c - 程序调用延迟 - C 和 Linux

Question

我正在研究用于事件假肢的新硬件。我的系统有一个 BeagleBone Black RevC 嵌入式计算机和一些定制板。 BeagleBone Black (BBB) 运行 Debian Linux。

我编写了一个 C 控制台应用程序来与 Linux 中的其他开发板通信。我可以从终端发送类似“./plan execute_1 set_pid_gains 10 50 0”的命令来更改在我的电机驱动器上运行的控制回路的增益。 “计划”函数是用 C 语言编写的。它通过 SPI 发送消息。

程序本身运行良好，我可以发送我想要的所有命令。然而，当我们开始从 Python 测试它(使用 Popen 调用 C 程序)时，我们意识到它的执行速度没有我们想要的那么快。

为了复制和隔离问题，我编写了一个 shell 脚本 (fxa_test_z_1)，它在我的网络上发送 3 个命令:

#!/bin/bash
# Places FlexSEA in Impedance control mode
# Use with care!

# Set control mode to 'z' (4)
./plan execute_1 set_control 4

# Current loop gains:
./plan execute_1 set_current_gains 10 50 0

# Choose from one of these:
./plan execute_1 set_z_gains 1 0 0
echo "FlexSEA in Stiffness mode"

每个功能之间有 14 毫秒的延迟(用示波器测量)。我进行了许多小实验来隔离问题。打开和关闭 SPI 端口、发送 SPI 命令和解析 agv[] 都不是问题。如果我在同一个程序调用中多次调用它们，则每个串行数据包之间的延迟约为 700us。

调用“nice -n -19 ./fxa_test_z_1”没有任何改变。

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我该怎么做才能使这些函数调用发生得更快？有没有希望我能让他们去sub-ms？

现在我正在努力避免对我的代码进行重大修改，因为我们要在明天测试我们的控制循环。

谢谢!

杰夫

Answer 1

您可以通过让 plan 在必须再次运行之前做更多的工作来使其更快。启动流程需要大量工作，因此您不希望过于频繁地执行此流程。

要让 plan 做更多的工作，您可以在 stdin 上或从文件中为其提供命令列表。棘手的部分是解析每一行以提取单独的命令和参数。由于您现有的代码已经从 argv 读取命令，因此使用 strtok 可以很容易地将命令解析为类似 argv 的数组:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_COMMAND_LEN 256
#define MAX_ARGS 64
char *fake_argv[MAX_ARGS];  /* For compatibility with existing parser. */
const char *delims = " \n";

int main(int argc, char *argv[])
{
    char command[MAX_COMMAND_LEN];

    while( fgets(command, sizeof(command), stdin) )
    {
        int fake_argc = 0;
        fake_argv[fake_argc] = strtok(command, delims);
        while( fake_argv[fake_argc] != NULL )
        {
            fake_argv[++fake_argc] = strtok(NULL, delims);      
        }

        { int i;  /* debug print... you can remove this block */
          printf("Handling command: [%s], argc %d\n", command, fake_argc);
          for( i = 0; i < fake_argc; ++i ) { printf("  arg: [%s]\n", fake_argv[i]); }
        }
        /* ... do the stuff you were already doing except now with fake_argv */
    }

    return 0;
}

然后你的 bash 脚本可以只是一组你提供给你的程序的行:

./plan << END_COMMAND_LIST
execute_1 set_control 4
execute_1 set_current_gains 10 50 0
execute_1 set_z_gains 1 0 0
END_COMMAND_LIST

现在 plan 进程被创建一次，并在退出前运行 3 个命令。