嵌入式实操基于RT1170FreeRTOS实现CPU使用率统计（二十四）

　　本文主要是通过迁移的思维，记录本人初次使用NXP MCUXpresso SDK API进行BSP开发
　　本文主要描述了如何在RT1170平台下，基于FreeRTOS实现CPU使用率的统计
　　参考：https://www.fatalerrors.org/a/statistical-analysis-of-cpu-utilization-in-freertos-system.html 1. CPU使用率统计的原理
　　第一、想要实现CPU使用率统计，需要一个比系统定时中断粒度更小的中断才能实现CPU使用率的统计，这是前提条件。
　　第二、需要在对应的操作系统中进行注册，实现对应的接口即可。 2. CPU使用率统计定时器中断实现
　　在本文中使用PIT2来充当这个角色。在PIT2_IRQHANDLER函数中对ulCpuTraceTick进行自加。这个变量后续会使用到。 #include ＂fsl_debug_console.h＂ #include ＂board.h＂ #include ＂fsl_pit.h＂  #include ＂pin_mux.h＂ #include ＂clock_config.h＂   #include ＂FreeRTOS.h＂ #include ＂task.h＂ #include ＂string.h＂ /*----------------------------------------------*  * external variables                           *  *----------------------------------------------*/  /*----------------------------------------------*  * external routine prototypes                  *  *----------------------------------------------*/  /*----------------------------------------------*  * internal routine prototypes                  *  *----------------------------------------------*/  /*----------------------------------------------*  * project-wide global variables                *  *----------------------------------------------*/  /*----------------------------------------------*  * module-wide global variables                 *  *----------------------------------------------*/  const pit_config_t PIT2_config = {   .enableRunInDebug = false };   volatile unsigned int ulCpuTraceTick = 0;  /*----------------------------------------------*  * constants                                    *  *----------------------------------------------*/  /*----------------------------------------------*  * macros                                       *  *----------------------------------------------*/  /* Get source clock for PIT driver */ #define PIT_SOURCE_CLOCK CLOCK_GetRootClockFreq(kCLOCK_Root_Bus) /* Definitions for BOARD_InitPeripheral_PIT2_Ch_0 functional group */ /* BOARD_InitPeripheral_PIT2_Ch_0 defines for PIT2 */ /* Definition of peripheral ID. */ #define PIT2_PERIPHERAL PIT2 /* Definition of clock source frequency. */ #define PIT2_CLK_FREQ 240000000UL /* Definition of channel number for channel 0. */ #define PIT2_CHANNEL_0 kPIT_Chnl_0 /* Definition of ticks count for channel 0. */ //#define PIT2_CHANNEL_0_TICKS 2399999U #define PIT2_CHANNEL_0_TICKS 1199999U /* PIT2 interrupt vector ID (number). */ #define PIT2_IRQN PIT2_IRQn /* PIT2 interrupt handler identifier. */ #define PIT2_IRQHANDLER PIT2_IRQHandler /*----------------------------------------------*  * routines＂ implementations                    *  *----------------------------------------------*/ /* PIT2_IRQn interrupt handler */ void PIT2_IRQHANDLER(void) {   /*  Place your code here */     /* Clear interrupt flag.*/   PIT_ClearStatusFlags(PIT2_PERIPHERAL, PIT2_CHANNEL_0, kPIT_TimerFlag);   ulCpuTraceTick++;   /* Add for ARM errata 838869, affects Cortex-M4, Cortex-M4F      Store immediate overlapping exception return operation might vector to incorrect interrupt. */   #if defined __CORTEX_M && (__CORTEX_M == 4U)     __DSB();   #endif }  void PIT2_init(void) {   /* Initialize the PIT. */   PIT_Init(PIT2_PERIPHERAL, &PIT2_config);   /* Set channel 0 period to 1 s (240000000 ticks). */   PIT_SetTimerPeriod(PIT2_PERIPHERAL, PIT2_CHANNEL_0, PIT2_CHANNEL_0_TICKS);   /* Enable interrupts from channel 0. */   PIT_EnableInterrupts(PIT2_PERIPHERAL, PIT2_CHANNEL_0, kPIT_TimerInterruptEnable);   /* Enable interrupt PIT2_IRQN request in the NVIC */   EnableIRQ(PIT2_IRQN);   /* Start channel 0. */   PIT_StartTimer(PIT2_PERIPHERAL, PIT2_CHANNEL_0); } 3. 操作系统接口注册
