如何确保在一致的时间内执行两个语句？

Question

我正在用Python3脚本控制一个工业机器人和一些测试设备。几乎我所有的计时关键功能都由硬件处理，但这两条语句确实需要在一致的时间内执行：

if True == daq.readChannelsStart(channel_settings):
    titan_rtde.Move(setp_list[step])

在DAQ启动和机器人移动之间有10-15ms的变化。

这两个函数都是通过专用以太网网络进行通信的，只有运行Python脚本的PC才会对这些设备进行轮询，因此我希望延迟时间是一致的(虽然我没有嗅探通信量以证明这一点)。传递给这些方法的数据差别很大，所以我希望它们的执行时间是一致的，只要它们不会被操作系统(Windows 10 Enterprise 2016 LTSB)打断。

我能做些什么来减少这种变化吗？

Answer 1

我能做些什么来减少这种变化吗？

泰瑞:不，没有。

这看起来是一段很好的代码，因为在check和move命令之间几乎什么也不执行，只是一个de和一个调用。您可以在检查之前无条件地分配temp = setp_list[step]，然后在检查成功时传递缓存的结果。这可能会减少L2缓存丢失的一些可变性，但我无法想象它会产生多大的影响。

查看一下move命令，以验证没有增加方差的条件表达式。

您可以通过将其推入Cython或Rust模块，从而使整个过程运行得更快，并且减少了方差。但同样，如果不分析抖动的来源，很难想象会有多大的效果大小。

您可以做的最重要的更改是将调度添加到API中。最好是在机器人的末端，如果它是可变的。这样做的目的是接受延迟，并按照时间表行事。

假设移动代码如下所示：

    def Move(self, sl):
        if random_choice():
            do_stuff()  # Sometimes do important housekeeping
            sleep(random())  # which takes varying amount of time.
        send_move_command(sl)

让我们把它放在一个时间表上：

    def Move(self, sl, latency=.015):
        t0 = time()
        t1 = t0 + latency  # scheduled time to execute the move
        if ...
        sleep(max(0, t1 - time()))
        send_move_command(sl)

现在，只要内务管理所消耗的时间少于latency秒，我们就可以成功地向外部观察者隐藏它，并显示出较低的方差。

在理想的世界中，机器人将被发送一个“从时间戳t1开始移动”命令。

假设机器人有时执行4毫秒的操作，不能被中断，从而增加了方差。当它执行的时候，如果你尝试移动的话，你就不走运了。假设在尝试重复操作之前，将经过数十毫秒。

探测机器人以确定该操作何时正在进行。用它来预测一个“很好”的时间来发送移动命令。

加一个外部时钟信号。

使用555定时器在一些方便的间隔产生脉冲，可能是1 PPS，每秒一个脉冲。将定时信号提供给DAQ和机器人。

当时钟信号较低时，抑制机器人运动。只在低时发送移动命令。现在，运动只会在时钟上升的边缘开始。考虑在下降的边缘进行DAQ交互。