[kochevkv 1]

Есть функция, которая должна обрабатывать выборки с АЦП. Привязка к событию на таймере GPT2. Тактовая частота 600 МГц.
Время от события сравнения в таймере и входом в функцию обработчика прерывания при первом вызове обработчика около 1200 тактов процессора, а последующие вызовы занимают около 500 тактов.

Обработчик разместил в RAM_ITC. Все глобальные переменные используемые в прерывании в RAM_DTC. Вызовов каких то других функций из FLASH или SDRAM нет.
Поясните что я делаю не так и почему первый вызов занимает гораздо больше чем последующие?

Притом что перед стартом таймера я уже попробовал предварительно обработчик вызывать впустую. Время первого рабочего вызова сократилось, но не до значения последующих.

Получается что меньше 1,5...2 микросекунд реакции на прерывание не добиться?

[tonyk_av 45]

3 minutes ago, kochevkv said:

Поясните что я делаю не так и почему первый вызов занимает гораздо больше чем последующие?

А приоритеты прерываниям задали?

Вход, вроде, 12 тактов должен занимать.

[kochevkv 1]

2 minutes ago, tonyk_av said:

А приоритеты прерываниям задали?

Вход, вроде, 12 тактов должен занимать.

Да, наивысший приоритет назначил. Да, у меня пока там ничего больше и не вызывается.

[tonyk_av 45]

1 minute ago, kochevkv said:

Да, наивысший приоритет назначил

Так не бывает. Если приоритеты заданы правильно, то счёт идёт на такты, а не микросекунды.

Показывайте, что и как делаете, иначе вряд ли кто сможет вам ответить.

[kochevkv 1]

2 hours ago, tonyk_av said:

Так не бывает. Если приоритеты заданы правильно, то счёт идёт на такты, а не микросекунды.

Показывайте, что и как делаете, иначе вряд ли кто сможет вам ответить.

// Настройка таймера
void SampleFreqConfigure( void )
{
	{
		static const gpt_config_t gptConfig = {
			.clockSource = S_GPT_CLOCK_SOURCE,
			.divider = 1,
			.enableFreeRun = true,
			.enableRunInWait = false,
			.enableRunInStop = false,
			.enableRunInDoze = false,
			.enableRunInDbg = false,
			.enableMode = false };

		GPT_Init( S_GPT, &gptConfig );
	}

    GPT_SetClockDivider( S_GPT, 1 );

    GPT_SetOutputOperationMode( S_GPT, kGPT_OutputCompare_Channel3, kGPT_OutputOperation_Toggle );

    GPT_EnableInterrupts( S_GPT, kGPT_OutputCompare3InterruptEnable );

	NVIC_SetPriority( S_GPT_IRQ_ID, 0 );
    EnableIRQ( S_GPT_IRQ_ID );
}

// Включение таймера
void SampleFreqOn( float convFreq )
{
	{
		uint32_t gptClock = CLOCK_GetFreq( S_GPT_CLOCK );
		uint32_t compareValue = ( (float)gptClock / convFreq ) + (float)0.5;

		s_conversionCycles = (float)0.0000025 * gptClock;
		float mult = (float)0.000001;
		s_conversionOffCicles = mult * gptClock;
		s_conversionOnCicles = compareValue - s_conversionOffCicles;

		s_b_convOffCycle = false;
		s_ocrValue = 0;
		s_b_firstCall = true;
		S_GPT_IRQ_HANDLER();
	}

	s_dtInx = 0;

	for( ptrdiff_t i  = 0; i < 256; i++ ) {
		s_dt[i] = 0; }

    GPT_StartTimer( S_GPT ); // Start Timer
}

// Прерывание
__RAMFUNC(RAM2) void S_GPT_IRQ_HANDLER( void )
{
	// Clear interrupt flag
    if( GPT_GetStatusFlags( S_GPT, kGPT_OutputCompare3Flag ) )
    {
    	GPT_ClearStatusFlags( S_GPT, kGPT_OutputCompare1Flag | kGPT_OutputCompare2Flag | kGPT_OutputCompare3Flag |
        	    kGPT_InputCapture1Flag | kGPT_InputCapture2Flag | kGPT_RollOverFlag );
    }
    else
    {
    	GPT_ClearStatusFlags( S_GPT, kGPT_OutputCompare1Flag | kGPT_OutputCompare2Flag |
    	    kGPT_InputCapture1Flag | kGPT_InputCapture2Flag | kGPT_RollOverFlag );

    	if( !s_b_firstCall ) {
    	    return; }
    }

    uint32_t test = 0;
    uint32_t ocr = s_ocrValue;

	if( s_dtInx < s_dtInxMax )
	{
		SysTick->VAL = 0;
		s_dt[s_dtInx] = S_GPT->CNT - ocr;
		s_st[s_dtInx] = s_stConst - SysTick->VAL;
		s_dtInx++;

