看似简单的代码,却暗藏玄机...

2024-05-18 17:48

本文主要是介绍看似简单的代码,却暗藏玄机...,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

点击上方“小麦大叔”,选择“置顶/星标公众号”

福利干货,第一时间送达

能从PC机器编程去看嵌入式问题,那是第一步;

学会用嵌入式编程思想,那是第二步;

用PC的思想和嵌入式的思想结合在一起,应用于实际的项目,那是第三步。

很多朋友都是从PC编程转向嵌入式编程的。

在中国,嵌入式编程的朋友很少是正儿八经从计算机专业毕业的,都是从自动控制啊,电子相关的专业毕业的。

这些童鞋们,实践经验雄厚,但是理论知识缺乏;计算机专业毕业的童鞋很大一部分去弄网游、网页这些独立于操作系统的更高层的应用了。

也不太愿意从事嵌入式行业,毕竟这条路不好走。他们理论知识雄厚,但缺乏电路等相关的知识,在嵌入式里学习需要再学习一些具体的知识,比较难走。

虽然没有做过产业调查,但从我所见和所招聘人员,从事嵌入式行业的工程师,要么缺乏理论知识,要么缺乏实践经验。

很少两者兼备的。究其原因,还是中国的大学教育的问题。这里不探讨这个问题,避免口水战。我想列出我实践中的几个例子。引起大家在嵌入式中做项目时对一些问题的关注。

第一个例子:

8fabd11e6fc8765152c116f9fa603d7c.png

同事在uC/OS-II下开发一个串口的驱动程序,驱动和接口在测试中均为发现问题。应用中开发了个通讯程序,串口驱动提供了一个查询驱动缓冲区字符的函数:GetRxBuffCharNum()

高层需要接受一定数量的字符以后才能对包做解析。一个同事撰写的代码,用伪代码表示如下:

bExit = FALSE;do {if (GetRxBuffCharNum() >= 30)bExit = ReadRxBuff(buff, GetRxBuffCharNum());} while (!bExit);

这段代码判断当前缓冲区中超过30个字符,就将缓冲区中全部字符读到缓冲区中,直到读取成功为止。

逻辑清楚,思路也清楚。但这段代码是不能正常工作。如果是在PC机上,定然是没有任何问题,工作的异常正常。但在嵌入式里真的是不得而知了。同事很郁闷,不知道为什么。

来请我解决问题,当时我看到代码,就问了他,GetRxBuffCharNum()是怎么实现的?打开一看:

unsigned GetRxBuffCharNum(void)
{cpu_register reg;unsigned num;reg = interrupt_disable();num = gRxBuffCharNum;interrupt_enable(reg);return (num);
}

很明显,由于在循环中,interruput_disable()interrupt_enable()之间是个全局临界区域,保证gRxBufCharNum的完整性。

但是,由于在外层的do { } while() 循环中,CPU频繁的关闭中断,打开中断,这个时间非常的短。

实际上CPU可能不能正常的响应UART的中断。当然这和uart的波特率、硬件缓冲区的大小还有CPU的速度都有关系。我们使用的波特率非常高,大约有3Mbps。

uart起始信号和停止信号占一个比特位。一个字节需要消耗10个周期。3Mbps的波特率大约需要3.3us传输一个字节。

3.3us能执行多少个CPU指令呢?

100MHz的ARM,大约能执行150条指令左右。结果关闭中断的时间是多长呢?一般ARM关闭中断都需要4条以上的指令,打开又有4条以上的指令。

接收uart中断的代码实际上是不止20条指令的。所以,这样下来,就有可能出现丢失通信数据的Bug,体现在系统层面上,就是通信不稳定。

修改这段代码其实很简单,最简单的办法是从高层修改。即:

bExit = FALSE;do {DelayUs(20); //延时 20us,一般采用空循环指令实现num = GetRxBuffCharNum();if (num >= 30)bExit = ReadRxBuff(buff, num);} while (!bExit);

这样,让CPU有时间去执行中断的代码,从而避免了频繁关闭中断造成的中断代码执行不及时,产生的信息丢失。

在嵌入式系统里,大部分的RTOS应用都是不带串口驱动。自己设计代码时,没有充分考虑代码与内核的结合。造成代码深层次的问题。

RTOS之所以称为RTOS,就是因为对事件的快速响应;事件快速的响应依赖于CPU对中断的响应速度。

驱动在Linux这种系统中都是与内核高度整合,一起运行在内核态。RTOS虽然不能抄袭linux这种结构,但有一定的借鉴意义。

从上面的例子可以看清楚,嵌入式需要开发人员对代码的各个环节需要了解清楚。

第二个例子:

cab4b53fc24eaec173a0cf69c393030d.png

同事驱动一个14094串转并的芯片。串行信号是采用IO模拟的,因为没有专用的硬件。同事就随手写了个驱动,结果调试了3、4天,仍旧是有问题。

我实在看不下去了,就去看了看,控制的并行信号有时候正常有时候不正常。我看了看代码,用伪代码大概是:

for (i = 0; i < 8; i++)
{SetData((data >> i) & 0x1);SetClockHigh();for (j = 0; j < 5; j++);SetClockLow();
}

将数据的8个bit在每个高电平从bit0到bit7依次发送出去。应该是正常的啊。看不出问题在哪啊?

