进程运行之间的时间有时太长,如何设置最大时间?

进程运行之间的时间有时太长,如何设置最大时间?

我正在使用树莓派通过 SPI 端口获取数据。连接到 SPI 端口的是一个 PIC,经过编程,它可以在 A/D 上以 12.8kHz 进行采样,并将采样存储在 256 长的缓冲区中。 (应对linux进程暂停和运行)。

我有一个 Linux 程序,可以读取 SPI 并写入文件。每秒有几次我会丢失数据,我相信是因为 linux 花了太长时间才返回到我的 C 程序。

我知道Linux(Raspbian)不是实时的,进程/程序可以随时中断,这就是为什么我在PIC中使用缓冲区来克服这些中断。

问题是有时程序等待的延迟太大,所以我丢失了一些数据。这种情况可能每隔几秒发生一次:

我想要减少时间的建议,或者至少设置进程运行时间片之间的最大时间。

我尝试过以 -15 和 -20 的良好水平运行。

有没有办法减少时间片?

Raspbian 上是否有一个内存磁盘,我可以尝试将文件写入其中,以防是文件写入引起的?

这是顶部的一些输出:

top - 14:01:23 up  2:25,  3 users,  load average: 1.91, 2.09, 2.18
Tasks:  76 total,   1 running,  75 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  7.6 us, 28.9 sy,  0.0 ni, 63.2 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.3 si,  0.0 st
KiB Mem:    185732 total,   105708 used,    80024 free,    21112 buffers
KiB Swap:   102396 total,        0 used,   102396 free,    43916 cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S  %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                  
  353 root      20   0     0    0    0 D  15.3  0.0  17:01.87 spi0                                                     
13296 root       5 -15  2652 1468 1344 D  12.1  0.8   0:09.21 a.out                                                    
13386 pi        20   0  4708 2500 2064 R   1.6  1.3   0:00.40 top                                                      
 4707 pi        20   0  4176 2572 1976 S   1.0  1.4   2:48.66 watch                                                    
11547 root      20   0     0    0    0 S   0.6  0.0   0:03.59 kworker/u2:1                                             
   16 root      20   0     0    0    0 S   0.3  0.0   0:05.60 kworker/0:1                                              
 2524 pi        20   0  9288 3296 2708 S   0.3  1.8   0:00.62 sshd                                                     
12448 root      20   0     0    0    0 S   0.3  0.0   0:02.98 kworker/u2:4                                             
    1 root      20   0  2168 1368 1260 S   0.0  0.7   0:02.22 init                                                     
    2 root      20   0     0    0    0 S   0.0  0.0   0:00.00 kthreadd                                                 
    3 root      20   0     0    0    0 S   0.0  0.0   0:06.88 ksoftirqd/0                                              
    5 root       0 -20     0    0    0 S   0.0  0.0   0:00.00  

我可以从顶部看到 a.out 和 spi0 进程正在使用最多的 CPU 时间,但它们并没有最大化。在这里你可以看到我的进程的好感度为-15。

也许正在运行的进程之一正在干扰?这是我的运行进程,a.out是我的SPI读取程序。

pi@raspberrypi ~/frd/src/raspi/xcodefrd $ ps -ae
  PID TTY          TIME CMD
    1 ?        00:00:02 init
    2 ?        00:00:00 kthreadd
    3 ?        00:00:07 ksoftirqd/0
    5 ?        00:00:00 kworker/0:0H
    7 ?        00:00:00 khelper
    8 ?        00:00:00 kdevtmpfs
    9 ?        00:00:00 netns
   10 ?        00:00:00 perf
   11 ?        00:00:00 khungtaskd
   12 ?        00:00:00 writeback
   13 ?        00:00:00 crypto
   14 ?        00:00:00 bioset
   15 ?        00:00:00 kblockd
   16 ?        00:00:06 kworker/0:1
   17 ?        00:00:00 rpciod
   18 ?        00:00:00 kswapd0
   19 ?        00:00:00 fsnotify_mark
   20 ?        00:00:00 nfsiod
   26 ?        00:00:00 kthrotld
   27 ?        00:00:00 VCHIQ-0
   28 ?        00:00:00 VCHIQr-0
   29 ?        00:00:00 VCHIQs-0
   30 ?        00:00:00 iscsi_eh
   31 ?        00:00:00 dwc_otg
   32 ?        00:00:00 DWC Notificatio
   34 ?        00:00:00 kworker/0:2
   35 ?        00:00:01 mmcqd/0
   36 ?        00:00:00 VCHIQka-0
   37 ?        00:00:00 SMIO
   38 ?        00:00:00 deferwq
   40 ?        00:00:00 jbd2/mmcblk0p6-
   41 ?        00:00:00 ext4-rsv-conver
  156 ?        00:00:00 udevd
  286 ?        00:00:00 udevd
  293 ?        00:00:00 udevd
  321 ?        00:00:00 cfg80211
  353 ?        00:18:14 spi0
  411 ?        00:00:00 kworker/0:1H
 1792 ?        00:00:06 ifplugd
 1795 ?        00:00:01 ifplugd
 1797 ?        00:00:01 ifplugd
 1800 ?        00:00:00 wpa_supplicant
 1877 ?        00:00:00 dhclient
 2246 ?        00:00:00 rsyslogd
 2248 ?        00:00:00 thd
 2296 ?        00:00:00 cron
 2326 ?        00:00:00 dbus-daemon
 2393 ?        00:00:01 ntpd
 2422 ?        00:00:00 sshd
 2513 tty1     00:00:00 getty
 2514 tty2     00:00:00 getty
 2515 tty3     00:00:00 getty
 2516 tty4     00:00:00 getty
 2517 tty5     00:00:00 getty
 2518 tty6     00:00:00 getty
 2519 ?        00:00:00 getty
 2520 ?        00:00:00 sshd
 2524 ?        00:00:04 sshd
 2525 pts/0    00:00:02 bash
 2545 ?        00:00:00 sshd
 2549 ?        00:00:39 sshd
 2550 ?        00:00:13 sftp-server
 2551 ?        00:00:00 sshd
 2555 ?        00:00:00 sshd
 2556 pts/1    00:00:01 bash
 2583 ?        00:00:00 sshd
 2587 ?        00:00:03 sshd
 2588 pts/2    00:00:01 bash
 4707 pts/2    00:02:56 watch
 8843 ?        00:00:06 kworker/u2:0
11547 ?        00:00:04 kworker/u2:1
12448 ?        00:00:03 kworker/u2:4
13186 ?        00:00:03 kworker/u2:2
13295 pts/0    00:00:00 sudo
13296 pts/0    00:01:09 a.out
13690 ?        00:00:01 kworker/u2:3
14083 pts/0    00:00:00 ps

