集团主站
欢迎来到成都达内官方网站!达内—美国上市公司 亿元级外企IT培训企业!
成都it培训哪家好
成都it培训哪家好
全国服务监督电话:15023458194  |   联系客服   |
当前位置:主页 > 培训课程 > 嵌入式 >

两个例子,从PC机器编程看出嵌入式问题

发布者: 成都达内     浏览次数:     发布时间:2017-12-28 10:46:19

在中国,嵌入式编程的朋友很少是正儿八经从计算机专业毕业的,都是从自动控制啊,电子相关的专业毕业的。这些同学们,实践经验雄厚,但是理论知识缺乏;计算机专业毕业的同学很...

  两个例子,从PC机器编程看出嵌入式问题

  在中国,嵌入式编程的朋友很少是正儿八经从计算机专业毕业的,都是从自动控制啊,电子相关的专业毕业的。这些同学们,实践经验雄厚,但是理论知识缺乏;计算机专业毕业的同学很大一部分去弄网游、网页这些独立于操作系统的更高层的应用了。也不太愿意从事嵌入式行业,毕竟这条路不好走。他们理论知识雄厚,但缺乏电路等相关的知识,在嵌入式里学习需要再学习一些具体的知识,比较难走。

  能从PC机器编程去看嵌入式问题,那是第一步;学会用嵌入式编程思想,那是第二步;用PC的思想和嵌入式的思想结合在一起,应用于实际的项目,那是第三步。

  虽然没有做过产业调查,但从我所见和所招聘人员,从事嵌入式行业的工程师,要么缺乏理论知识,要么缺乏实践经验,很少两者兼备的。究其原因,还是中国的大学教育的问题。这里不探讨这个问题,避免口水战。我想列出我实践中的几个例子。引起大家在嵌入式中做项目时对一些问题的关注。

  第一个例子:

  同事在uC/OS-II下开发一个串口的驱动程序,驱动和接口在测试中均为发现问题。应用中开发了个通讯程序,串口驱动提供了一个查询驱动缓冲区字符的函数:GetRxBuffCharNum()。 高层需要接受一定数量的字符以后才能对包做解析。一个同事撰写的代码,用伪代码表示如下:

  bExit = FALSE;

  do {

  if (GetRxBuffCharNum() >= 30)

  bExit = ReadRxBuff(buff, GetRxBuffCharNum());

  } while (!bExit);

  这段代码判断当前缓冲区中超过30个字符,就将缓冲区中全部字符读到缓冲区中,直到读取成功为止。逻辑清楚,思路也清楚。但这段代码是不能正常工作。如果是在PC机上,定然是没有任何问题,工作的异常正常。但在嵌入式里真的是不得而知了。同事很郁闷,不知道为什么。来请我解决问题,当时我看到代码,就问了他,GetRxBuffCharNum()是怎么实现的?打开一看:

  unsigned GetRxBuffCharNum(void)

  {

  cpu_register reg;

  unsigned num;

  reg = interrupt_disable();

  num = gRxBuffCharNum;

  interrupt_enable(reg);

  return (num);

  }

  很明显,由于在循环中,interruput_disable()和interrupt_enable()之间是个全局临界区域,保证gRxBufCharNum的完整性。但是,由于在外层的do { } while() 循环中,CPU频繁的关闭中断,打开中断,这个时间非常的短。实际上CPU可能不能正常的响应UART的中断。当然这和uart的波特率、硬件缓冲区的大小还有CPU的速度都有关系。我们使用的波特率非常高,大约有3Mbps。uart起始信号和停止信号占一个比特位。一个字节需要消耗10个周期。3Mbps的波特率大约需要3.3us传输一个字节。3.3us能执行多少个CPU指令呢?100MHz的ARM,大约能执行150条指令左右。结果关闭中断的时间是多长呢?一般ARM关闭中断都需要4条以上的指令,打开又有4条以上的指令。接收uart中断的代码实际上是不止20条指令的。所以,这样下来,就有可能出现丢失通信数据的Bug,体现在系统层面上,就是通信不稳定。

  修改这段代码其实很简单,最简单的办法是从高层修改。即:

  bExit = FALSE;

  do {

  DelayUs(20); //延时 20us,一般采用空循环指令实现

  num = GetRxBuffCharNum();

  if (num >= 30)

  bExit = ReadRxBuff(buff, num);

  } while (!bExit);

  这样,让CPU有时间去执行中断的代码,从而避免了频繁关闭中断造成的中断代码执行不及时,产生的信息丢失。在嵌入式系统里,大部分的RTOS应用都是不带串口驱动。自己设计代码时,没有充分考虑代码与内核的结合。造成代码深层次的问题。RTOS之所以称为RTOS,就是因为对事件的快速响应;事件快速的响应依赖于CPU对中断的响应速度。驱动在Linux这种系统中都是与内核高度整合,一起运行在内核态。RTOS虽然不能抄袭linux这种结构,但有一定的借鉴意义。

  从上面的例子可以看清楚,嵌入式需要开发人员对代码的各个环节需要了解清楚。

  第二个例子:



  同事驱动一个14094串转并的芯片。串行信号是采用IO模拟的,因为没有专用的硬件。同事就随手写了个驱动,结果调试了3、4天,仍旧是有问题。我实在看不下去了,就去看了看,控制的并行信号有时候正常有时候不正常。我看了看代码,用伪代码大概是:

  for (i = 0; i < 8; i++)

