JP2002318713A - Cpu occupancy time measuring method - Google Patents
Cpu occupancy time measuring methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用組込みシス
テムにおいて割込みルーティンのCPU占有時間を測定
する方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for measuring the CPU occupation time of an interrupt routine in an industrial embedded system.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の複数タスクの組込みシステムで
は、リアルタイムOS(RTOS)等に見られるよう
に、モジュール(ソースコード)の再利用という要求か
ら、モジュール間の独立性を維持して、モジュールをソ
フトウェア部品として再利用するようにしているので、
プログラムサイズも大きくなって処理が複雑になり、バ
グの質も複雑化する傾向にある。こうした組込みシステ
ムでは、時間的制約を守るというリアルタイム性と、安
定して動作しなければならないという高信頼性が常に求
められ、時間的制約の面では決められた時間内に必ず処
理を終了することが必要であり、信頼性の点では途中で
リセットや電源再投入などは有り得ないアプリケーショ
ン環境で使用されるもので連続運転を要求されるという
ことがある。2. Description of the Related Art In a recent embedded system of a plurality of tasks, as seen in a real-time OS (RTOS), a module (source code) is required to be reused while maintaining independence between modules. Because we try to reuse it as a software part,
As the program size increases, the processing becomes more complicated and the quality of bugs tends to become more complicated. In such embedded systems, real-time performance that obeys time constraints and high reliability that it must operate stably are always required, and in terms of time constraints, processing must be completed within a predetermined time. This is used in an application environment in which resetting or turning on the power in the middle cannot be performed in terms of reliability, and continuous operation may be required.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
組込みシステムでは、一定周期で起動される割込みルー
ティン等のタスクが周期内に処理が終了するかは、実際
に動かしてみて確認する方法が主体であったので、一定
周期で起動される割込みルーティンがその周期内に正確
に処理を完了しなければ、システム自身の正常処理が実
現できなくなるという問題があった。また、既に正常に
動作開始しているシステムであっても、仕様変更等で処
理の負荷が変わる場合等には再び実際に動かして見て正
常処理の確認を行わなければならないという問題があっ
た。そこで、本発明の第1の発明は、複数の割込みルー
ティンと非割込み処理とを組合わせた組込みシステム
で、非割込み処理にて走行時間を測定することによっ
て、割込みルーティン群のCPU占有時間を知ることで
システム処理負荷の限界を把握することができるCPU
占有時間測定方法を提供することを目的としている。更
に、本発明の第2の発明は、複数の割込みルーティンと
非割込み処理とを組合せた組込みシステムで、非割込み
処理の、全ての割込みを禁止した状態での実行時間と、
割込みを許可した状態での実行時間とから割込みルーテ
ィン群のCPU占有時間を知ることでシステム処理負荷
の限界を把握できるCPU占有時間測定方法を提供する
ことを目的としている。However, in the conventional embedded system, it is mainly a method of confirming whether a task such as an interrupt routine started at a constant cycle is completed within a cycle by actually moving the task. Therefore, there is a problem that the normal processing of the system itself cannot be realized unless the interrupt routine started at a constant cycle completes the processing accurately within the cycle. In addition, even if the system has already started to operate normally, if the processing load changes due to specification changes, etc., there is a problem that it is necessary to actually operate the system again to confirm normal processing. . Therefore, the first invention of the present invention is an embedded system in which a plurality of interrupt routines and non-interrupt processing are combined, and the running time is measured by the non-interrupt processing to know the CPU occupation time of the interrupt routine group. CPU that can grasp the limit of system processing load
It aims to provide an occupancy time measurement method. Further, a second invention of the present invention is an embedded system in which a plurality of interrupt routines and non-interrupt processing are combined, the execution time of non-interrupt processing in a state where all interrupts are disabled, and
It is an object of the present invention to provide a CPU occupation time measuring method capable of grasping a limit of a system processing load by knowing a CPU occupation time of an interrupt routine group from an execution time in a state where an interrupt is permitted.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、一定周期に起動される単
