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首頁 物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng) 開發(fā)參考 內(nèi)核編程 軟件定時(shí)器

軟件定時(shí)器

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概述

AliOS Things操作系統(tǒng)內(nèi)核使用tick作為時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度以及延遲操作的時(shí)間度量單位，tick是實(shí)現(xiàn)定時(shí)觸發(fā)功能的基礎(chǔ)。tick計(jì)數(shù)發(fā)生在每次時(shí)鐘中斷處理的過程，時(shí)鐘中斷是定時(shí)產(chǎn)生的，系統(tǒng)在默認(rèn)情況下為1ms觸發(fā)一次，即一個(gè)tick代表1ms，用戶可根據(jù)應(yīng)用需要調(diào)整該時(shí)間。 軟件定時(shí)器是用來在指定時(shí)間或者觸發(fā)一次或多次某個(gè)功能函數(shù)的調(diào)用。這種由定時(shí)器來執(zhí)行的函數(shù)叫做定時(shí)器回調(diào)函數(shù)，定時(shí)器回調(diào)函數(shù)以及觸發(fā)時(shí)間由應(yīng)用程序來設(shè)定。當(dāng)定時(shí)器的觸發(fā)時(shí)間到來，則定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)會被執(zhí)行。定時(shí)器支持兩種工作模式：單次模式和周期性模式。定時(shí)器在創(chuàng)建時(shí)，用戶可通過option參數(shù)來制定該定時(shí)器的工作模式是單次還是周期性的，若option設(shè)置了AOS_TIMER_REPEAT則為周期性的，否則為單次。

單次模式

定時(shí)器會從應(yīng)用程序設(shè)置的初始時(shí)間開始，以tick為計(jì)時(shí)單位進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0時(shí)調(diào)用回調(diào)函數(shù)執(zhí)行。回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢，則定時(shí)器停止。

周期性模式

周期定時(shí)器在時(shí)間到期執(zhí)行完回調(diào)函數(shù)后，重新開始計(jì)時(shí)，直到下次時(shí)間到期，再次執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，然后一直循環(huán)下去。

定時(shí)器任務(wù)

為了在定時(shí)器創(chuàng)建、刪除、啟動、停止以及參數(shù)并更的過程中，避免鎖操作，系統(tǒng)采用一個(gè)定時(shí)器任務(wù)來處理這些操作。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用定時(shí)器管理接口時(shí)，將接口調(diào)用命令發(fā)送到一個(gè)消息隊(duì)列，定時(shí)器任務(wù)從消息隊(duì)列中讀取消息并處理該命令。 定時(shí)器任務(wù)除了處理命令外，還對當(dāng)前已運(yùn)行的定時(shí)器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度。所有正在運(yùn)行的定時(shí)器會被掛接到g_timer_head鏈表，定時(shí)器任務(wù)循環(huán)的從g_timer_head鏈表中取出時(shí)間最近一次的定時(shí)器，通過當(dāng)前tick計(jì)數(shù)和該定時(shí)器的超時(shí)tick數(shù)來判斷定時(shí)時(shí)間是否到，如果該定時(shí)器觸發(fā)時(shí)間已到則立即執(zhí)行其處理函數(shù)，否則代表最近一次的定時(shí)器時(shí)間尚未到來，則在此時(shí)差，繼續(xù)從命令buffer中收取消息，直到時(shí)間差到來后，再立即執(zhí)行定時(shí)器處理函數(shù)。 上述流程在g_timer_head中有待處理定時(shí)器時(shí)才會進(jìn)入，如果沒有待處理定時(shí)器，在定時(shí)器任務(wù)將只會進(jìn)入定時(shí)器管理循環(huán)中。

定時(shí)器管理函數(shù)

函數(shù)名

描述

aos_timer_create()

定時(shí)器創(chuàng)建函數(shù)（推薦）

aos_timer_new()

定時(shí)器創(chuàng)建函數(shù)（兼容3.1）

aos_timer_new_ext()

定時(shí)器創(chuàng)建函數(shù)

aos_timer_free()

定時(shí)器刪除函數(shù)

aos_timer_start()

定時(shí)器啟動函數(shù)

aos_timer_stop()

定時(shí)器停止函數(shù)

aos_timer_change()

定時(shí)器初始時(shí)長和周期間隔參數(shù)變更函數(shù)

aos_timer_change_once()

定時(shí)器初始時(shí)長參數(shù)變更函數(shù)

aos_timer_gettime()

獲取定時(shí)器時(shí)間參數(shù)函數(shù)

常用配置

說明

軟件定時(shí)器功能：默認(rèn)使能，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TIMER配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TIMER: 0

軟件定時(shí)器任務(wù)棧：默認(rèn)200Bytes，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TIMER_TASK_STACK_SIZE配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TIMER_TASK_STACK_SIZE: 512

軟件定時(shí)器任務(wù)優(yōu)先級：默認(rèn)5，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TIMER_TASK_PRI配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TIMER_TASK_PRI: 5

