linux 定时器编程实例(完善中).....

　　最近在写linux 下的定时器编程实验,测试发现 usleep函数在 x86 架构下的定时还是比较准确的,在arm9下 就不太准了.

今天用linux 下的setitimer()函数进行了定时 器的测试,代码如下:

 #include <stdio.h>
 #include <time.h>
 #include <sys/time.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <signal.h>
 #include <math.h>
 #define pi 3.1415926

 /*四元数的元素，代表估计方向  */
 float q0 = , q1 = , q2 = , q3 = ;
 float q0_inc,q1_inc,q2_inc,q3_inc;
 /*用于对四元进行更新,角增量,不是真实的欧拉角*/
 float Roll_inc,Pitch_inc,Yaw_inc;
 float Roll,Pitch,Yaw;                /*真实欧拉角*/

 void FromEulerAngle(float Roll_add,float Pitch_add,float Yaw_add) ;
 void ToEulerAngle();
 void Quaternion_nor();
 void Multiply(float q0_n,float q1_n,float q2_n,float q3_n);

 char flag=;
 int count = ;
 void set_timer()
 {
         struct itimerval itv, oldtv;
         itv.it_interval.tv_sec = ;
         itv.it_interval.tv_usec =;
         itv.it_value.tv_sec = ;
         itv.it_value.tv_usec = ;

         setitimer(ITIMER_REAL, &itv, &oldtv);
 }

 void sigalrm_handler(int sig)
 {
         flag=;

         //printf("timer signal.. %d\n", count);
 }

 int main()
 {

         float time_use=;
         struct timeval start;
         struct timeval end;

         signal(SIGALRM, sigalrm_handler);
         set_timer();
         while (count < )
         {
                 if(flag)
                 {
                         Roll_inc=0.01;
                         Pitch_inc=0.01;
                         Yaw_inc=0.01;

                         gettimeofday(&start,NULL);

                         FromEulerAngle(Roll_inc,Pitch_inc,Yaw_inc) ;
                         /*更新四元  */
                         Multiply(q0_inc,q1_inc,q2_inc,q3_inc);
                         ToEulerAngle();

                         gettimeofday(&end,NULL);
                         time_use+=(end.tv_sec-start.tv_sec)*+(end.tv_usec-start.tv_usec);//微秒

                         printf("The count is %i\n",count);
                         printf("yaw=%f\n",Yaw*57.3);
                         printf("pitch=%f\n",Pitch*57.3);
                         printf("roll=%f\n",Roll*57.3);
                         flag=;
                         count++;
                 }

         }
         printf("time_use is %f\n",time_use);

         exit();

 }

 /*欧拉角转四元,其它坐标系 */
 /*这里是否采用小角近似???*/

 void FromEulerAngle(float Roll_add,float Pitch_add,float Yaw_add)/*这里只是机体转角近似成欧拉*/
 {

     /*在其他人的解算中,用的是小角近似  q=[1,Ω*t/2,Ω*t/2,Ω*t/2]T*/

     float fCosHRoll = (float)cos(Roll_add * .5f);
     float fSinHRoll = (float)sin(Roll_add * .5f);
     float fCosHPitch = (float)cos(Pitch_add * .5f);
     float fSinHPitch = (float)sin(Pitch_add * .5f);
     float fCosHYaw = (float)cos(Yaw_add * .5f);
     float fSinHYaw = (float)sin(Yaw_add * .5f);    /*回来看看这三角函数运算用了多长时间*/
                /*下面这个运算要根据坐标第进行修改*/
     q0_inc = fCosHRoll * fCosHPitch * fCosHYaw + fSinHRoll * fSinHPitch * fSinHYaw;
     q1_inc = fSinHRoll * fCosHPitch * fCosHYaw - fCosHRoll * fSinHPitch * fSinHYaw;
     q2_inc = fCosHRoll * fSinHPitch * fCosHYaw + fSinHRoll * fCosHPitch * fSinHYaw;
     q3_inc = fCosHRoll * fCosHPitch * fSinHYaw - fSinHRoll * fSinHPitch * fCosHYaw;

 }
 /*四元数转欧拉角*/
 void ToEulerAngle()
 {
     Roll=atan2( * (q0 * q1 + q2 * q3) ,  -  * (q1 * q1 + q2 * q2));
     Yaw = atan2( * (q0 * q3 + q1 * q2) ,  -  * (q2 * q2 + q3 * q3));
     Pitch = asin(*(q0*q2-q3*q1)) ;
 }