  {

  SetData((data >> i) & 0x1);

  SetClockHigh();

  for (j = 0; j < 5; j++);

  SetClockLow();

  }

  将数据的8个bit在每个高电平从bit0到bit7依次发送出去。应该是正常的啊。看不出问题在哪啊?我仔细想了想,有看了14094的datasheet,明白了。原来,14094要求clock的高电平持续10个ns,低电平也要持续10个ns。这段代码之做了高电平时间的延时,没有做低电平的延时。如果中断插在低电平之间工作,那么这段代码是可以的。但是如果CPU没有中断插在低电平时执行,则是不能正常工作的。所以就时好时坏。

  修改也比较简单:

  for (i = 0; i < 8; i++)

  {

  SetData((data >> i) & 0x1);

  SetClockHigh();

  for (j = 0; j < 5; j++);

  SetClockLow();

  for (j = 0; j < 5; j++);

  }

  这样就完全正常了。但是这个还是不能很好移植的一个代码,因为编译器一优化,就有可能造成这两个延时循环的丢失。丢失了,就不能保证高电平低电平持续10ns的要求,也就不能正常工作了。所以,真正的可以移植的代码,应该把这个循环做成一个纳秒级的DelayNs(10);

  像Linux一样,上电时,先测量一下,nop指令执行需要多长时间执行,多少个nop指令执行10ns。执行一定的nop指令就可以了。利用编译器防止优化的编译指令或者特殊的关键字,防止延时循环被编译器优化掉。如GCC中的

  __volatile__ __asm__("nop;\n");

  从这个例子中可以清楚的看到,写好一段好代码,是需要很多知识支撑的。你说呢?

  成都嵌入式培训哪家好,当然是成都达内培训,成都达内是一家专业的程序员培训机构,专注于网络营销课程,成都嵌入式培训,成都软件测试培训,成都php培训,成都java培训,成都安卓培训,成都会计实操培训,web前端开发,成都网络营销培训,成都it培训,成都编程培训,成都程序员培训等IT培训,专业的成都软件培训机构,专业师资授课,真实项目实战、零首付、低押金、名企就业,达内培训,成都嵌入式培训机构www.cdtedu.com/pxkc/qrs/

(责任编辑:成都达内)
最新开班
  • 成都Java培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都C++培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都PHP培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都网络工程培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都Unity3D培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都大数据培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都uid培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都会计培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都Python培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都嵌入式培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都web培训班
    免费试听名额发放中...
  • 成都软件测试培训班
    免费试听名额发放中...
在线留言
提交

校区地址:绵阳市涪城区临园路东段68号富临大都会7栋3单元9层12号

联系电话:15023458194

公交路线:富乐路口凯德广场(10路;29路;3路;15路;11路;15a路;71路)

校区地址:成都市锦江区东大街紫东楼段35号明宇金融广场19楼1903室

联系电话:15023458194

公交路线:芷泉街(18路;21路;43路;48路;104路;152路;335路 ) 地铁路线:东门大桥站(地铁2号线)

校区地址:成都市高新区奥克斯广场蜀锦路209号一楼商铺

联系电话:15023458194

公交路线:益州大道锦城大道口(18路;21路;43路;48路;104路;152路;335路 ) 地铁路线:孵化园(地铁1号线)

校区地址:成都锦江区东大街芷泉街229号东方广场C座3楼303

联系电话:15023458194

公交路线:芷泉街(188路;115路;515路;236路;505路;501路;84路 ) 地铁路线:东门大桥站(地铁2号线)

校区地址:成都市武侯区佳灵路3号红牌楼广场2号写字楼11楼1115号

联系电话:15023458194

公交路线:红牌楼东(11路;92路;100路;111路;139路;g28路;快速公交K1/K2) 地铁路线:红牌楼站(地铁3号线)

校区地址:成都市锦江区红星路二段70号四川日报大厦502-2

联系电话:15023458194

公交路线:市二医院站(6路;49路;102路;5路;37路;g92路;) 地铁路线:地铁市二医院(地铁3号线)

校区地址:成都市锦江区东大街紫东段35号明宇广场2306

联系电话:15023458194

公交路线:芷泉街(18路;21路;43路;48路;104路;152路;335路 ) 地铁路线:东门大桥站(地铁2号线)

校区地址:四川省成都市武侯区高新科技孵化园9号园区E座7楼

联系电话:15023458194

公交路线:益州大道锦城大道口(18路;21路;43路;48路;104路;152路;335路 ) 地铁路线:孵化园(地铁1号线)

校区地址:成都市成华区建设路10号万科钻石广场B座5楼

联系电话:15023458194

公交路线:建设路中(6路;14路;42路;72路;76路;1010路;)

校区地址:成都市高新区奥克斯广场B座1708

联系电话:15023458194

公交路线:益州大道锦城大道口(18路;21路;43路;48路;104路;152路;335路 ) 地铁路线:孵化园(地铁1号线)

了解达内动态
关注成都达内教育公众号

首页 | 关于达内 | 课程中心 | 专家师资 | 视频教程 | 学员空间 | 校企合作 | 新闻资讯 | 就业指导 | 网站地图

20016-2025 达内时代科技集团有限公司 版权所有 京ICP证8000853号-56