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如何測(cè)量程序運(yùn)行時(shí)間?

[導(dǎo)讀]程序的何測(cè)運(yùn)行時(shí)間,對(duì)一個(gè)系統(tǒng)比較重要。量程有的序運(yùn)行地方要求精確延時(shí)Nus,有的何測(cè)地方要求程序運(yùn)行時(shí)間不能超過(guò)Nus。所以,量程今天給大家分享一些常見(jiàn)測(cè)量程序(任務(wù))運(yùn)行時(shí)間的序運(yùn)行方法。


整理:黃工

如何測(cè)量程序運(yùn)行時(shí)間?

素材來(lái)源:最后一個(gè)Bug


程序的何測(cè)運(yùn)行時(shí)間,對(duì)一個(gè)系統(tǒng)比較重要。量程有的序運(yùn)行地方要求精確延時(shí)Nus,有的何測(cè)地方要求程序運(yùn)行時(shí)間不能超過(guò)Nus。


所以,量程今天給大家分享一些常見(jiàn)測(cè)量程序(任務(wù))運(yùn)行時(shí)間的序運(yùn)行方法。


0、何測(cè)為什么需要測(cè)定程序運(yùn)行時(shí)間?

軟件的量程時(shí)效性決定著系統(tǒng)的快速性,這一句話的序運(yùn)行前提是在不考慮硬件的限制。不過(guò)對(duì)于我們大部分項(xiàng)目而言,而是真正限制系統(tǒng)反應(yīng)速度的還是硬件資源等。


比如說(shuō)我們真實(shí)世界與數(shù)字世界的窗口-AD采樣芯片,我們都需要通過(guò)感知外界的一些反饋來(lái)對(duì)我們的系統(tǒng)做出正確的決策,那么AD芯片的轉(zhuǎn)化速度就成了決定該反饋的速度,進(jìn)而影響著我們的系統(tǒng)。

再比如,我們要運(yùn)行一段算法,我們都期待越快越好,但這段算法會(huì)牽涉?zhèn)鞲衅鞯牟杉幚怼D敲催@其中要綜合考慮傳感器采集的最大速率等問(wèn)題。


所以,我們?cè)陧?xiàng)目研發(fā)初期就要考慮一些地方程序運(yùn)行的時(shí)間問(wèn)題。下面為大家總結(jié)日常的測(cè)量方法,供大家學(xué)習(xí)參考。


1、IO翻轉(zhuǎn)示波器測(cè)量法

該方法簡(jiǎn)單方便,在測(cè)量的起始位置,設(shè)置IO為一種狀態(tài)(低);在測(cè)量的結(jié)束位置,設(shè)置IO為另一個(gè)狀態(tài)(高)。
    TEST_IO_LOW();//被測(cè)量代碼start//······//被測(cè)量代碼endTEST_IO_HIGH();

    這種測(cè)量方法要考慮添加的IO語(yǔ)句會(huì)占用一定時(shí)間(具體與你處理器能力有關(guān)),比如72M的STM32F1,一個(gè)IO翻轉(zhuǎn),應(yīng)該在幾十ns。

    2、捕獲IO測(cè)量法

    該方法其實(shí)和示波器法類(lèi)似,都屬于外部測(cè)量方法,不過(guò)該方法的好處是能夠彌補(bǔ)任務(wù)運(yùn)行時(shí)間變化較大導(dǎo)致示波器測(cè)量顯示難以辨識(shí)最長(zhǎng)時(shí)間的問(wèn)題。

    大體實(shí)現(xiàn)思路
    我們可以把IO翻轉(zhuǎn)信號(hào)看成一個(gè)脈沖寬度來(lái)進(jìn)行測(cè)量,只需要通過(guò)編程在用另外一款盡量高端的或者是主頻更高的芯片通過(guò)捕獲功能結(jié)合定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間記錄即可,這樣我們既可以獲得程序運(yùn)行的時(shí)間,還可以通過(guò)編程的思路,進(jìn)行一段長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的脈寬的最大值、平均值等來(lái)更好的表征程序運(yùn)行的狀況。

    該方法的缺點(diǎn)
    該辦法的精度等得由外部芯片來(lái)決定,不過(guò)對(duì)于大部分應(yīng)用是滿足的。

    3、內(nèi)部定時(shí)器法


    該方法與上面的捕獲IO方法是類(lèi)似的,在嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)遇到時(shí)間戳的使用,同時(shí)還能獲得CPU的利用率,其實(shí)方法都是一樣的,系統(tǒng)中會(huì)開(kāi)啟一個(gè)核心定時(shí)器,該定時(shí)器一般不會(huì)受到外部的干擾等,通過(guò)該定時(shí)器在任務(wù)的開(kāi)頭和結(jié)尾分別安插標(biāo)志,從而獲得這段時(shí)間內(nèi)的定時(shí)器計(jì)數(shù),從而計(jì)算出程序運(yùn)行時(shí)間。


    該方法在我們的小型或者資源不足的芯片上使用得不多,因?yàn)槲覀兒苌儆卸嘤嗟亩〞r(shí)器來(lái)進(jìn)行額外的處理,同時(shí)由于定時(shí)器處理需要一定的時(shí)間,以及一些額外的計(jì)算等都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間上的誤差,如果該誤差在能夠接受的范圍還是可以采用該方法的。


    4.仿真器法


    目前許多芯片的調(diào)試仿真器都會(huì)具備測(cè)量仿真程序的多方面性能的功能,比如說(shuō)KEIL或者CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境也都基本支持測(cè)量程序運(yùn)行時(shí)間的,一般都是測(cè)量斷點(diǎn)之間的程序所運(yùn)行時(shí)間,用戶需要在開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行芯片當(dāng)前的晶振、主頻等等方面參數(shù)的設(shè)置以后基本能夠獲得一個(gè)運(yùn)行時(shí)間結(jié)果。


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