 /*更新四元数*/
 /* q_n  这里代表新来的四元数,这里指的是增量   */
 void Multiply(float q0_n,float q1_n,float q2_n,float q3_n)
 {
     float q0_temp=q0*q0_n      -q1*q1_n      -q2*q2_n      -q3*q3_n;
     float q1_temp=q0*q1_n      +q1*q0_n      +q2*q3_n      -q3*q2_n;
     float q2_temp=q0*q2_n      -q1*q3_n      +q2*q0_n      +q3*q1_n;
     float q3_temp=q0*q3_n      +q1*q2_n      -q2*q1_n      +q3*q0_n;
     q0=q0_temp;
     q1=q1_temp;
     q2=q2_temp;
     q3=q3_temp;
     float s=sqrt(q0*q0+q1*q1+q2*q2+q3*q3); //这里重新进行规范化,避免的累积误差
     q0=q0/s;
     q1=q1/s;
     q2=q2/s;
     q3=q3/s;

 }

代码简介,我这里用的之前写的姿态解算的代码.这里进行100HZ的定时 ,在PC 上测试 10s ,运行结果如下图

其中姿态解算部分占用 3042us ,也就是说每次解算用时 3.042us  .

我在am9平台下测试,结果如下:

在freescale cortex-a9 双核 测试结果

全志  cortex-a7   双核 测试结果

这里测试结果差别还是比较大的,姿态解算用了 188213us, 平均为 0.188ms  ,相对与 10ms 的解算周期,占用还是比较小的.

补充一点,在arm9下linux 到200HZ还是可以的,但是就不太准了.这里我也同时测试了usleep函数和利用select()这个系统调用,延时都不理想.

下面介紹一下是利用RTC进行定时，下面的程序来自这里，http://www.linuxidc.com/Linux/2007-01/1821p2.htm

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>
 #include <errno.h>
 #include <fcntl.h>

 #include <linux/rtc.h>
 #include <sys/ioctl.h>
 int main(int argc, char* argv[])
 {
     unsigned long i = ;
     unsigned long data = ;
     int retval = ;
     int fd = open ("/dev/rtc", O_RDONLY);
     if(fd < )
     {
         perror("open");
         exit(errno);
     }
       /*Set the freq as 4Hz*/
     if(ioctl(fd, RTC_IRQP_SET, ) < )
     {
         perror("ioctl(RTC_IRQP_SET)");
         close(fd);
         exit(errno);
     }
     /* Enable periodic interrupts */
     if(ioctl(fd, RTC_PIE_ON, ) < )
     {
         perror("ioctl(RTC_PIE_ON)");
         close(fd);
         exit(errno);
     }
     for(i = ; i < ; i++)
     {    /*Blocking read*/
         if(read(fd, &data, sizeof(unsigned long)) < )
         {
             perror("read");
             close(fd);
             exit(errno);
         }
         printf("timer\n");
     }
     /* Disable periodic interrupts */
     ioctl(fd, RTC_PIE_OFF, );
     close(fd);
     return ;
 }

程序说明：代码第 15行处的open()函数，非root下会被拒绝访问。RTC定时有一定的局限性，频率只能为2幂。

2013.7.28,进行 posix timer 接口的编程测试,测试代码如下:

 #include <stdio.h>
 #include <time.h>
 #include <signal.h>
 #include <pthread.h>
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>
 char flag;
 void  handle(union sigval v)
 {
       flag=;
       return;
 }  

 int create (int ms,int id)
 {
       timer_t tid;
       struct sigevent se;
       struct itimerspec ts,ots;
       memset (&se,,sizeof(se));
       se.sigev_notify = SIGEV_THREAD;
       se.sigev_notify_function = handle;
       se.sigev_value.sival_int = id;   //作为handle()的参数
       if(timer_create(CLOCK_REALTIME,&se,&tid)<)  //create the timer
       {
           perror("timer_creat");
           return   -;
       }
       puts("timer_create successfully.");
       ts.it_value.tv_sec = ;
       ts.it_value.tv_nsec =**ms ;
       ts.it_interval.tv_sec = ;
       ts.it_interval.tv_nsec = **ms;
       if(timer_settime (tid,TIMER_ABSTIME,&ts,&ots)   <   )  //start/stop the timer
       {
            perror("timer_settime");
            return   -;
       }
       return   ;
 }  

 int main(void)
 {
       //create(3,1);
       int num=;
       create(,);
       while(num<)
       {
           if(flag)
           {
                   flag=;
                   printf("the num is %i\n",num);
                 num++;
           }

       }
       printf("2013.7.28.11\n");
       return ;
 }

代码参考百度空间,在PC 环境 下运行的时间为 10s,在arm linux下定时 200hz ,实际运行的时间为 20S,所以是极为不准确的.这期间我现时进行了 gettimeofday()这个方法的测试,结果都不理想.总结这面这些代码 ,要想进行 ms 级的精确定时 ,只有到驱动层面进行编写相关程序.

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