GD32上是否能移植ucos系统，实时性如何

Question

现在gd32上使用的是裸系统，跑一组while（1）小于100us，若能移植ucos是否还能满足时效性

Answer 1

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### 问题分析

在GD32微控制器上运行裸机系统时，一个无限循环 while(1) 的执行时间通常依赖于CPU的时钟频率和循环体内的指令数量。如果当前裸机系统的 while(1) 循环能够在一个确定的时间内（例如100μs）完成，那么在移植到uCOS操作系统后，需要评估以下几点：

1. 任务调度开销：uCOS作为一个实时操作系统，会有任务调度的开销。
2. 中断处理：uCOS会处理中断，这可能会增加额外的延迟。
3. 任务优先级：任务的优先级设置会影响任务的响应时间。

解决方案

1. 评估任务调度开销

uCOS的任务调度开销通常在几十个CPU周期到几百个CPU周期之间，具体取决于CPU的时钟频率和任务的数量。假设CPU时钟频率为100MHz，任务调度开销大约在1-10μs之间。

2. 中断处理

中断处理的开销也需要考虑。假设中断处理时间为5-10μs。

3. 任务优先级

确保关键任务具有最高的优先级，以减少响应时间。

案例分析

假设当前裸机系统的 while(1) 循环如下：

void main(void) {
    while (1) {
        // 假设这部分代码执行时间小于100μs
        do_something();
    }
}

移植到uCOS

1. 创建任务

   在uCOS中，可以将 do_something() 封装成一个任务。

   #include "includes.h"      // Include uC/OS-II header files
   #include "os_cfg.h"
   #include "cpu.h"
   
   OS_STK TaskStartStk[128];  // Stack for the start task
   OS_STK Task1Stk[128];      // Stack for task 1
   
   void TaskStart(void *p_arg) {
      INT8U err;
   
      OSTaskCreate(Task1, (void *)0, &Task1Stk[0], 10, 1, (void *)0, 0, &err);
      if (err != OS_ERR_NONE) {
          // Handle error
      }
      for (;;) {
          OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 10);  // Delay 10ms
      }
   }
   
   void Task1(void *p_arg) {
      for (;;) {
          do_something();
          OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);  // Delay 100us
      }
   }
   
   int main(void) {
      OSInit();  // Initialize uC/OS-II
   
      OSTaskCreate(TaskStart, (void *)0, &TaskStartStk[0], 10, 1, (void *)0, 0, &err);
      if (err != OS_ERR_NONE) {
          // Handle error
      }
   
      OSStart();  // Start multitasking
   }
   

2. 评估性能

   • 任务调度开销：假设为5μs。
   • 中断处理开销：假设为5μs。
   • 任务执行时间：假设 do_something() 执行时间为80μs。

   总时间 = 任务执行时间 + 任务调度开销 + 中断处理开销 总时间 = 80μs + 5μs + 5μs = 90μs

   从上述计算可以看出，即使加上任务调度和中断处理的开销，总时间仍然小于100μs，因此可以满足时效性要求。

结论

在GD32微控制器上移植uCOS后，通过合理设置任务优先级和优化任务调度，仍然可以满足 while(1) 循环小于100μs的时效性要求。具体的性能评估需要根据实际的硬件配置和代码进行测试。