		SysTick->VAL = 0;
		test = S_GPT->CNT;
		s_st[s_dtInx] = s_stConst - SysTick->VAL;
		s_dtInx++;

		SysTick->VAL = 0;
		s_dt[s_dtInx] = 0xFF;
		s_st[s_dtInx] = s_stConst - SysTick->VAL;
		s_dtInx++;
	}

    s_b_firstCall = false;

    if( s_b_convOffCycle )
    {
    	s_ocrValue += s_conversionOnCicles;

    	GPT_SetOutputCompareValue( S_GPT, kGPT_OutputCompare_Channel3, s_ocrValue );
    	GPT_SetOutputOperationMode( S_GPT, kGPT_OutputCompare_Channel3, kGPT_OutputOperation_Clear );

    	s_b_convOffCycle = false;
    }
    else
    {
    	s_ocrValue += s_conversionOffCicles;

    	GPT_SetOutputCompareValue( S_GPT, kGPT_OutputCompare_Channel3, s_ocrValue );
		GPT_SetOutputOperationMode( S_GPT, kGPT_OutputCompare_Channel3, kGPT_OutputOperation_Set );

		s_b_convOffCycle = true;
    }

    // Add for ARM errata 838869, affects Cortex-M4, Cortex-M4F, Cortex-M7, Cortex-M7F Store immediate overlapping
    // exception return operation might vector to incorrect interrupt
    SDK_ISR_EXIT_BARRIER;

    if( s_dtInx < s_dtInxMax ) {
    	s_st[s_dtInx] = s_stConst - SysTick->VAL;
    	s_dtInx++; }
}

s_dt - массив с разницей между установленным значением срабатывания таймера OCR и значением счетчика таймера при входе в обработчик. На картинке видно что первый раз эта разница 116 циклов таймера, а в последующих 31 и 44 в зависимости от текущей фазы 0 или 1 на выходе и значения OCR. Генерится красивый сигнал 10 кГц с импульсами 1 мкс.

s_st - массив значений системного счетчика. Что к чему я подписал на картинке. Видно что читает регистр счетчика GPT очень долго. Похоже проблема где-то в этом. Частота тактирования таймера GPT 75 МГц. Т.е. в 8 раз ниже частоты ядра.

 

Все "функции" GPT это макросы в хедере к нему. Это не должно тормозить

Изменено 24 июля пользователем kochevkv

[ДЕЙЛ 32]

Подозреваю, что первое измерение числа тактов выполняется между моментами 1 и 2, а последующие интервалы между моментом установки бита прерывания и установкой вывода в единицу. 
В обоих случаях процессору нужно пробраться через огород инструкций перед тем, как переключить ножку в единицу. Для повышения точности по времени сразу при входе в прерывание нужно выполнить нужное действие, а потом уже все организационные вопросы решать и сбрасывать флаг. Да и слишком объёмный код в обработчике. Эти все проверки можно было бы оставить в программе, а в прерывании использовать только результат в виде одного флага. 

[kochevkv 1]

7 hours ago, ДЕЙЛ said:

Подозреваю, что первое измерение числа тактов выполняется между моментами 1 и 2, а последующие интервалы между моментом установки бита прерывания и установкой вывода в единицу. 
В обоих случаях процессору нужно пробраться через огород инструкций перед тем, как переключить ножку в единицу.

Не, первый вызов не обрабатывается. s_b_firstCall = true. Там чтение и запись регистра долгое, вот и вся проблема. Почему пока не выяснил. Ножка управляется таймером, все точно работает, пока период больше времени записи регистров таймера. У меня такой вот программный ШИМ получился) пока набросок.

И какой смысл все из обработчика выметать если контроллер только этим и занимается?

Не должно чтение и запись регистра так долго длиться.

Думаю поменяю таймер, уж больно частота тактирования у этого низкая, 75 МГц. На 16 битных и ШИМ есть аппаратный и частота тактирования выше в 2 раза. А на низких частотах буду предделители использовать.

[ДЕЙЛ 32]

15 hours ago, kochevkv said:

Там чтение и запись регистра долгое, вот и вся проблема. Почему пока не выяснил.

Возможно, частота тактирования CPU относительно низкая по сравнению с частотой тактирования таймера?

 

15 hours ago, kochevkv said:

И какой смысл все из обработчика выметать если контроллер только этим и занимается?

У меня такая философия, что в обработчике прерывания должно быть минимум кода. Только самое необходимое и то, что нельзя вынести в главный бесконечный цикл или в задачу FreeRTOS. Это нормальная практика. Представь, что в обработчике прерывания телефонного звонка выполняется просмотр фильма, а в это время сработало прерывание пожарной сигнализации с меньшим приоритетом. Результат будет неприятный.   