我仔细想了想,有看了14094的datasheet,明白了。

原来,14094要求clock的高电平持续10个ns,低电平也要持续10个ns。这段代码之做了高电平时间的延时,没有做低电平的延时。如果中断插在低电平之间工作,那么这段代码是可以的。

但是如果CPU没有中断插在低电平时执行,则是不能正常工作的。所以就时好时坏。

修改也比较简单:

for (i = 0; i < 8; i++){SetData((data >> i) & 0x1);SetClockHigh();for (j = 0; j < 5; j++);SetClockLow();for (j = 0; j < 5; j++);}

这样就完全正常了。但是这个还是不能很好移植的一个代码,因为编译器一优化,就有可能造成这两个延时循环的丢失。

丢失了,就不能保证高电平低电平持续10ns的要求,也就不能正常工作了。

所以,真正的可以移植的代码,应该把这个循环做成一个纳秒级的DelayNs(10);

像Linux一样,上电时,先测量一下,nop指令执行需要多长时间执行,多少个nop指令执行10ns。

执行一定的nop指令就可以了。利用编译器防止优化的编译指令或者特殊的关键字,防止延时循环被编译器优化掉。如GCC中的

__volatile__ __asm__("nop;\n");

从这个例子中可以清楚的看到,写好一段好代码,是需要很多知识支撑的。你说呢?

文章来源 :https://blog.csdn.net/coolbacon/article/details/6842921

版权归原作者或平台所有,仅供学习参考,如有侵权,麻烦联系删除~

—— The End ——

往期推荐

如何防止破解?MCU加密技术揭秘

我劝你别再做流量的奴隶了...

头文件里的大学问,C语言需要注意这些原则...

实战总结的7个C程序,好东西不私藏

成为嵌入式高手,少不了这100多个软硬件开源项目

点击上方名片关注我

90bfd75c794b01479f5871f5d65ea100.png

你点的每个好看,我都认真当成了喜欢

这篇关于看似简单的代码,却暗藏玄机...的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/995607

相关文章

Spring Boot 3.4.3 基于 Spring WebFlux 实现 SSE 功能(代码示例)

《SpringBoot3.4.3基于SpringWebFlux实现SSE功能(代码示例)》SpringBoot3.4.3结合SpringWebFlux实现SSE功能,为实时数据推送提供... 目录1. SSE 简介1.1 什么是 SSE?1.2 SSE 的优点1.3 适用场景2. Spring WebFlu

java之Objects.nonNull用法代码解读

《java之Objects.nonNull用法代码解读》:本文主要介绍java之Objects.nonNull用法代码,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐... 目录Java之Objects.nonwww.chinasem.cnNull用法代码Objects.nonN

springboot简单集成Security配置的教程

《springboot简单集成Security配置的教程》:本文主要介绍springboot简单集成Security配置的教程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录集成Security安全框架引入依赖编写配置类WebSecurityConfig(自定义资源权限规则

SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码

《SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码》加盐算法是一种用于增强密码安全性的技术,本文主要介绍了SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习... 目录一、什么是加盐算法二、如何实现加盐算法2.1 加盐算法代码实现2.2 注册页面中进行密码加盐2.

python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码

《python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码》OpenCV是一个的跨平台计算机视觉库,可以运行在Linux、Windows和MacOS操作系统上,:本文主要介绍python+ope... 目录下面是代码+ 效果 + 解释转HSV: 关于颜色总是要转HSV的掩膜再标注总结 目标:将红色的部分滤

在C#中调用Python代码的两种实现方式

《在C#中调用Python代码的两种实现方式》:本文主要介绍在C#中调用Python代码的两种实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录C#调用python代码的方式1. 使用 Python.NET2. 使用外部进程调用 Python 脚本总结C#调

Java时间轮调度算法的代码实现

《Java时间轮调度算法的代码实现》时间轮是一种高效的定时调度算法,主要用于管理延时任务或周期性任务,它通过一个环形数组(时间轮)和指针来实现,将大量定时任务分摊到固定的时间槽中,极大地降低了时间复杂... 目录1、简述2、时间轮的原理3. 时间轮的实现步骤3.1 定义时间槽3.2 定义时间轮3.3 使用时

Java中&和&&以及|和||的区别、应用场景和代码示例

《Java中&和&&以及|和||的区别、应用场景和代码示例》:本文主要介绍Java中的逻辑运算符&、&&、|和||的区别,包括它们在布尔和整数类型上的应用,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言1. & 和 &&代码示例2. | 和 ||代码示例3. 为什么要使用 & 和 | 而不是总是使

Java强制转化示例代码详解

《Java强制转化示例代码详解》:本文主要介绍Java编程语言中的类型转换,包括基本类型之间的强制类型转换和引用类型的强制类型转换,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录引入基本类型强制转换1.数字之间2.数字字符之间引入引用类型的强制转换总结引入在Java编程语言中,类型转换(无论

如何使用Python实现一个简单的window任务管理器

《如何使用Python实现一个简单的window任务管理器》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python实现一个简单的window任务管理器,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起... 任务管理器效果图完整代码import tkinter as tkfrom tkinter i