הבית > תערוכה > תוכן

מיקרו

Mar 08, 2019

בניגוד למחשבים למטרות כלליות, מיקרו-בקרים המשמשים במערכות משובצות לעיתים קרובות מבקשים לבצע אופטימיזציה של זמן ההשהיה של הפסקות על תפוקת ההוראה. הסוגיות כוללות הן הפחתת זמן ההשהיה והן הפיכתן ליותר צפויות (לתמיכה בזמן אמת).


כאשר מכשיר אלקטרוני גורם לפסיקה, במהלך ההקשר, יש לשמור את תוצאות הביניים (רישומים) לפני הפעלת התוכנה האחראית לטיפול בפסיקה. הם חייבים גם להיות משוחזרים לאחר המטפל להפסיק את זה להפסיק. אם יש יותר מעבדים רושמים, תהליך זה חיסכון ושחזור לוקח יותר זמן, להגדיל את זמן האחזור. דרכים להקטין את זמן ההשהיה של הקשר / שחזור זה כוללות מספר קטן יחסית של רישומים ביחידות העיבוד המרכזיות שלהם (לא רצוי מכיוון שהוא מאט את מרבית העיבודים שאינם מפריעים באופן משמעותי), או לפחות שיש את החומרה לא לשמור את כולם (זה נכשל אם התוכנה אז צריך כדי לפצות על ידי שמירת שאר "ידני"). טכניקה נוספת כרוכה בהוצאות שערים סיליקון על "רושמים צל": אחד או יותר רשומות כפולות בשימוש רק על ידי תוכנת הפסיקה, אולי תמיכה מחסנית ייעודי.


גורמים אחרים המשפיעים על זמן האחזור של פסקאות כוללים:


מחזורים הדרושים להשלמת פעילויות המעבד הנוכחיות. כדי למזער עלויות אלה, מיקרו-בקרים נוטים לקבל צינורות קצרים (לעתים קרובות שלוש הוראות או פחות), מאגרי כתיבה קטנים, ולוודא שהוראות ארוכות יותר ניתנות לשחזור או הפעלה מחדש. עקרונות העיצוב של RISC מבטיחים שרוב ההנחיות לוקחות את אותו מספר מחזורי, ומסייעות להימנע מהצורך בהיגיון המשך / הפעלה מחדש.

אורך כל סעיף קריטי שצריך להפריע. כניסה לחלק קריטי מגבילה את הגישה של מבנה הנתונים בו זמנית. כאשר מבנה נתונים חייב להיות נגיש על ידי מטפל פסיקה, החלק הקריטי חייב לחסום את ההפרעה. לפיכך, חביון פסיקה הוא גדל על ידי זמן רב כי הפסיקה חסומה. כאשר קיימים אילוצים חיצוניים קשים על זמן האחזור של המערכת, מפתחים זקוקים לעתים קרובות למדידת זמן חדירה של פסיקה ולמעקב אחר החלקים הקריטיים הגורמים להאטה.

אחת הטכניקות הנפוצות פשוט חוסם את כל interrupts למשך פרק קריטי. זה קל ליישם, אבל לפעמים קטעים קריטיים לקבל ארוך בצורה לא נוחה.

טכניקה מורכבת יותר רק חוסמת את interrupts שעשויים להפעיל גישה למבנה הנתונים. זה מבוסס לעתים קרובות על סדרי עדיפויות פסיקה, אשר נוטים לא מתאימות היטב את הנתונים הרלוונטיים מבני נתונים. לפיכך, טכניקה זו משמשת בעיקר בסביבות מוגבל מאוד.

למעבדים יש תמיכה בחומרה עבור חלקים קריטיים מסוימים. דוגמאות כוללות תמיכה בגישה אטומית לביטים או בתים בתוך מילה, או פרימיטיבים אחרים של גישה אטומית, כגון פרימיטיבות הגישה הבלעדית LDREX / STREX שהוצגו בארכיטקטורת ARMv6.

קטיעת פסיקה. חלק מהמיקרו-בקרים מאפשרים לקטעים בעלי עדיפות גבוהה יותר להפריע לקדימות נמוכה יותר. הדבר מאפשר לתוכנות לנהל את זמן האחזור על ידי מתן זמן קטיני לקטיעת עדיפות גבוהה יותר (ולכן חביון נמוך יותר וניתן לחיזוי) מאלה של פחות קריטיות.

שיעור ההדק. כאשר interrupts להתרחש גב אל גב, microcontrollers עשוי למנוע בהקשר נוסף לשמור / לשחזר מחזור על ידי צורה של אופטימיזציה לשיחה הזנב.

מיקרו-בקרים תחתונים נוטים לתמוך בפחות פקדים של זמן חבישה מפסיקים.