定時(shí)器消息隊(duì)列消息數(shù)：默認(rèn)20，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TIMER_MSG_NUM配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TIMER_MSG_NUM: 24

每秒tick數(shù)：默認(rèn)100，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TICKS_PER_SECOND配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TICKS_PER_SECOND: 1000

時(shí)間片：默認(rèn)50個(gè)tick，如需修改，在YAML中修改RHINO_CONFIG_TIME_SLICE_DEFAULT配置

def_config:
  RHINO_CONFIG_TIME_SLICE_DEFAULT: 100

API說明

使用示例

  • 示例代碼參考example/timer_example.c，該示例使用定時(shí)器管理函數(shù)來控制定時(shí)器的執(zhí)行，具體場景為創(chuàng)建一個(gè)周期性定時(shí)器，定時(shí)調(diào)用回調(diào)函數(shù)執(zhí)行，停止定時(shí)器該變定時(shí)器的時(shí)間參數(shù)，則定時(shí)器按照修改后的時(shí)間間隔定時(shí)調(diào)用回調(diào)函數(shù)執(zhí)行。

  • 示例說明如下：

  1. t0時(shí)刻，測試任務(wù)調(diào)用aos_timer_create()創(chuàng)建一個(gè)周期性的定時(shí)器，周期間隔為1秒，回調(diào)函數(shù)為timer1_func。然后測試任務(wù)調(diào)用aos_sleep()進(jìn)入休眠狀態(tài)。

  2. t1時(shí)刻，相對t0過去1秒，定時(shí)器到期，回調(diào)函數(shù)timer1_func被執(zhí)行。該過程重復(fù)10次。

  3. tn時(shí)刻，測試任務(wù)休眠到期，調(diào)用aos_timer_stop()停止定時(shí)器。然后調(diào)用aos_timer_change()接口修改周期間隔為2秒。

  4. tn+1時(shí)刻，相對tn過去2秒，定時(shí)器到期，回調(diào)函數(shù)timer1_func被執(zhí)行。該過程重復(fù)5次。

步驟1 創(chuàng)建或打開工程

打開已有工程

如果用于測試的案例工程已存在，可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之打開工程》打開已有工程。

創(chuàng)建新的工程

組件的示例代碼可以通過編譯鏈接到AliOS Things的任意案例（solution）來運(yùn)行，這里選擇helloworld_demo案例。helloworld_demo案例相關(guān)的源代碼下載可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之創(chuàng)建工程》。

步驟2 添加組件

說明

helloworld_demo組件的package.yaml中添加

depends:
  - osal_aos: dev_aos # helloworld_demo中引入osal_aos組件

步驟3 下載組件

在已安裝了的開發(fā)環(huán)境工具欄中，選擇Terminal -> New Terminal啟動終端，并且默認(rèn)工作路徑為當(dāng)前工程的workspace，此時(shí)在終端命令行中輸入：

aos install osal_aos

上述命令執(zhí)行成功后，組件源碼則被下載到了./components/osal_aos路徑中。

步驟4 添加示例

osal_aos組件的package.yaml中添加example示例代碼：

depends:
  - rhino: dev_aos
  - cli: dev_aos # 添加cli依賴
source_file:
  - "*.c"
  - "example/timer_example.c" # 添加 timer_example.c

步驟5 編譯固件

在示例代碼已經(jīng)添加至組件的配置文件，并且helloworld_demo已添加了對該組件的依賴后，就可以編譯helloworld_demo案例來生成固件了，具體編譯方法可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之編譯固件》。

步驟6 燒錄固件

helloworld_demo案例的固件生成后，可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之燒錄固件》來燒錄固件。

步驟7 打開串口

固件燒錄完成后，可以通過串口查看示例的運(yùn)行結(jié)果，打開串口的具體方法可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之查看日志》。

當(dāng)串口終端打開成功后，可在串口中輸入help來查看已添加的測試命令。

步驟8 測試示例

說明

CLI命令行輸入：

timer_example
說明

關(guān)鍵日志：

[aos_timer_example]timer expires 10 times
[aos_timer_example]timer expires 5 times

注意事項(xiàng)

  • tick是內(nèi)核調(diào)度和延遲操作的基礎(chǔ)，所以RHINO_CONFIG_TICKS_PER_SECOND參數(shù)必須配置，而定時(shí)器是基于tick實(shí)現(xiàn)的軟件定時(shí)器功能，可以通過配置RHINO_CONFIG_TIMER參數(shù)來使能或關(guān)閉該功能。

FAQ

  • Q1： 定時(shí)器回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行上下文是在哪里？

答：定時(shí)器回調(diào)函數(shù)是在定時(shí)器任務(wù)中執(zhí)行的，所以定時(shí)器回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行上下文為定時(shí)器任務(wù)，當(dāng)回調(diào)函數(shù)所需棧空間超過定時(shí)器任務(wù)棧大小時(shí)，用戶需要通過配置 RHINO_CONFIG_TIMER_TASK_STACK_SIZE參數(shù)來增加棧大小。