MCU运算时间超过采样间隔怎么办？

只看该作者 · 2015-7-8 10:04

本人菜鸟一枚，使用的是silicon lab家的EFM32WG990。
现在要做的事情是，MCU每隔40ms去读取外部传感器的数据，并存储下来。每当存够25个新数据（1s），就进行一次计算，显示计算结果。然后继续采集，继续重复做同样的事情。
现在的问题是：每次计算的时间大概在100ms以上，这样每当到计算的时候，就会错过2~3个传感器数据。
请问各位大侠，有什么办法能够不缩短计算时间，也不丢失数据吗？

3万 · 2015-7-8 10:05

把计算时间分散到每次采样后

3万 · 2015-7-8 10:05

不要集中计算

只看该作者 · 2015-7-8 10:13

dirtwillfly 发表于 2015-7-8 10:05
不要集中计算

嗯，这确实是一个办法。
我计算中耗时的主要是fft，把一个fft拆成几部分去运算也不是不行，但是程序就被打散了，感觉会很混乱。最后实在不行也只能这样了

只看该作者 · 2015-7-8 10:15

我正在看manual中的DMA部分，不知道有没有人对DMA熟悉的？
DMA可不可以每隔固定时间间隔，通过I2C去读取外部传感器数据？

1万 · 2015-7-8 10:28

FFT也要不了这么久吧，何况这是ARM核的

3万 · 2015-7-8 10:37

pkuzhx 发表于 2015-7-8 10:13
嗯，这确实是一个办法。
我计算中耗时的主要是fft，把一个fft拆成几部分去运算也不是不行，但是程序就被 ...

不这样的话，就只能提高mcu的运行频率，或者采用更高频率的mcu了

2万 · 2015-7-8 10:42

难道精度很高？FFT计算，我用普通的MCU，也不要这么长时间。
数据采集要定时中断采集，累计采集25个后，通知主程序FFT处理。时间就足够了。

1万 · 2015-7-8 11:17

或许程序或关键算法不够精简

只看该作者 · 2015-7-8 11:17

中断,OS优先级都可以
你40mS采样一次,采样一次要用40吗,合理安排一个时间就好

只看该作者 · 2015-7-8 11:39

gx_huang 发表于 2015-7-8 10:42
难道精度很高？FFT计算，我用普通的MCU，也不要这么长时间。
数据采集要定时中断采集，累计采集25个后，通 ...

fft是512点的，不过确实没有做优化,所以可能时间会比较长

只看该作者 · 2015-7-8 11:40

mcu5i51 发表于 2015-7-8 11:17
中断,OS优先级都可以
你40mS采样一次,采样一次要用40吗,合理安排一个时间就好 ...

嗯，我再回头看看中断。
主要是新手，这些东西都不懂。。

只看该作者 · 2015-7-8 11:41

ningling_21 发表于 2015-7-8 11:17
或许程序或关键算法不够精简

嗯，我也在做程序上的精简，不过感觉凭我能力要从100多ms精简到40ms以内还是任重道远的

只看该作者 · 2015-7-8 11:42

采样、运算、显示三个进程分离
将采样优先级置为最高。
显示更新率没有必要这么高，每秒25次更新既无必要又耗时间。

只看该作者 · 2015-7-8 11:44

gx_huang 发表于 2015-7-8 10:42
难道精度很高？FFT计算，我用普通的MCU，也不要这么长时间。
数据采集要定时中断采集，累计采集25个后，通 ...

其实除了FFT还有其他运算的，不过FFT占用时间有2/3吧。
对了，你用的FFT是多少点的？大概运行多久？

只看该作者 · 2015-7-8 11:45

bald 发表于 2015-7-8 11:42
采样、运算、显示三个进程分离
将采样优先级置为最高。
显示更新率没有必要这么高，每秒25次更新既无必要又 ...

嗯，多谢。
可能我没说清楚，显示是每采25次才更新一次，也就是每秒一次

只看该作者 · 2015-7-8 11:58

FIFO+DMA应该行吧

只看该作者 · 2015-7-8 12:24

楼主这种情况属于“过载”。
先解释一下“载荷”和“载荷周期”的概念：在嵌入式环境中，CPU 都是为了处理一些“周期性”或“非周期性”的事务，每个事务的处理都需要 CPU 付出一定的计算时间，我们称之为该事件的“单次载荷”。
而宏观上该事务的载荷在 CPU 运行的整个过程中所占的比重，可以用“该事务的载荷比率”来表示：
某事务的单次载荷（秒）* 平均每秒载荷次数 * 100% = 该事务的载荷比率
所有事务的载荷比率相加，即得到了“CPU 的总载荷比率”，总载荷比率如果大于 100%，即表示“过载”。过载的后果一般会导致需要处理的事务丢失，如果还有连锁反应，那后果就难以预料了。
出现了这种情况，一个简单的办法是“使用更快的 CPU”以降低事务的单次载荷。
如果不想换 CPU，那么办法也有，要复杂一些，涉及 4 个概念：“无效载荷”，“有效载荷”，“绝对过载”和“相对过载”。
在事务处理的具体逻辑中，可能包含一些延时或等待，这些延时或等待仅仅是为了同步的需要，是事务逻辑本身或设备本身要求的，
并不是 CPU 要求的，换句话说，CPU 在这些延时或等待过程中，没有任何实际的功效和出力。这部分逻辑所消耗的计算时间，我们称之为“无效载荷”。
而“有效载荷”自然指的是事务处理的整个“载荷”去除掉“无效载荷”后计算时间。
如果我们把 CPU 在某事务的“无效载荷”上所消耗的计算量，通过一些手段转移到其它事务，就可能变为其它事务的“有效载荷”。这样做可以有效地降低载荷，现在我们使用另一个载荷比率：
某事务的单次有效载荷（秒）* 平均每秒载荷次数 * 100% = 该事务的有效载荷比率
所有事务的有效载荷比率相加，即得到了“CPU 的总有效载荷比率”，这个比率如果大于 100%，即表示“绝对过载”。
如果发生了“过载”但没有发生“绝对过载”的情况，称之为“相对过载”。
对于发生了绝对过载的情况，你还可以优化现有算法，或更换算法，这也是为了降低“单次有效载荷”。如果仍然发生绝对过载，你只能回到第一个办法了。
如果是相对过载的情况，办法是使用一些 RTOS 或前后台等等的调度方法，把无效载荷转为有效载荷。
对于周期性不强或非周期性的事务来说，整个平均有效载荷比率不会导致绝对过载，但在事务的突发时期内，其有效载荷比率也有可能会导致单位时间内的绝对过载，这种情况的一般处理方法是设置一个足够大的事务缓冲，把发生的来不及处理的事务暂存起来，不至于丢失。
最后一点，虽然理论如此，但实际情况的一些细微的分析不到的变数，可能引起载荷失控，导致灾难性的后果，所以不要把总的载荷比率搞得太高，要留有一定余量。

2万 · 2015-7-8 12:24

pkuzhx 发表于 2015-7-8 11:44
其实除了FFT还有其他运算的，不过FFT占用时间有2/3吧。
对了，你用的FFT是多少点的？大概运行多久？ ...

这家公司有一个应用笔记，有FFT代码和运行时间数据。见附件。

1万 · 2015-7-8 12:50

如果你关心的是最近25次采集数据，可以考虑用DMA的方法，边采集边计算啊。

MCU运算时间超过采样间隔怎么办？

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