数あるいは複数の割込みルーティンと、どの割込みルー
ティンも走行していない時に走行する非割込み処理とを
組合わせて構成されている組込みシステムのCPU占有
時間測定方法において、前記非割込み処理が走行する時
間を測定することにより前記割込みルーティンのCPU
占有時間を測定することを特徴としている。また、請求
項2に記載の発明は、一定周期に起動される単数あるい
は複数の割込みルーティンと、どの割込みルーティンも
走行していない時に走行する非割込み処理とを組合わせ
て構成されている組込みシステムのCPU占有時間測定
方法において、前記非割込み処理の、すべての割込みを
禁止した状態での実行時間と、割込みを許した状態での
実行時間とから、割込みルーティンのCPU占有時間を
測定することを特徴としている。このCPU占有時間測
定方法によれば、連続ループの非割込み処理部に備えて
いるCPU占有時間計測部により走行時間を測定する。
これは直接には非割込み処理のCPU占有時間を測定す
ることで、比率計算により結果的に割込みルーティン群
のCPU占有時間を算出して、システム処理負荷の限界
を把握し、システム全体の繋がりの時間管理が可能にな
る。あるいは、非割込み処理の、全ての割込みを禁止し
た状態での測定実行時間T0と、割込みを許可した状態
での測定実行時間T1から、(T1−T0)/T1とし
て、CPU占有時間比率を算出して、割込みルーティン
群のCPU占有時間を知り、システム処理負荷の限界を
把握することで、システム全体の繋がりの時間管理が可
能になる。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided one or more interrupt routines that are started at a fixed period, and runs when no interrupt routine is running. In a CPU occupation time measuring method for an embedded system configured by combining a non-interrupt process, a CPU of the interrupt routine is measured by measuring a running time of the non-interrupt process.
The occupancy time is measured. The invention according to claim 2 is an embedded system configured by combining one or more interrupt routines started at a fixed period and non-interrupt processing that runs when no interrupt routine is running. In the CPU occupation time measuring method, the CPU occupation time of an interrupt routine is measured from the execution time of the non-interrupt processing in a state where all interrupts are prohibited and the execution time in a state where interrupts are permitted. Features. According to the CPU occupation time measuring method, the running time is measured by the CPU occupation time measuring unit provided in the non-interrupt processing unit of the continuous loop.
This measures the CPU occupation time of non-interrupt processing directly, and consequently calculates the CPU occupation time of the interrupt routine group by ratio calculation, grasps the limit of the system processing load, and connects the whole system. Time management becomes possible. Alternatively, the CPU occupation time ratio is calculated as (T1−T0) / T1 from the measurement execution time T0 in the non-interrupt processing in a state in which all interrupts are prohibited and the measurement execution time T1 in a state in which interrupts are permitted. Then, by knowing the CPU occupation time of the interrupt routine group and the limit of the system processing load, it becomes possible to manage the connection time of the entire system.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図を参照して説明する。図1は本発明の第1の
実施の形態に係るCPU占有時間測定方法のタイミング
チャートである。図2は図1に示すCPU占有時間測定
方法の処理のフローチャートである。図1において、こ
こには2つの一定周期割込みルーティンの割込み1、割
込み2と、非割込み処理が1つよりなる組込みシステム
の各部の走行状況を示している。1は一定周期の割込み
1の周期である。2は割込み2の周期で、割込み優先順
位は割込み1の方が割込み2よりも高い。3は計測期間
1(計測開始までの待ちを表す)、4は計測期間2(計
測中を表す)、5は計測期間3(計測後処理を表す)で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a timing chart of the CPU occupation time measuring method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the processing of the CPU occupation time measuring method shown in FIG. FIG. 1 shows the running state of each part of the embedded system in which interrupts 1 and 2 of two fixed-cycle interrupt routines and one non-interrupt process are performed. 1 is a cycle of the interrupt 1 of a fixed cycle. Reference numeral 2 denotes a cycle of the interrupt 2, and the interrupt priority of the interrupt 1 is higher than that of the interrupt 2. Reference numeral 3 denotes a measurement period 1 (representing waiting until the start of measurement), 4 denotes a measurement period 2 (represents that measurement is being performed), and 5 denotes a measurement period 3 (represents post-measurement processing).
