才能使这些函数调用更快？ 有什么希望我可以让他们去sub-ms？

现在我正试图避免对我的代码进行重大修改，因为我们希望明天测试我们的控制循环。

谢谢！

杰夫

Answer 1

您可以通过让plan在必须再次运行之前完成更多工作来加快速度。 开始一个过程需要做很多工作，所以你不想经常这么做。

要使plan做更多工作，您可以在stdin或文件中提供命令列表。 然后棘手的部分是解析每一行以提取单独的命令和参数。 由于您的现有代码已经从argv读取命令，因此使用strtok将命令解析为类似argv的数组很容易：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_COMMAND_LEN 256
#define MAX_ARGS 64
char *fake_argv[MAX_ARGS];  /* For compatibility with existing parser. */
const char *delims = " \n";

int main(int argc, char *argv[])
{
    char command[MAX_COMMAND_LEN];

    while( fgets(command, sizeof(command), stdin) )
    {
        int fake_argc = 0;
        fake_argv[fake_argc] = strtok(command, delims);
        while( fake_argv[fake_argc] != NULL )
        {
            fake_argv[++fake_argc] = strtok(NULL, delims);      
        }

        { int i;  /* debug print... you can remove this block */
          printf("Handling command: [%s], argc %d\n", command, fake_argc);
          for( i = 0; i < fake_argc; ++i ) { printf("  arg: [%s]\n", fake_argv[i]); }
        }
        /* ... do the stuff you were already doing except now with fake_argv */
    }

    return 0;
}

那么你的bash脚本可以只是你为程序提供的一组行：

./plan << END_COMMAND_LIST
execute_1 set_control 4
execute_1 set_current_gains 10 50 0
execute_1 set_z_gains 1 0 0
END_COMMAND_LIST

现在plan过程创建一次，并在退出之前运行3个命令。

Answer 2

我将indiv的代码与我的main（）合并，它可以工作，我可以每760us发送一个新命令（比以前快18倍！）

我的代码可能不那么优雅，但其他人可能会从完整的解决方案中受益，所以这里是：

//****************************************************************************
// main: FlexSEA Plan project: console app to control FlexSEA slaves
//****************************************************************************

//****************************************************************************
// Include(s)
//****************************************************************************

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "../inc/flexsea_console.h"
#include "../inc/plan_spi.h"
#include "flexsea_local.h"

//****************************************************************************
// Local variable(s) & definitions
//****************************************************************************

int analog0 = 0;

//Choose between single multiple commands console app:
//#define SINGLE_COMMAND
#define MULTIPLE_COMMANDS

#ifdef SINGLE_COMMAND
    #ifdef MULTIPLE_COMMANDS
        #error "Pick one Command option!"
    #endif
#endif


#define MAX_COMMAND_LEN 256
#define MAX_ARGS 8
char *fake_argv[MAX_ARGS];
const char *delims = " \n";

//****************************************************************************
// External variable(s)
//****************************************************************************

extern unsigned char execute_1_data[];

//****************************************************************************
// Function(s)
//****************************************************************************

int main(int argc, char *argv[])
{
    #ifdef MULTIPLE_COMMANDS
    char command[MAX_COMMAND_LEN];
    char string1[20], string2[20] = "quit";
    char default_argv[] = "";
    int i = 0;
    #endif  //MULTIPLE_COMMANDS

    //Open SPI:
    flexsea_spi_open();

    #ifdef MULTIPLE_COMMANDS
    while(fgets(command, sizeof(command), stdin))
    {
        int fake_argc = 1;

        //Fills fake_argv with empty strings to avoid sending old values with new commands
        for(i = 0; i < MAX_ARGS; i++)
        {
            fake_argv[i] = default_argv;
        }

        //First argument
        fake_argv[fake_argc] = strtok(command, delims);

        //Other arguments
        while( fake_argv[fake_argc] != NULL )
        {
            fake_argv[++fake_argc] = strtok(NULL, delims);
        }

        //Enable for terminal debug only:
        /*
        for(i = 0; i < MAX_ARGS; i++)
        {
            printf("fake_argv[%i] = %s\n", i, fake_argv[i]);
        }
        */

        //Do we want to exit? (exit when "quit" is received)
        strcpy(string1, fake_argv[1]);
        if(!strcmp(string1, string2))
        {
            printf("Quitting.\n");
            break;
        }
        else
        {
            //Parser for console commands:
            flexsea_console_parser(fake_argc, fake_argv);

            //Can we decode what we received?
            decode_spi_rx();
        }
    }
    #endif  //MULTIPLE_COMMANDS

    #ifdef SINGLE_COMMAND

    //Parser for console commands:
    flexsea_console_parser(argc, argv);

    //Can we decode what we received?
    decode_spi_rx();

    #endif  //SINGLE_COMMAND

    //Close SPI:
    flexsea_spi_close();

    return 0;
}

我的测试shell脚本是：

#!/bin/bash
# How quickly can we send serial commands?

./plan << END_COMMAND_LIST
execute_1 set_leds 0 255 0 0
execute_1 set_leds 0 255 0 0
execute_1 set_leds 0 255 0 0
execute_1 set_leds 0 255 0 0
execute_1 set_leds 0 255 0 0
END_COMMAND_LIST

非常感谢您的帮助！

杰夫