[jcxz 243]

1 час назад, ДЕЙЛ сказал:

У меня такая философия, что в обработчике прерывания должно быть минимум кода. Только самое необходимое и то, что нельзя вынести в главный бесконечный цикл или в задачу FreeRTOS. Это нормальная практика.

Это не нормальная практика. Это какие-то ваши личные фобии. Не надо личные фобии называть "нормальной практикой".

Даже разработчики ядра ARM так не думают. Ибо в самом ядре Cortex-M заложен режим работы "только в прерываниях". Когда вообще абсолютно весь рабочий код - только в ISR, а никакого фонового кода нет. Вместо него процессор спит. И вот это - нормальная практика. Почитайте хотя-бы документацию на обсуждаемое ядро.

Максимальная возможная длительность нахождения в каком-то прерывании определяется только общим алгоритмом работы программы. И никаких общих ограничений на это нет. В одной задаче это время не должно превышать нескольких мкс, а в другой - и несколько часов в ISR - норма. Главное чтобы программист понимал - что он делает.

[ДЕЙЛ 32]

Не соглашусь. При работе FreeRTOS задействован системный таймер с минимальным приоритетом. Если в обработчик прерывания UART вставить дополнительно длительные алгоритмы всяких проверок буферов, расчётов контрольных сумм и прочих увлекательных действий, то операционка будет уже не реального времени. Все задачи будут сидеть курить и ждать, пока обработчик свои дела завершит или будет вызываться слишком часто.

[jcxz 243]

2 часа назад, ДЕЙЛ сказал:

Не соглашусь. При работе FreeRTOS задействован системный таймер с минимальным приоритетом. Если в обработчик прерывания UART вставить дополнительно длительные алгоритмы всяких проверок буферов, расчётов контрольных сумм и прочих увлекательных действий, то операционка будет уже не реального времени.

С чем именно несогласны? С тем, что сами же сделали кривую систему?

Если кто-то не умеет играть на скрипке, это ведь не значит, что скрипка - неправильный инструмент.

Если разработчик не может правильно распланировать работу ISR-ов в своём же проекте - это говорит только об уровне компетенции этого разработчика. Значит нужно или повышать квалификацию этого разработчика; или искать другого, более компетентного.

 

PS: Советую прочитать описание бита SLEEPONEXIT регистра "System Control Register" в мануале Cortex-M и подумать - зачем он нужен, раз по вашему - нельзя сколь угодно долго оставаться в ISR?

[ДЕЙЛ 32]

Оставаться сколь угодно можно - не спорю. Только кто будет заниматься кодом или переключением контекста операционки, если процессор будет свои лучшие годы проводить в более высокоприоритетном прерывании? Работать всё будет, но операционка будет тупить, если, например, таймер TIM1 будет генерировать прерывание 10000 раз в секунду или по I2C будем получать 50 кБ в секунду. 

Было бы интересно узнать какие-то новые принципиальные моменты, о которых не знаю. 

[jcxz 243]

1 минуту назад, ДЕЙЛ сказал:

Оставаться сколь угодно можно - не спорю. Только кто будет заниматься кодом или переключением контекста операционки, если процессор будет свои лучшие годы проводить в более высокоприоритетном прерывании?

А зачем вы создали такую систему, где процессор проводит годы в высокоприоритетном прерывании, мешая остальным ISR?

Разработчик и должен распланировать и построить так систему, чтобы всё в ней успевало. Для этого у него есть весь необходимый инструментарий.

 

И что вы так вцепились во FreeRTOS? Одним FreeRTOS-ом мир не ограничен. Разработчик имеет право выбирать инструмент, наиболее подходящий под решаемую задачу.

Например: может все задачи организовать в виде ISR. Раздав им нужные приоритеты. И "переключение контекста" - это будет всего лишь вход/выход в ISR. Заниматься им будет сам процессор.

[ДЕЙЛ 32]

9 minutes ago, jcxz said:

А зачем вы создали такую систему, где процессор проводит годы в высокоприоритетном прерывании, мешая остальным ISR?

Я не создавал. Здесь поднялся вопрос о нагромождении кода в обработчике прерывания. Считаю, что в любых прерываниях нужно находиться минимально возможное время. Забежал, флаг сбросил, пин выставил, байт прочитал и назад. 

Конкретно в коде автора сразу бросается в глаза объявление переменных в обработчике прерывания. Неразумно на мой взгляд. Я их объявил бы заранее и сделал бы статическими, чтобы к вопросу их создания больше не возвращаться. 

[jcxz 243]

3 минуты назад, ДЕЙЛ сказал:

Считаю, что в любых прерываниях нужно находиться минимально возможное время.

Это справедливо для любых функций. Не только ISR.

А в исходниках ТС-а конечно бурелом непроходимый. Так делать конечно не следует.