【0006】つぎに動作について説明する。割込み1の
ルーティンは1の周期で起動され、処理が完了すれば終
了する。割込み2のルーティンは2の周期で起動される
が、優先度の高い割込み1のルーティンの走行時には実
行が遅延されたり中断されたりする。図1では2の周期
に示すように、割込み2のルーティンは実行時間が遅延
し、起動後も処理完了までに割込み1のルーティンの実
行により、1回実行が中断されている。又、非割込み処
理の実行は、割込みルーティンがどれも走行していない
時に限り実行される。この時間が非割込み処理のCPU
占有時間であり、これ以外の時間が割込みルーティン群
のCPU占有時間となる。なお、割込みルーティンは1
度の処理で一旦完了するが、非割込み処理はプログラム
そのものがループしていて、完了という概念は無く、実
行は度々中断されるが、処理としては連続しているもの
で連続運転のアプリケーションである。本発明では、非
割込み処理部にCPU占有時間計測部を設け、「計測モ
ード」に入った場合にこの部分が走行して時間計測を行
う。図2はこの処理のフローチャートであり、割込み2
ルーティンは実行カウンタを備えていて、1回実行毎に
インクリメントされる。図2を参照しながら説明する。 先ず、非割込み処理部が計測モードに入ると、割込
み2のカウント値nを読み込む(S100)。 これが更新されるのをループしながら待つ(S10
1)。これは計測モードに入ったタイミングが分からな
いので、計測開始のタイミングを合わせるための処理で
ある。この期間が図1では、3の計測期間1(計測開始
までの待ち)であり、図2の右側に示す計測期間1であ
る。 計測が開始されると、次の割込み2のカウント値m
(=n+1)を読込む(S102)。 カウント値mが更新されるまでループして(S10
3)、更新を待ちつつ(S104)、一定のウェイト処
理(i++等のループ回数の加算)を行う(S10
5)。割込み2のカウント値が更新されるとループを抜
ける。この期間が図1では4の計測期間2である。 その後の処理は図1の5の計測期間3にあたる(S
106)。図1の4の計測時間は、ループ(S103〜
105)の回数とループ1回あたりの待ち時間の計数に
よって、測定できる。この場合、割込みカウンタは一番
優先度の低い割込みのものを使用する。これは割込みが
全部含まれることによる。こうして、非割込み処理の走
行時間(図1の4)を得て、割込み2の周期(図1の
2)に対する比率が非割込み処理のCPU占有時間比率
であり、残りが割り込み処理群のCPU占有率となる。Next, the operation will be described. The routine of the interrupt 1 is started in one cycle, and ends when the processing is completed. The routine of the interrupt 2 is started in a cycle of 2, but the execution of the routine of the interrupt 1 having a higher priority is delayed or interrupted during the running. In FIG. 1, the execution time of the interrupt 2 routine is delayed, and the execution of the interrupt 1 routine is interrupted by the execution of the interrupt 1 routine until the processing is completed even after the start, as indicated by the period 2. The execution of the non-interrupt processing is executed only when no interrupt routine is running. This time the CPU for non-interrupt processing
This is the occupation time, and the other time is the CPU occupation time of the interrupt routine group. The interrupt routine is 1
Although the process is completed once, the non-interrupt process is a loop of the program itself, there is no concept of completion, the execution is frequently interrupted, but the process is continuous and it is a continuous operation application . According to the present invention, the CPU occupation time measuring unit is provided in the non-interrupt processing unit, and when entering the “measurement mode”, this portion runs and measures time. FIG. 2 is a flowchart of this processing.
The routine has an execution counter, which is incremented each time it is executed. This will be described with reference to FIG. First, when the non-interrupt processing unit enters the measurement mode, the count value n of the interrupt 2 is read (S100). Wait for this to be updated while looping (S10
1). This is a process for adjusting the timing of the measurement start because the timing of entering the measurement mode is not known. In FIG. 1, this period is three measurement periods 1 (waiting until the start of measurement), and is the measurement period 1 shown on the right side of FIG. When measurement is started, the count value m of the next interrupt 2
(= N + 1) is read (S102). Loop until the count value m is updated (S10
3) While waiting for the update (S104), a constant wait process (addition of the number of loops such as i ++) is performed (S10).
