嵌入式系统轮询

Question

我有大约6个传感器(GPS，IMU等)我需要不断地收集数据。为了我的目的，我需要从每一个(在一个小范围内)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比其他传感器多，正如前面提到的，我需要将数据匹配起来。

是否更好的做法是采用基于轮询的系统，在这个系统中，我可以按设定的顺序轮询每个传感器？这样，我就可以在每一个“周期”从每个传感器获得数据。

然而，我担心投票的速度，因为这个系统需要接近实时运行。

Answer 1

轮询与“主计时器中断”相结合可以成为您的朋友。假设您的“最慢”传感器可以每隔20‘s提供数据，而其他传感器的读取速度更快。这是每秒50次更新，。如果这足够接近实时(可能对IMU来说很接近)，那么您可能会这样做：

1. 设置一个20毫秒的计时器。
2. 当计时器关闭时，在中断服务例程中设置一个标志： uint8_t timerFlag = 0；ISR(TIMER_ISR_whatever) { timerFlag = 1；// nothing，仅为以后的信号量.}
3. 然后，在主循环中，当timerFlag说是时候时，执行以下操作： 而( 1) { if(timerFlag == 1){<您有此想法;) > timerflag = 0；}

通过这种方式，您可以读取每个设备，并保持他们的读数同步。这是在嵌入式空间中解决这个问题的一个典型方法。现在，如果你需要比20毫秒更快的数据，那么你可以缩短计时器等等。像这样的情况下，最大的问题是“你投票的速度有多快”和“你需要投票的速度有多快”。只有试验和了解您的各种设备的特点和时间可以告诉您这一点。但我提出的是一个通用的解决方案，当所有的时间表“合适”时。

编辑，一种不同的方法

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...
    }
}

在本例中，您的所有设备都可以由中断驱动，但是主循环处理仍然由最慢的中断的频率来控制和调整。每个设备的最新完整读取，无论速度或延迟，都可以使用。这个模式更接近你的想法吗？

Answer 2

轮询是一个非常好的和容易实现的想法，万一你的传感器能够立即提供数据(与你想要的输出频率相比)。当数据源需要大量(甚至是变量)时间来提供读取或需要异步“初始化/收集”周期时，就会陷入梦魇。您必须对轮询周期进行排序，以适应“最慢”的数据源。

如果您知道每个源的平均“数据转换率”，可能会有什么解决方案，就是设置多个定时器(每个数据源)，这些计时器在poll time - data conversion rate上触发并启动那些计时器ISRs的测量。然后有一个在poll timer + some safety margin上触发的最后一个计时器来收集所有的转换结果。

另一方面，只要您对浪费的CPU/传感器负载没有任何合理的处理，从“快速”数据源“获取太多测量”的明显问题就不会对我造成太大的困扰。

最后一个也是更简单的方法，如果您有一些周期浪费，是:简单地排序数据源从“最慢”到“最快”，并启动一个测量的顺序，然后等待相同的顺序和轮询结果。