ARM встроенный таймер аппаратного таймера против счетчика циклов процессора

Question

Я работаю над встроенным проектом, который работает на микроконтроллере ARM Cortex M3. В некотором коде, предоставленном нашим поставщиком, используется функция задержки, которая устанавливает встроенный таймер аппаратного обеспечения и затем вращается до истечения таймера. Обычно это используется для ожидания от 1 до пары сотен микросекунд. Эти задержки происходят почти потому, что они ждут на каком-то регистре, чипе или шине, чтобы завершить действие, и нужно подождать не менее данного количества микросекунд. Аппаратный таймер также, по-видимому, стоит не менее 6 микросекунд для установки.

В многопоточной среде это проблема, потому что есть N потоков, но только 1 аппаратный таймер. Я могу отключить прерывания, когда таймер используется для предотвращения переключений контекста и, следовательно, условий гонки, но кажется немного уродливым. Я думаю о замене функции, которая использует аппаратный таймер, с функцией, которая использует счетчик циклов процессора ARM (CCNT). Есть ли недостатки, которые у меня отсутствуют или другие альтернативы? Очевидно, функция счетчика циклов требует, чтобы она была настроена на правильную частоту процессора, которая никогда не изменится для нашей системы, но я предполагаю, что ее можно было бы программно определить при загрузке аппаратного таймера.

Answer 1

Установите таймер один раз при запуске и дайте счетчику работать непрерывно. Когда вы хотите начать задержку, прочитайте значение счетчика и запомните это начальное значение. Затем в цикле задержки снова прочитайте значение счетчика и выполните цикл до тех пор, пока значение счетчика минус начальное значение не будет больше или равно запрошенным тикам задержки. (Если вы правильно выполняете вычитание, то опрокидывание будет вымываться, и вам не нужна специальная обработка, чтобы проверить их.)

Answer 2

Вы можете мультиплексировать свой таймер так, чтобы у вас была таблица, когда каждый поток хочет сгореть и указатель/вектор функции для выполнения. Когда происходит прерывание таймера, отключите прерывание этого потока и затем установите таймер на следующий в списке за минусом прошедшего времени. Это то, что я вижу многими операционными системами * nix в своем коде ядра, поэтому в качестве примера должен быть код.

Больше внимания вызывает тот факт, что вы спине блокируете поток, ожидающий таймера. Помимо использования ЦП, и в зависимости от того, какая у вас ОС (или если у вас есть ОС), вы можете легко ввести проблемы инверсии потоков или даже полностью заблокировать блокировки. Возможно, лучше использовать примитивы потоков, чтобы любая ОС могла фактически спать ваши потоки и разбудить их, когда это необходимо.