5). When the count value of the interrupt 2 is updated, the process exits the loop. This period is 4 measurement periods 2 in FIG. The subsequent processing corresponds to the measurement period 3 of 5 in FIG.
106). The measurement time of 4 in FIG.
It can be measured by counting the number of times 105) and the waiting time per loop. In this case, the interrupt counter having the lowest priority is used. This is because all interrupts are included. Thus, the running time (4 in FIG. 1) of the non-interrupt processing is obtained, and the ratio of the interrupt 2 to the cycle (2 in FIG. 1) is the CPU occupation time ratio of the non-interrupt processing, and the rest is the CPU occupancy of the interrupt processing group. Rate.
【0007】次に本発明の第2の実施の形態について図
に基づいて説明する。図3は本発明の第2の実施の形態
に係るCPU占有時間測定方法の非割込み処理のフロー
チャートである。図4は図3に示す非割込み処理の割込
み禁止時において1周に掛る時間を示す図である。図5
は図3に示す非割込み処理の割込み許可時において1周
に掛る時間を示す図である。図3において、10はI/
O出力あるいはメモリ書込み等の処理である。つぎに動
作について説明する。図3に示すような非割込み処理
は、通常無限ループの構成をとっている。そのループの
1か所に10のような処理を入れておくことにより、プ
ログラムがこの場所を通ったタイミングを外部で知るこ
とができ、処理1周に掛かる時間を測定することができ
る。先ず、割込みを禁止しておいて非割込み処理1周に
掛かる時間を測定する。この様子は図4に示すように、
非割込み処理の実行が割込み処理により中断されること
は無く、この時の1周時間の測定値は11:T0であ
る。次に、割込みを許可して、この処理1周に掛かる時
間を測定する。この様子は図5に示すように、非割込み
処理の実行は、割込み処理13、割込み処理14によっ
て中断される。ここで中断される時間は言え替えると割
込み処理に掛かった時間である。図5で非割込み処理1
周に掛かる時間の測定結果は12:T1となる。この1
2:T1には非割込み処理に加えて割込み処理に要する
時間が含まれている。従って、時間12:T1から時間
11:T0を減算した時間が割込み処理に掛かった時間
となる。また、割込み処理のCPU占有率は次式で与え
られる。 (T1−T0)/T1 このように、割込みルーティンが占有していないCPU
時間、すなわちCPU空き時間を測定することにより、
割込みルーティンの占有時間を測定できる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart of the non-interrupt processing of the CPU occupation time measuring method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the time required for one round when the interrupt of the non-interrupt processing shown in FIG. 3 is prohibited. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a time required for one round when an interrupt of non-interrupt processing shown in FIG. 3 is permitted. In FIG. 3, 10 is I /
This is processing such as O output or memory writing. Next, the operation will be described. The non-interrupt processing as shown in FIG. 3 usually has an infinite loop configuration. By inserting a process such as 10 in one place of the loop, the timing at which the program has passed this place can be known externally, and the time required for one round of processing can be measured. First, interrupts are prohibited, and the time required for one round of non-interrupt processing is measured. This is shown in FIG.
The execution of the non-interrupt processing is not interrupted by the interrupt processing, and the measured value of one round time at this time is 11: T0. Next, an interrupt is permitted, and the time required for one round of this processing is measured. As shown in FIG. 5, the execution of the non-interrupt processing is interrupted by the interrupt processing 13 and the interrupt processing 14. Here, the suspended time is, in other words, the time required for interrupt processing. Non-interrupt processing 1 in FIG.
The measurement result of the time required for the circumference is 12: T1. This one
2: T1 includes time required for interrupt processing in addition to non-interrupt processing. Therefore, the time obtained by subtracting the time 11: T0 from the time 12: T1 is the time required for the interrupt processing. The CPU occupancy of the interrupt processing is given by the following equation. (T1-T0) / T1 Thus, the CPU not occupied by the interrupt routine
By measuring time, i.e. CPU idle time,
The occupancy time of the interrupt routine can be measured.
