UART0串口編程系列(三)
一.潛在的危機(jī)
1.在uc/os操作系統(tǒng)中設(shè)計(jì)串口編程時(shí),由于ISR和多個任務(wù)并發(fā)執(zhí)行,情況比較復(fù)雜。尤其是接收狀態(tài)為被動狀態(tài)時(shí),只能靠串行口中斷來接收數(shù)據(jù)。
2.在進(jìn)行串行通信時(shí),雙方遵循相同的通信協(xié)議。由于波特率不變,因此相鄰兩次串口中斷的間隔時(shí)間基本固定。
3.在以下兩種情況時(shí)會使接收過程出現(xiàn)錯誤:
?第一種情況是系統(tǒng)關(guān)中斷的最長時(shí)間大于相鄰兩次串行接收中斷的間隔時(shí)間,這時(shí)將可能導(dǎo)致遺漏一次中斷,造成數(shù)據(jù)丟失。
2實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核的關(guān)中斷的最長時(shí)間是已知的,通常很短,它不是問題關(guān)鍵。
2系統(tǒng)關(guān)中斷的最長時(shí)間往往是由用戶軟件造成的,例如:我們編寫的中斷服務(wù)函數(shù)過于復(fù)雜,導(dǎo)致系統(tǒng)為了處理中斷服務(wù)函數(shù)而導(dǎo)致關(guān)中斷時(shí)間過長。
?第二種情況是在串口程序正在運(yùn)行期間有一個比它優(yōu)先級更高的中斷程序中斷了串口程序。從而造成數(shù)據(jù)丟失。
2在這里提一個概念:把不能響應(yīng)串口接收中斷的這段時(shí)間稱為“死區(qū)”。
2因此解決問題的關(guān)鍵是:死區(qū)時(shí)間不能比相鄰兩次串口中斷的間隔時(shí)間長。
二.如何解決危機(jī)
l任務(wù)在訪問比較耗時(shí)的共享資源時(shí)不要采用關(guān)中斷的方式(改成互斥信號量)。
lISR要盡可能簡短,將可以剝離的工作轉(zhuǎn)交關(guān)聯(lián)任務(wù)去完成。
(此處的設(shè)計(jì)方式和Linux中把中斷分為上半部分,和下半部分的原理有著同工異曲的含義)
采用上面的方法來縮短死區(qū)時(shí)間。
另一中方法是:
加長相鄰兩次串口接收中斷的間隔時(shí)間。
l方法一:降低波特率,這個方法簡單,但因此也導(dǎo)致通信效率的下將。其次,一般在進(jìn)行串口編程時(shí),波特率一般是固定的。因此此方法一般不太適用。
l方法二:在波特率不變的情況下減少中斷次數(shù),達(dá)到加長相鄰兩次串口接收中斷間隔時(shí)間的效果。
ARM芯片的串口具有16字節(jié)的緩沖區(qū),可以設(shè)置每接收1,4,8,14字節(jié)產(chǎn)生一次中斷。如果設(shè)置每接收8字節(jié)中斷一次,則比1字節(jié)中斷一次要延長8倍的中斷間隔時(shí)間。
Tiger-John說明:
l在使用有數(shù)據(jù)緩沖功能的串口編程后,比較容易滿足相鄰兩次串口接收中斷的間隔時(shí)間大于死區(qū)時(shí)間的條件,但仍然存在潛在的危險(xiǎn)。
想要可靠的避免這場危機(jī):必須要滿足以下條件
2相鄰兩次串口接收中斷的間隔時(shí)間必須大于系統(tǒng)死區(qū)時(shí)間
2接收緩沖區(qū)的空閑時(shí)間必須足夠存放在“死區(qū)”時(shí)間內(nèi)接收到的新數(shù)據(jù)。
<若設(shè)置每接收8字節(jié)中斷一次,則空閑空間也為8字節(jié)。由于死區(qū)時(shí)間比中斷間隔時(shí)間短,故接收的新數(shù)據(jù)必然少于8字節(jié),才不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。
即在滿足中斷間隔時(shí)間大于“死區(qū)”時(shí)間的前提下,將中斷條件設(shè)置為接收緩沖區(qū)的1/2,則死區(qū)時(shí)間接近中斷間隔時(shí)間,接收過程是可靠的。