ucosii系统延时函数误差问题

aa40111

最近在学习ucosii，但是对于延时函数的精度遇到一些问题。比如如下一种情况
void task1（参数）
{
    代码段1；
    按时间延时HMSM（0，0，0，5）;
}
假设目前的延时节拍数为5ms/节拍。代码段1的开始执行时，正好是这个节拍开始计时的时候，而代码段执行用时3.5ms，那么后面这个按时间延时函数，虽然理论上是延时5ms。但是由于之前运行代码段1时，已经耗费3.5ms，在允许按时间延时函数挂起之后。1.5ms之后就会进入节拍的中断函数中。然后任务又会进入就绪状态。此时目标延时应该为5ms，但实际延时只有1.5ms。这样延时函数就会产生误差。不知道我理解的是否正确？如果确实如我理解的这样，那又该如何保证实时性呢？

正点原子

不会的，执行任务的时候，定时器的计数器是不会停的！！

aa40111

没人来帮忙解答一下吗

aa40111

正点原子 发表于 2016-4-13 20:55
不会的，执行任务的时候，定时器的计数器是不会停的！！

是的，我知道定时器计数不会停，所以这样就实际延时不到5ms了啊。也就是说这个任务执行完是5ms（3.5+1.5），而不是从延时函数开始到结束是5ms（3.5+5）

东北小辉辉

aa40111 发表于 2016-4-21 19:17
是的，我知道定时器计数不会停，所以这样就实际延时不到5ms了啊。也就是说这个任务执行完是5ms（3.5+1.5 ...

楼主，你的理解是对的，所以要选择好时钟节拍。其实这个问题还挺复杂的，你有没有考虑过这个问题，就是比如你的代码段执行时间不是恒定的话该怎么办？举个例子，比如你的代码段里面有个循环，由flag来判断这个循环是否执行，某次执行了，但是下一次却没有执行，这个循环占用的时间是比较长的，这样就造成这个代码段每次执行时间是不同的，用你的例子来说，没有执行循环的话运行时间是3.5s，如果执行了循环，这个代码段的执行时间超过了5s，直接超过了时钟节拍。
这个问题叫做任务执行时间的抖动，我也是初学uCos，只是抛砖引玉，希望各位能积极讨论下这个问题。

aa40111

东北小辉辉 发表于 2016-4-25 21:58
楼主，你的理解是对的，所以要选择好时钟节拍。其实这个问题还挺复杂的，你有没有考虑过这个问题，就是比 ...

嗯，如果任务实际执行时间超过5ms（例如6ms），那应该在5ms时钟节拍到了之后会有一次任务调度吧，如果有更高优先级的任务。那么这个任务就不会被继续执行了。如果当前任务优先级最高。那么接着执行剩余1ms+延时4ms。不知道这样理解是否正确。

东北小辉辉

aa40111 发表于 2016-4-27 08:40
嗯，如果任务实际执行时间超过5ms（例如6ms），那应该在5ms时钟节拍到了之后会有一次任务调度吧，如果有 ...

我认为5ms的时钟节拍到了后并不会产生任务调度，我也是初学者，理解可能有误，希望大家批评指正。不知道楼主用的什么单片机，以原子哥的stm32为例，我自己胡乱分析一下。
systick的中断服务函数在delay.c里，我们看一下代码
void SysTick_Handler(void)
{
/* 编写与SysTick定时器中断操作相关的API函数调用 */
OSIntEnter();  //ucos进入中断
OSTimeTick();  //调用ucos的时钟服务函数
OSIntExit();  //ucos退出中断
}
看到这里只进行了OSTimeTick();  这个代码量很大，就不贴出来了，楼主可以逐字逐句分析，这个函数的功能就是遍历OSTCBList，检查任务有无挂起态，然后将其转换为就绪态。
这里贴张图
可以看到，各个任务状态的转换关系，只有OS_TASK_SW();这个汇编函数是真正进行任务切换的函数，至于OS_Sched();和OSTimeDly;这些函数也是通过调用OS_TASK_SW();才实现的任务切换。

东北小辉辉

图片暂时传不上去，不知道为什么，反正就是那个任务状态转换图，楼主去搜一下就可以了。

aa40111

东北小辉辉 发表于 2016-4-27 11:56
我认为5ms的时钟节拍到了后并不会产生任务调度，我也是初学者，理解可能有误，希望大家批评指正。不知道 ...

是会有任务调度的，在中断服务函数中OSIntExit();  这个函数里面。如果判断中断嵌套为都完全退出的时候，会产生一次任务调度。我用的是UCOS2。有中断级任务切换OSIntCtxSw和上下文任务切换OSCtxSw。中断退出时都会检查中断优先级嵌套是否为0，OSIntExit()。如果为0切最高优先级不是当前任务，会调用OSIntCtxSw();这个函数，进行任务调度切换。这个中断当然也包括5ms的时钟节拍中断和其他任何中断。
我用的是飞思卡尔的G128单片机。用codewarrior编译器移植的时候可以在C语言中嵌入汇编，所以这部分看的还是比较明白。

东北小辉辉

aa40111 发表于 2016-4-28 08:55
是会有任务调度的，在中断服务函数中OSIntExit();  这个函数里面。如果判断中断嵌套为都完全退出的时候， ...

不好意思，我没有仔细看这个OSIntExit()这个函数，想当然的把它和退出临界段搞混了，感谢您的点播。那如果我们的时钟节拍定为5ms，而这个任务的运行时间在3.5ms，甚至有时候会超出5ms，达到5.5ms，我们这个时候还想延时比较准确的5ms，怎么办？是否应该执行两次OSTimeDly(5);？

aa40111

东北小辉辉 发表于 2016-4-28 09:56
不好意思，我没有仔细看这个OSIntExit()这个函数，想当然的把它和退出临界段搞混了，感谢您的点播。那如 ...

所以我这里也有疑问，就是我1L问的这个问题么。我理解的是达不到要求5ms的精度的延时的。。也就是说延时误差最大会有1个时钟节拍这么大。

东北小辉辉

aa40111 发表于 2016-4-28 10:46
所以我这里也有疑问，就是我1L问的这个问题么。我理解的是达不到要求5ms的精度的延时的。。也就是说延时 ...

那估计也就只能自己预估一下这个任务的执行时间，我也认为这个5ms是绝对不精确的，但是一般情况下单片机的指令运行的很快，最多可能也就是几十us，如果对时间要求不是很高的话也可以了，我们也可以把时钟节拍稍微放长一点，如果实在没办法，比如延时误差接近一个时钟节拍的话，我感觉我们也就只能手动再延时一次。

lipz31

我来谈一下自己的见解吧。首先我认为，这个延时是精确的。你的问题中，只列出了一个任务，我们就权当只有一个任务在执行了，但别忘了，系统还有一个空闲任务，所以共有两个任务。分两步讲：
1. 你的延时函数才执行了1.5ms，就被系统节拍中断打断了，我们知道，在节拍中断会进行任务调度，但调度的任务是【已经就绪】的任务；
2. 而题主你的任务已经由于HMSM函数挂起了，挂起了，挂起了，而从挂起态到就绪态，要等余下的3.5ms完了或者你取消延时才会置成就绪态，才能再次被调度。
3. 然而，5ms的系统节拍中断中调度完会执行什么呢？已经假设只有两个任务了，一个被挂起了，所以他会去执行空闲任务。
综上，延时不会因为系统节拍而有精度的损失，还是相对较精确的。
个人见解，毕竟我也是好久看ucos代码了，今天重新复习的时候逛逛论坛看到这个问题，如有错误，请指出。