NoTime是基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建的.NET控制臺(tái)開發(fā)框架,用戶可以使用VisualStudio方便快捷地開發(fā)基于.NET語言的實(shí)時(shí)程序模塊,實(shí)現(xiàn)最小125微秒的線程調(diào)度周期。這樣一來,工程師的工作重心就能轉(zhuǎn)移到設(shè)備運(yùn)控及邏輯程序本身,無需關(guān)心實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)了。
我們先打開軟件自帶的案例,案例的功能主要是實(shí)現(xiàn)NoTime和Windows之間線程sleep的精度對(duì)比,流程是啟動(dòng)線程后,函數(shù)中是一個(gè)while循環(huán),循環(huán)里流程是NoTime中先sleep 125μs,因?yàn)閃indows最小的單位是1ms,所以Windows這邊是sleep 1ms,然后獲取微秒級(jí)的時(shí)鐘值,再減去上次獲取到的時(shí)鐘值,并且將差值做最大值計(jì)算,將最大值記錄下來,后面這一段是手動(dòng)清除最大值。
下面我們啟動(dòng)案例,看一下結(jié)果:可以看到NoTime這邊,sleep 125μs的值基本在125~141之間。但是Windows這邊的sleep 1ms的精度基本上會(huì)隨著Windows的調(diào)度而隨之變大變小,特別是我們打開一些占用CPU比較高的程序的時(shí)候。
介紹了NoTime的高精度線程能夠?qū)崿F(xiàn)最小125微秒的線程調(diào)度周期。那么如何在Windows與NoTime中部署機(jī)器控制程序,才能夠在最小改動(dòng)的情況下,輕松實(shí)現(xiàn)性能的提升呢?
以下是我們建議放在NoTime中執(zhí)行的程序:
1.從業(yè)務(wù)層來看,NoTime主要適合實(shí)現(xiàn)有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)邏輯。對(duì)于具有周期重復(fù)性、需要快速啟停的動(dòng)作程序,建議放到NoTime里,保障快速穩(wěn)定運(yùn)行,例如短距離高速往返運(yùn)動(dòng)。
2.安全控制業(yè)務(wù)以及異常處理邏輯建議放到NoTime里,這樣就能保證即便Windows藍(lán)屏后,程序仍然可以正常運(yùn)行,避免出現(xiàn)設(shè)備失控等情況。
3.全局報(bào)警信號(hào)監(jiān)控是適合放在NoTime里的,因?yàn)镹oTime中刷新頻率更高,一能更快地捕捉IO觸發(fā),二是比較穩(wěn)定不會(huì)受到電腦環(huán)境干擾。
4.如果在一段運(yùn)動(dòng)中需要IO觸發(fā)后馬上就切換運(yùn)動(dòng)指令,而且從IO觸發(fā)到執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令的時(shí)間要求較短,可以將其單獨(dú)放在NoTime中,避免因Windows波動(dòng)而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)指令切換延后,引起軸實(shí)際已經(jīng)過沖。
5.若有與外設(shè)實(shí)時(shí)通信的需求,可以基于我們的實(shí)時(shí)通信庫實(shí)現(xiàn),支持在NoTime下基于串口及網(wǎng)口與外設(shè)通信。
6.對(duì)通訊及對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 需求不高的程序可以仍然放在Windows端不用改動(dòng),這樣就可以在保留現(xiàn)有完整功能的同時(shí),完成遷移工作,減少單次工作量。
因NoTime提供的是一個(gè)開發(fā)平臺(tái),具體業(yè)務(wù)劃分是不受限制的,可以將很小的一個(gè)功能函數(shù)在NoTime實(shí)現(xiàn),也可以將一個(gè)較大的業(yè)務(wù)模塊在NoTime實(shí)現(xiàn)。所以對(duì)于現(xiàn)有軟件要將部分功能遷移到NoTime下來說,軟件本身改動(dòng)不大,Windows下的原有功能也可以保留。
那么如何快速的部署NoTime,讓原有程序以最小的改動(dòng)實(shí)現(xiàn)性能提升,以及如何使用NoTime的基本程序結(jié)構(gòu)呢?
大家好,我是ProU軟件工程師傅超,我們提供了一個(gè)NoTime中的基本程序結(jié)構(gòu),大致分為運(yùn)動(dòng)流程,流程管理,通訊及數(shù)據(jù)四個(gè)部分:
1. 運(yùn)動(dòng)流程
首先看到的是我們NoTime程序的入口,在這我們先打開了和ProR的通訊通道,這個(gè)是必須要有的,而后是建立共享內(nèi)存,這個(gè)內(nèi)容我們后面會(huì)仔細(xì)講解,Maintask也就是我們主流程,我們轉(zhuǎn)到定義來仔細(xì)看一下。
在這我們初始化了三個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體,調(diào)用了子流程1,子流程2的功能函數(shù),目前這兩個(gè)函數(shù)里的內(nèi)容是一樣的,可以看到只是簡(jiǎn)單的將一些數(shù)據(jù)置為0,下面的子流程3我們用了流程管理的結(jié)構(gòu),這個(gè)“add”就是添加了子流程3里的函數(shù),子流程的函數(shù)我們就寫具體的運(yùn)動(dòng)流程代碼或者某功能的實(shí)現(xiàn)代碼。
2.流程管理
我們轉(zhuǎn)到定義來看下流程管理的結(jié)構(gòu),這個(gè)管理結(jié)構(gòu)在NoTime和Windows下都是通用的,我們把需要執(zhí)行的子流程的函數(shù)做了一個(gè)統(tǒng)一管理,可以先看一下注冊(cè)的動(dòng)作,我們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的封裝,可以更加便捷的去添加子流程里的動(dòng)作。原理就是我們把要執(zhí)行的函數(shù)都先添加到一張列表里,流程啟動(dòng)和停止通過變量去控制整張列表里函數(shù)的運(yùn)行,值得一提的是,列表里函數(shù)在運(yùn)行完后都會(huì)有一個(gè)反饋狀態(tài),有反饋狀態(tài)我們就可以更好的控制流程的運(yùn)轉(zhuǎn),目前是有錯(cuò)誤,完成,執(zhí)行中三種,這個(gè)可以后面再自定義補(bǔ)充。
3.通訊
接下來我們看下通訊,在這我們展示的是NoTime和Windows的交互方式,相關(guān)功能函數(shù)都是放在一個(gè)獨(dú)立的文件里,便于更加快捷的定位和操作。本次案例里采用的是共享內(nèi)存,回顧一下NoTime程序的入口函數(shù),在這是創(chuàng)建了共享內(nèi)存,然后在windows下打開共享內(nèi)存,從而實(shí)現(xiàn)NoTime與Windows的交互,若有與外設(shè)基于串口或網(wǎng)口通訊需求的也可以放在這一塊。
4.數(shù)據(jù)
我們分成了PublicData和GlobalData兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體,PublicData里面建立的數(shù)據(jù)是針對(duì)于主流程的以及基本需要的,比如退出指令和循環(huán)次數(shù),而GlobalData里面則是針對(duì)于子流程的,現(xiàn)在這里面放的就是子流程的一些狀態(tài)。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:NoTime高精度線程和快速部署
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