这就是我的数据流的样子,您可以发现 SPI 读取延迟的位:

数据流,可以看到样本3850左右半个周期的缺失数据

您当然可能想看看我的代码。我尝试过不同的缓冲区大小。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <wiringPi.h>
#include <sys/timeb.h>
#include <time.h>
#include <sys/timeb.h>

#include "frdSPI.h"
#include "frdBuffer.h"

#define TRIGGERVAL 50

#define BUFF_SIZE 32

int main(void){

    unsigned char buffer[BUFF_SIZE];
    int i, sample, channel = 0 , triggerdifference, oldsample, qtytowriteout = 0;
    unsigned long int samplenumber=0;
    unsigned long int differencenumber=0;

    FILE *fp;
    char filename[100];

    struct timeb recordtime;


    // Following is test code to see how to make filename and use it to write a file.
    ftime( &recordtime );
    sprintf( filename, "/frd/data/%ld%03ld.startup", recordtime.time, recordtime.millitm);

    fp = fopen( filename ,"w" );
    fprintf( fp, "test and more %lu", samplenumber);
    fclose(fp);



    if ( wiringPiSPISetup (channel, 500000) < 0){
        fprintf (stderr, "SPI Setup failed! Check module is loaded and run app as root.\n");
        exit(-1);
    }

    while(1){
        wiringPiSPIDataRW ( channel, &buffer, BUFF_SIZE );

        for(i=0; i<BUFF_SIZE; i++){
            sample=parseSPIDataStream(buffer[i]);
            if( sample > -1 ){
                samplenumber++;
                oldsample = circularbufferreadwrite( sample );

                if( calculateDifferenceValue(sample, &triggerdifference))
                {
                    differencenumber++;
                    if( triggerdifference > TRIGGERVAL || triggerdifference < (-1 * TRIGGERVAL) ){
                        //printf("%d \n", triggerdifference);
                        if( qtytowriteout == 0 )
                        {
                            ftime( &recordtime );
                            sprintf( filename, "/tmp/%ld%03ld.csv", recordtime.time, recordtime.millitm);
                            fp = fopen(filename,"w");
                            samplenumber=0;
                        }
                        if( qtytowriteout < 4000 )
                            qtytowriteout = qtytowriteout + 12800;
                    }
                }

                if( qtytowriteout && (fp!=(FILE *)NULL))
                {
                    //printf("%lu,%d\n", samplenumber, oldsample);
                    fprintf(fp, "%lu,%d\n", samplenumber, oldsample);
                    qtytowriteout--;
                    if( qtytowriteout == 0 ){
                        fclose(fp);
                        printf("\b");
                    }
                }
            }
        }
    }
}

感谢您提前提供的任何帮助和建议。

编辑我刚刚运行了 dd if=/dev/zero of=/dev/null ,占用了一些 CPU 时间,这使问题变得更加严重,所以我认为我走在正确的轨道上,但我可以做并提供一些有关如何修复它的指示。下面是使用更多 CPU 时间时的数据图:

在此输入图像描述

下面的评论查询了 parseSPIDataStream,因此我将其包含在此处:

int parseSPIDataStream( char databyte ){

    static int state=0;
    static int result=0;
    static int ignorebytes=10;
    static int synced=FALSE;

    if( ignorebytes==0 )
    {

        switch( databyte )
        {
            case 0X7E:          //0x7E Filler and sync
                state=0;
                synced=TRUE;
                return(-1);

            case 0x7D:          //Next Char is escaped
                state=2;
                return(-1);

            default:
                break;
        }

        switch( state )
        {
            case 0:         //High Byte of result
                result = 256 * databyte;
                state=1;
                return(-1);

            case 1:         //Low byte of result
                result = result + databyte;
                state=0;
                if( synced )
                    return(result);
                else
                    return(-1);

            case 2:         //Escaped Low Byte
                result = result + 0x20 + databyte;
                state=0;
                if( synced )
                    return(result);
                else
                    return(-1);

            default:            //There is an error!!!
                return(-2);
        }

    }else{
        ignorebytes--;
        return(-3);
    }

}

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