ZYNQ跑freertos系统时的调试方法除了将xilinxSDK attach to running target的方法之外并不多。尤其对系统任务和CPU运行情况并没有现成的方法。现将如何查看系统任务状态和CPU运行情况的方法做一个详细说明。
查看任务运行状态,包含任务名称,任务运行状态,优先级,剩余栈空间,以及任务序号
使用方法:
TaskHandle_t CPUMonitorHandle;
char CPU_buff[2048];
void CPUMonitor(void)
{
while(1)
{
memset(CPU_buff, 0, 2048);
vTaskGetRunTimeStats((char*)CPU_buff);
xil_printf("%s\n\r",CPU_buff);
vTaskDelay( 1000 );
}
}
xTaskCreate((TaskFunction_t)TaskMonitor, "TaskMonitor", 0x800, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 2, &TaskMonitorHandle);
使用该函数前要在文件FreeRTOSConfig.h中,设置宏define configGENERATE_RUN_TIME_STATS为1。
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 1
configGENERATE_RUN_TIME_STATS打开,它只是某种计时器的计数器值。需要在FreeRTOSConfig.h中配置两个应用程序功能配置的宏:
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() AppConfigureTimerForRuntimeStats()
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() AppGetRuntimeCounterValue()
第一个是在RTOS启动时配置Timer,第二个是返回实际的计时器计数器值。
函数定义:
//FreeRTOS时间统计所用的节拍计数器,zynq ps端时钟
volatile XTime FreeRTOSRunTimeTicks;
//初始化TIM3使其为FreeRTOS的时间统计提供时基
void AppConfigureTimerForRuntimeStats(){
FreeRTOSRunTimeTicks = 0;
//XTime_SetTime(FreeRTOSRunTimeTicks);
}
XTime AppGetRuntimeCounterValue()
{
XTime_GetTime(&FreeRTOSRunTimeTicks);
//XTime_SetTime(0);
return FreeRTOSRunTimeTicks/1000;
}
使用方法:
TaskHandle_t CPUMonitorHandle;
char CPU_buff[2048];
void CPUMonitor(void)
{
while(1)
{
memset(CPU_buff, 0, 2048);
vTaskGetRunTimeStats((char*)CPU_buff);
xil_printf("%s\n\r",CPU_buff);
vTaskDelay( 1000 );
}
}
xTaskCreate((TaskFunction_t)CPUMonitor, "CPUMonitor", 0x800*8, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 2, &TaskMonitorHandle);
查看FreeRtos任务运行状态和CPU占用率的两个API均会影响系统的实时性,原因这两个API均调用了vTaskGetInfo这个接口,有调用prvTaskCheckFreeStackSpace监测每一个任务剩余的栈空间。此方法根据栈的特性:自栈顶向下增长。又栈低逐字节监测栈空间是否是默认值,为默认值则为未使用的栈空间。直到不是默认值,则为已使用的栈空间。此方法严重影响了系统的实时性。
static uint16_t prvTaskCheckFreeStackSpace( const uint8_t * pucStackByte )
{
uint32_t ulCount = 0U;
/* 此处的堆栈剩余空间监测算法导致系统实时性变差 */
while( *pucStackByte == ( uint8_t ) tskSTACK_FILL_BYTE )
{
pucStackByte -= portSTACK_GROWTH;
ulCount++;
}
ulCount /= ( uint32_t ) sizeof( StackType_t ); /*lint !e961 Casting is not redundant on smaller architectures. */
return ( uint16_t ) ulCount;
}
解决方法:在进行CPU性能统计的时候,不进行剩余栈空间监测,修改方法:
//vTaskGetInfo( ( TaskHandle_t ) pxNextTCB, &( pxTaskStatusArray[ uxTask ] ), pdTRUE, eState );
vTaskGetInfo( ( TaskHandle_t ) pxNextTCB, &( pxTaskStatusArray[ uxTask ] ), pdFALSE, eState );