嵌入式系统 - 轮询

Question

我有大约 6 个传感器（GPS、IMU 等）需要不断从中收集数据。出于我的目的，我需要从每个（在很短的时间范围内）读取一个完整的数据包。现在我正在使用中断，但这会导致来自某些传感器的数据多于其他传感器，并且如前所述，我需要匹配数据。

转移到基于轮询的系统是否会更好，在该系统中我可以按设定顺序轮询每个传感器？这样我就可以每隔 'cycle' 从每个传感器获取数据。

但是，我担心轮询的速度，因为这个系统需要接近实时地运行。

Answer 1

投票结合 "master timer interrupt" 可能是你的朋友。假设您的 "slowest" 传感器可以提供 20 毫秒间隔的数据，并且可以更快地读取其他传感器。那是 每秒 50 次更新。如果这足够接近实时（可能接近 IMU），也许你可以这样进行：

设置一个 20 毫秒的定时器。

当计时器关闭时，在中断服务程序中设置一个标志：

volatile uint8_t timerFlag = 0;

ISR(TIMER_ISR_whatever)
{
    timerFlag = 1;  // nothing but a semaphore for later...
}

然后，在您的主循环中，当 timerFlag 说是时候了：

while(1)
{
    if(timerFlag == 1)
    {
        <read first device>
        <read second device>
        <you get the idea ;) >
        timerflag = 0;
    }
}

通过这种方式，您可以读取每个设备并保持它们的读数同步。这是嵌入式space中解决这个问题的典型方法。现在，如果您需要比 20 毫秒更快的数据，那么您可以缩短计时器等。在这种情况下，最大的问题是 "how fast can you poll" 与 "how fast do you need to poll." 只有实验和了解特性你的各种设备的时间可以告诉你。但是我提出的是一个通用的解决方案，当所有时间 "fit."

编辑，不同的方法

一个更基于中断的例子：

volatile uint8_t device1Read = 0;
volatile uint8_t device2Read = 0;
etc...

ISR(device 1)
{
    <read device>
    device1Read = 1;
}
ISR(device 2)
{
    <read device>
    device2Read = 1;
}
etc...


// main loop
while(1)
{
    if(device1Read == 1 && device2Read == 1 && etc...)
    {
        //< do something with your "packet" of data>
        device1Read = 0;
        device2Read = 0;
        etc...
    }
}

在此示例中，您的所有设备都可以由中断驱动，但主循环处理仍由最慢中断的节奏控制和调整。可以使用每个设备的最新完整读取，无论速度或延迟如何。这种模式是否更接近您的想法？

Answer 2

如果您的传感器可以几乎立即（与您所需的输出频率相比）提供数据，轮询是一个非常好的且易于实施的想法。当您的数据源需要大量（甚至可变）时间来提供读数或需要异步 "initiate/collect" 周期时，它确实会陷入噩梦。您必须对轮询周期进行排序以适应 "slowest" 数据源。

如果您知道每个来源的平均值 "data conversion rate"，可能的解决方案是设置多个计时器（每个数据源），在 poll time - data conversion rate 触发并启动在这些定时器 ISR 的测量中。然后有一个在 poll timer + some safety margin 触发的最后一个计时器收集所有转换结果。

另一方面，"having too many measurements" 来自 "fast" 数据源的明显问题不会让我太困扰，只要你没有任何合理的方法来处理这些浪费的问题CPU/sensor加载。

如果您有一些周期要浪费，最后一个更简单的方法是：只需将数据源从 "slowest" 排序到 "fastest" 并按该顺序启动测量，然后等待结果相同的顺序和轮询。

嵌入式系统 - 轮询

Embedded System - Polling

embedded

interrupt

sensors

polling