　　在FreeRTOSConfig.h做如下配置  /* Run time and task stats gathering related definitions. */ -#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS           0 +#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS           1  #define configUSE_TRACE_FACILITY                1  #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS    1  + +extern volatile unsigned int ulCpuTraceTick; + +#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()     (ulCpuTraceTick = 0ul) +#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()             ulCpuTraceTick
　　编译函数接口打印CPU使用率： uint8_t CPU_RunInfo[400];       //保存任务运行时间信息 //ref https://www.jianshu.com/p/cc4b948c7741 void CPU_Task(void* parameter) {         PRINTF(＂CPU_Task r ＂);     while (1)     {         memset(CPU_RunInfo,0,400);              //信息缓冲区清零          vTaskList((char *)&CPU_RunInfo);  //获取任务运行时间信息          PRINTF(＂---------------------------------------------r ＂);         PRINTF(＂任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号r ＂);         PRINTF(＂%s＂, CPU_RunInfo);         PRINTF(＂---------------------------------------------r ＂);          memset(CPU_RunInfo,0,400);              //信息缓冲区清零          vTaskGetRunTimeStats((char *)&CPU_RunInfo);          PRINTF(＂任务名       运行计数         利用率r ＂);         PRINTF(＂%s＂, CPU_RunInfo);         PRINTF(＂---------------------------------------------r  ＂);         vTaskDelay(1000);   /* 延时500个tick */      //         PRINTF(＂CPU_Task r ＂);                 } } 4. 验证
　　通过创建任务实现CPU使用率的统计：         extern  void CPU_Task(void* parameter);         stat = xTaskCreate(CPU_Task, ＂CpuTask＂, configMINIMAL_STACK_SIZE + 5000, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);     if (pdPASS != stat)     {         PRINTF(＂Failed to create awtk task＂);         while (1)             ;     }
　　实际效果如下所示: --------------------------------------------- 任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号 CpuTask         X       1       5016    2 TestTask        R       1       11952   1 IDLE            R       0       79      4 bsp_can_t       B       2       12069   3 Tmr Svc         B       17      153     5 --------------------------------------------- 任务名       运行计数         利用率 TestTask        1856            97% CpuTask         40              2% IDLE            0               <1% bsp_can_t       0               <1% Tmr Svc         0               <1% ---------------------------------------------  --------------------------------------------- 任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号 CpuTask         X       1       5008    2 TestTask        R       1       11952   1 IDLE            R       0       79      4 bsp_can_t       B       2       12069   3 Tmr Svc         B       17      153     5 --------------------------------------------- 任务名       运行计数         利用率 TestTask        2088            99% CpuTask         48              2% IDLE            0               <1% bsp_can_t       0               <1% Tmr Svc         0               <1% ---------------------------------------------  --------------------------------------------- 任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号 CpuTask         X       1       5008    2 TestTask        R       1       11952   1 IDLE            R       0       79      4 bsp_can_t       B       2       12069   3 Tmr Svc         B       17      153     5 --------------------------------------------- 任务名       运行计数         利用率 TestTask        2320            100% CpuTask         53              2% IDLE            0               <1% bsp_can_t       0               <1% Tmr Svc         0               <1% --------------------------------------------- 4. 总结
　　开启CPU使用率统计存在如下两个问题：
　　第一： 最大统计时间。
　　第二： 占用CPU资源。
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