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如何在Linux用户空间中实现高度精确的计时器？

2019-11-21 17:00:38 阅读：191 来源： 互联网

标签：beagleboard timer linux

我的BeagleBoard上装有Angstrom Linux.

我想实现一个非常精确的计时器,它可以每500us触发一次.我阅读了有关hrtimers的文章,但是我发现的所有实现都是针对内核空间的.我想在用户空间中实现它.

是否有可以调用这些hrtimers的API,我可以在用户空间中使用它或以其他方式在linux中实现准确的计时器？

我已将抖动设置为几纳秒.

解决方法:

最后,经过更多的努力,我发现了一个代码,建议将timer_create(),clock_gettime()与信号处理(处理SIGALRM)结合使用,类似于Basile Starynkevitch在其评论中建议的内容.

我在时钟类型为CLOCK_MONOTONIC的1 GHz Beaglebone上尝试了500us的时间间隔.

在10000次定时器过期中,有2％的时间是500us(我忽略了纳秒级的差异).和96.6％的时间处于500 /-10us范围内.在其余时间中,平均误差不超过/-50us.

This is the link for the code

我在这里发布了稍微修改的代码版本.我对代码做了以下修改：

>在约10us的小间隔内,计数将无限递减,因此我在信号处理程序本身内部添加了对测试数量(计数)的控制.
>在运行计时器的中间添加一个printf会花费很多时间.因此,我将时差存储在数组中,然后在最后一次测试之后,我打印了所有内容.
>我认为以无符号长(即以纳秒为单位)计算时间差比以双倍(以秒为单位)计算时间差更好,因为它更准确且可能更快.因此,我修改了timerdiff宏以输出纳秒级的差异.由于我使用的间隔为500us或更小,因此差值永远不会超出unsigned long的范围.

如您所见,即使进行了修改,结果中只有2％的精确度小于1us.因此,现在我正在尝试一些其他修改,例如不运行不必要的linux进程,进一步简化程序等.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

#define NSEC_PER_SEC 1000000000L

#define MAX_TESTS    10000

#define timerdiff(a,b) (((a)->tv_sec - (b)->tv_sec) * NSEC_PER_SEC + \
(((a)->tv_nsec - (b)->tv_nsec)))

static struct timespec prev = {.tv_sec=0,.tv_nsec=0};
static int count = MAX_TESTS;
unsigned long diff_times[MAX_TESTS];

void handler( int signo )
{
    struct timespec now;
    register int i, correct=0;

    if(count >= 0)
    {
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
        diff_times[count]=timerdiff(&now, &prev);
        prev = now;
        count --;
    }

    else
    {
        for(i=0; i<MAX_TESTS; ++i)
        {
            if(diff_times[i]/1000 < 510 && diff_times[i]/1000 > 490)
            {
                printf("%d->\t", i);
                correct++;
            }
            printf("%lu\n", diff_times[i]);
        }
        printf("-> %d\n", correct);
        exit(0);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    timer_t t_id;

    struct itimerspec tim_spec = {.it_interval= {.tv_sec=0,.tv_nsec=500000},
                    .it_value = {.tv_sec=1,.tv_nsec=0}};

    struct sigaction act;
    sigset_t set;

    sigemptyset( &set );
    sigaddset( &set, SIGALRM );

    act.sa_flags = 0;
    act.sa_mask = set;
    act.sa_handler = &handler;

    sigaction( SIGALRM, &act, NULL );

    if (timer_create(CLOCK_MONOTONIC, NULL, &t_id))
        perror("timer_create");

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &prev);

    if (timer_settime(t_id, 0, &tim_spec, NULL))
        perror("timer_settime");

    while(1);

    return 0;
}

标签：beagleboard,timer,linux
来源： https://codeday.me/bug/20191121/2053426.html

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