c - C中的精确计时

Question

我在下面有一些代码。我使用此代码从嵌入式板的 GPIO 输出一些 1 和 0(unsigned output[38])。

我的问题:两个输出值(1、0 或 0、1)之间的时间应该是 416 微秒，正如我在下面代码的 clock_nanosleep 上定义的那样，我还使用了sched_priority() 以获得更好的时间分辨率。然而，示波器(下图)测量显示两个输出值之间的时间为 770 usec 。我想知道为什么我的信号之间有那么多不准确？

附言。该板(beagleboard)有 Linux 3.2.0-23-omap #36-Ubuntu Tue Apr 10 20:24:21 UTC 2012 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux 内核，它有 750 MHz CPU，top 显示在我运行代码之前几乎没有 CPU(~1%)和内存(~0.5%)被消耗。我使用的电子示波器没有校准问题。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit();
#include <sched.h>
#include <time.h>

void msg_send();
struct sched_param sp;

int main(void){
      sp.sched_priority = sched_get_priority_max(SCHED_FIFO);
      sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, &sp);
      msg_send();
    return 0;
}

void msg_send(){
    unsigned output[38] = {0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1}; 

    FILE *fp8;
    if ((fp8 = fopen("/sys/class/gpio/export", "w")) == NULL){  //echo 139 > export
           fprintf(stderr,"Cannot open export file: line844.\n"); fclose(fp8);exit(1);
    }
    fprintf(fp8, "%d", 139);  //pin 3
    fclose(fp8);

    if ((fp8 = fopen("/sys/class/gpio/gpio139/direction", "rb+")) == NULL){
       fprintf(stderr,"Cannot open direction file - GPIO139 - line851.\n");fclose(fp8); exit(1);
    }
    fprintf(fp8, "out");
    fclose(fp8);

   if((fp8 = fopen("/sys/class/gpio/gpio139/value", "w")) == NULL) {
        fprintf(stderr,"error in openning value\n");  fclose(fp8); exit(1);
}

struct timespec req = { .tv_sec=0, .tv_nsec = 416000 }; //416 usec

/* here is the part that my question focus*/
    while(1){
        for(i=0;i<38;i++){
        rewind(fp8);
        fprintf(fp8, "%d", output[i]);
        clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC ,0, &req, NULL);

        }
    }
}

编辑: 几天来我一直在阅读 clock_nanosleep() 或其他 nanosleep、usleep 等不能保证准时醒来的内容。他们通常提供让代码在定义的时间内休眠，但唤醒进程取决于 CPU。我发现绝对时间提供了更好的分辨率(TIMER_ABSTIME 标志)。我找到了与 Maxime 建议相同的解决方案。但是，当 for 循环完成时，我的信号出现故障。在我看来，在嵌入式平台上创建 PWM 或数据输出对任何 sleep 功能都不利。最好花一些时间学习平台提供的 CPU 定时器，以生成具有良好准确性的 PWM 或数据输出。

Answer 1

我不知道调用 clock_getres() 如何解决您的问题。在手册页中说只能读取时钟的分辨率。

正如Geoff所说，使用绝对 sleep 时钟应该是更好的解决方案。这可以避免来自其他代码的意外时间延迟。

struct timespec Time;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &(Time));

while(1){
    Time.tv_nsec += 416000;
    if(Time.tv_nsec > 999999999){
        (Time.tv_sec)++;
        Time.tv_nsec -= 1000000000;
    }
    clock_nanosleep(CLOCK_REALTIME, TIMER_ABSTIME, &(Time), NULL);
    //Do something
}

我在少数程序上使用它来在以太网网络上生成一些常规消息。并且运行良好。