【FreeRTOS】cpu利用率统计

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前言

本笔记基于 stm32+FreeRTOS。
主要参考野火、安富莱。

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概念

简单概要：

• 各任务cpu利用率：
  打印出各任务在某段时间内站用cpu时长的比例。

• 原理很简单：

  1. 开启一个高精度的定时器
  2. 让一个全局变量（如：ulCpuTraceTick）不断往上累加
  3. 每次切换任务时，记录上一个任务占用了多少个高精度定时器的tick
  4. 累加到该表示该任务的变量中（如：ulCpuTraceTaskATick）
  5. ulCpuTraceTaskATick/ulCpuTraceTick 即可计算出该任务的CPU占用率。

作用

 阔以清晰地看出各个任务的cpu利用率，验证一个系统好坏的方法之一。
 如，一个系统总任务cpu利用率经常 大于80%，会造成一些紧急事件无法及时得到响应，同时，峰值可能超出100%，导致任务滞后。
 又如，一个系统总任务cpu利用率经常 小于 10%，导致资源浪费。
 再如，阔以监测各个任务 cup 占用率，发现某些任务经常 大于70%，便去优化优化该任务。
注：以上数值标准均为个人习惯，并非标准答案！

必看点

• 影响
   该功能在调试时启用，在产品发布时务必关闭。
   因为监测cpu利用率也是消耗cpu资源的。

• 时钟精度
   一般为系统时钟节拍的 10-20 倍。
   如，当前系统节拍为 1000 Hz，那么定时器节拍则为 10000-20000 Hz。按20000 Hz 计算，即 50us 计算一次。由于FreeRTOS没有对其进行溢出保护，所以最大支持计数时间为：2^32 * 50us / 3600s = 59.6 分钟。超出后结果将不准确。

实现

添加几个宏定义

源码

FreeRTOS

/*
 * 当前文件为 FreeRTOSConfig.h
*/

#define configUSE_TRACE_FACILITY	1      /* cpu task */

/* Run time and task stats gathering related definitions. */
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS                1      /* cpu task */
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS         1      /* cpu task */
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()     (ulCpuTraceTick = 0ul)
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()             ulCpuTraceTick

STM32 定时器

（待写）

简要说明

• configUSE_TRACE_FACILITY：

  • 启用FreeRTOS可视化追踪调试功能

• configGENERATE_RUN_TIME_STATS：

  • 启用FreeRTOS运行时间统计功能

• configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS：

  • 启用FreeRTOS格式化函数功能

• portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS：

  • 重置自定义心跳值

• portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE：

  • 宏定义自定义心跳变量

• ulCpuTraceTick

  • 自定义心跳值，高频累加即可。