本帖最后由 forgot 于 2023-2-20 15:33 编辑
在PC机上，大家可以通过任务管理器查看自己电脑的性能参数，如CPU利用率、内存占用、硬盘以及以太网吞吐量等，往往开的软件越多，CPU利用率就越高。在单片机上运行嵌入式操作系统之后，也一样可以查看自己的单片机CPU利用率，就是OSCPUUsage。这个CPU利用率同样可以反应程序占用CPU资源的情况，利用率越高时，该值就越大，利用率越低时，该值就越小；而单片机的RAM使用情况反应的就是其内存的占用，如果RAM过高的时候，需要通过优化变量及更改堆栈空间大小来减小内存占用。
这里只说一下单片机获取CPU占用率OSCPUUsage值的实现原理，以uC/OS-II嵌入式操作系统为例，按照系统任务类型划分，除了用户任务之外还有一个空闲任务和一个统计任务，在OSInit();中有两个函数分别为：OS_InitTaskIdle();与OS_InitTaskStat();空闲任务系统都是会建立的，该任务就是当某段时间内，CPU没有用户任务需要处理的时候，就会执行空闲任务，但是要获得OSCPUUsage值必须还要建立统计任务，如果用户程序打算使用统计任务，那么就必须在主函数当中只建立一开始任务start_task，在开始任务start_task();中调用OSStatInit(),之后建立其他用户自己的任务。
其中在os_cfg.h中需要使能OS_TASK_STAT_EN，这样在OSInit();中就可以实现统计任务的创建OS_InitTaskStat();，该任务具有倒数第二高的优先级，只比空闲任务优先级高。该任务会通过for (;;){}来实现单位时间内（1/10秒内）空闲任务的计数，并通过OSCPUUsage = (INT8U)(100uL - OSIdleCtrRun / OSIdleCtrMax);计算得到CPU使用率。其中OSIdleCtrMax是系统最大空闲率，在前面的OSStatInit()中通过计算获取，这就是具体的实现原理。
获取：OSIdleCtrMax 值 - void OSStatInit (void)
- {
- #if OS_CRITICAL_METHOD == 3u /* Allocate storage for CPU status register */
- OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;
- #endif
- OSTimeDly(2u); /* Synchronize with clock tick */
- OS_ENTER_CRITICAL();
- OSIdleCtr = 0uL; /* Clear idle counter */
- OS_EXIT_CRITICAL();
- OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10u); /* Determine MAX. idle counter value for 1/10 second */
- OS_ENTER_CRITICAL();
- OSIdleCtrMax = OSIdleCtr; /* Store maximum idle counter count in 1/10 second */
- OSStatRdy = OS_TRUE;
- OS_EXIT_CRITICAL();
- }
计算OSCPUUsage ： - void OS_TaskStat (void *p_arg)
- {
- #if OS_CRITICAL_METHOD == 3u /* Allocate storage for CPU status register */
- OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;
- #endif
- p_arg = p_arg; /* Prevent compiler warning for not using 'p_arg' */
- while (OSStatRdy == OS_FALSE) {
- OSTimeDly(2u * OS_TICKS_PER_SEC / 10u); /* Wait until statistic task is ready */
- }
- OSIdleCtrMax /= 100uL;
- if (OSIdleCtrMax == 0uL) {
- OSCPUUsage = 0u;
- #if OS_TASK_SUSPEND_EN > 0u
- (void)OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);
- #else
- for (;;) {
- OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);
- }
- #endif
- }
- for (;;) {
- OS_ENTER_CRITICAL();
- OSIdleCtrRun = OSIdleCtr; /* Obtain the of the idle counter for the past second */
- OSIdleCtr = 0uL; /* Reset the idle counter for the next second */
- OS_EXIT_CRITICAL();
- OSCPUUsage = (INT8U)(100uL - OSIdleCtrRun / OSIdleCtrMax);
- OSTaskStatHook(); /* Invoke user definable hook */
- #if (OS_TASK_STAT_STK_CHK_EN > 0u) && (OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0u)
- OS_TaskStatStkChk(); /* Check the stacks for each task */
- #endif
- OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10u); /* Accumulate OSIdleCtr for the next 1/10 second */
- }
- }
在MDK中进行系统调试DEBUG的时候。也可以将OSCPUUsage右击添加到watch窗口中进行查看，来实时监测CPU利用率，如果多任务是采用OSTimeDly();延时函数进行就绪，可以按照实际需要通过调节延时值来调整CPU利用率，对于一些不必要一直运行的任务，可以通过等待信号量的方式进行就绪，这样可以降低利用率，让需要的运行的任务可以及时得到运行。
MDK调试watch窗口：
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