【0008】[0008]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
割込みルーティンが占有していないCPU時間、すなわ
ちCPU空き時間を測定することにより、割込みルーテ
ィンの占有時間を測定し、割込み処理に要するCPU占
有比率を得てシステムの最適化・仕様変更効率化を実現
できる効果がある。As described above, according to the present invention,
By measuring the CPU time that is not occupied by the interrupt routine, that is, the CPU idle time, the occupancy time of the interrupt routine is measured, and the CPU occupation ratio required for interrupt processing is obtained to achieve system optimization and efficient specification change. There is an effect that can be done.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るCPU占有時
間測定方法のタイミングチャートである。FIG. 1 is a timing chart of a CPU occupation time measuring method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すCPU占有時間測定方法の処理のフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a process of a CPU occupation time measuring method shown in FIG. 1;
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るCPU占有時
間測定方法の非割込み処理のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of non-interrupt processing of a CPU occupation time measuring method according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図3に示す非割込み処理の割込み禁止時におい
て1周に掛かる時間を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a time taken for one round when interrupts in the non-interrupt processing shown in FIG. 3 are prohibited.
【図5】図3に示す非割込み処理の割込み許可時におい
て1周に掛かる時間を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time taken for one round when an interrupt of non-interrupt processing shown in FIG. 3 is permitted.
1 割込み1の周期 2 割込み2の周期 3 計測期間1 4 計測期間2 5 計測期間3 10 I/O出力orメモリ書込み 11 T0(割込み禁止時の1周時間) 12 T1(割込み許可時の1周時間) 1 Period of interrupt 1 2 Period of interrupt 2 3 Measurement period 1 4 Measurement period 2 5 Measurement period 3 10 I / O output or memory write 11 T0 (one round when interrupt is disabled) 12 T1 (one round when interrupt is enabled) time)
フロントページの続き (72)発明者 平松 和彦 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 Fターム(参考) 5B042 GA23 HH20 MC21 MC29 MC33 5B098 GA02 GA04 GC05 GC10 JJ05Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiko Hiramatsu 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka F-term (reference) 5B042 GA23 HH20 MC21 MC29 MC33 5B098 GA02 GA04 GC05 GC10 JJ05
Claims (2)
の割込みルーティンと、どの割込みルーティンも走行し
ていない時に走行する非割込み処理とを組合わせて構成
されている組込みシステムのCPU占有時間測定方法に
おいて、 前記非割込み処理が走行する時間を測定することにより
前記割込みルーティンのCPU占有時間を測定すること
を特徴とするCPU占有時間測定方法。1. A CPU occupation time measuring method for an embedded system configured by combining one or a plurality of interrupt routines started at a fixed period and a non-interrupt process running when no interrupt routine is running. 5. The method according to claim 1, wherein the CPU occupation time of the interrupt routine is measured by measuring a time during which the non-interrupt process runs.
の割込みルーティンと、どの割込みルーティンも走行し
ていない時に走行する非割込み処理とを組合わせて構成
されている組込みシステムのCPU占有時間測定方法に
おいて、 前記非割込み処理の、すべての割込みを禁止した状態で
の実行時間と、割込みを許した状態での実行時間とか
ら、割込みルーティンのCPU占有時間を測定すること
を特徴とするCPU占有時間測定方法。2. A method for measuring a CPU occupation time of an embedded system configured by combining one or more interrupt routines started at a fixed period and a non-interrupt process running when no interrupt routine is running. Wherein the CPU occupation time of an interrupt routine is measured from the execution time of the non-interrupt processing in a state where all interrupts are prohibited and the execution time in a state where interrupts are permitted. Measuring method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001121192A JP2002318713A (en) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | Cpu occupancy time measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001121192A JP2002318713A (en) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | Cpu occupancy time measuring method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=18971118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001121192A Pending JP2002318713A (en) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | Cpu occupancy time measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002318713A (en) |
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