安德鲁

[原创].关于编写Nios II的延时函数的一点心得.[Nios]

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平台

硬件:nios/f 100MHz

软件:

 

内容

0 一点说明

本文仅讨论所述平台的一点心得,若其他等级的nios或优化,请自行研究。

 

1 usleep()有多准

参考[笔记].怎样使用Nios II中的timestamp_timer?.[Nios II][SOPC Builder],我们做以下实验:

代码1 本文所用测试代码模板

#include                     // printf()
	#include                    // usleep()
	#include "system.h"                   // 系统
	#include "my_types.h"                 // 数据类型
	#include "sys/alt_timestamp.h"        // timestamp
	int main()
	{
	  u32 t0, t1, t2;
	  vu32 i;
	 
	  alt_timestamp_start();                // 开启时间戳服务
	 
	  t0 = alt_timestamp();                 // 测量时间戳t0
	  usleep(1000);
	  t1 = alt_timestamp();                 // 测量时间戳1
	  for(i=0; i<1000; i++);
	  t2 = alt_timestamp();                 // 测量时间戳1
	 
	  printf("时间戳(t1-t0) = %ld \n", (t1-t0));
	  printf("时间戳(t2-t1) = %ld \n", (t2-t1));
	  printf("\n");
	  printf("系统时钟频率是 %ld Hz\n", alt_timestamp_freq());
	 
	  return 0;
	}

其中第14行和第16行的内容是下面讨论的重点

usleep(1000);
for(i=0; i<100; i++);

众所周知,usleep()是Nios II HAL自带的us级的延时函数,那么它究竟有多准。

(1)修改第14行为:

usleep(1*1000*1000);

编译运行的结果如图1.1 所示,usleep(1*1000*1000)共占用99,568,957个tick。那么1s有多少tick呢,正如显示的时钟频率一样,1s可分为 100,000,000个tick。也就是说usleep(1*1000*1000)实际延时为99,568,957/100M=0.99568957 s。这个时间已经相当准了,和1s差距不大。


图1.1 usleep(1*1000*1000)的结果

(2)修改第14行为:

usleep(1*1000);

编译运行的结果如图1.2所示。这一次是100,843/100M=1.008ms,也不错。


图1.2 usleep(1*1000)的结果

(3)修改第14行为:

usleep(100);

编译运行的结果如图1.3所示。这一次是11,743/100M=117.43us,误差开始显现了。


图1.3 usleep(100) 的结果

(4)修改第14行为:

usleep(10);

编译运行的结果如图1.4所示。这一次是1,511/100M=15.11us,误差不是一点点。


图1.4 usleep(10)的结果

(5)修改第14行为:

usleep(1);

编译运行的结果如图1.5所示。这一次是620/100M=6.2us,已经相当离谱了。


图1.4 usleep(1)的结果

 

小结一下:usleep()在ms级别及以上的延时的确很准,但是us级别就有点捉襟见肘了。

 

2 想要延时1us怎么办?

(1)修改第16行为:

for(i=0; i<100; i++);

编译运行的结果如图2.1所示,亦即延时1,197/100M=11.97us。


图2.1 for(100)的结果

(2)修改第16行为:

for(i=0; i<10; i++);

编译运行的结果如图2.2所示,亦即延时207/100M=2.07us。


图2.2 for(10)的结果

(3)修改第16行为:

for(i=0; i<1; i++);

编译运行的结果如图2.2所示,亦即延时106/100M=1.06us。


图2.3 for(1)的结果

小结:for(1)可以很第实现延时1us的任务。

需要注意的地方

观察第9行,此处i被申明为vu32(volatile unsigned long)类型,倘若改为u32(unsigned long)类型的话。那么无论i值为多少,都会被gcc优化掉的。

4 小结

timestamp可以有效地协助我们编写小时间段的延时代码。

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