當(dāng)您的系統(tǒng)中有一個(gè)應(yīng)該定期執(zhí)行的任務(wù)時(shí)（例如，它需要每五毫秒讀取一次傳感器值），那么您就有一個(gè)對(duì)隨機(jī)延遲敏感的系統(tǒng) - 也稱(chēng)為“抖動(dòng)” ”。當(dāng)您的任務(wù)出現(xiàn)抖動(dòng)時(shí)，它有時(shí)必須等待比其預(yù)期的睡眠時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間才能下一次激活。一些輕微的抖動(dòng)通常沒(méi)有問(wèn)題，而且通常很難避免，但過(guò)度的抖動(dòng)是另一回事。

（過(guò)度）抖動(dòng)的明顯癥狀可能與您在遭受CPU 饑餓、從一般遲緩到間歇性數(shù)據(jù)丟失甚至故障的系統(tǒng)中看到的非常相似。修復(fù)方法也很相似：確保正確設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級(jí)并避免長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

首先要確保 RTOS 配置為使用搶占式調(diào)度，以便操作系統(tǒng)可以在需要執(zhí)行更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)時(shí)搶占正在運(yùn)行的任務(wù)。并確保 RTOS 滴答率（RTOS 定時(shí)器中斷發(fā)生的頻率）設(shè)置得足夠高，因?yàn)檫@決定了系統(tǒng)調(diào)度程序的精確度。理想情況下，您希望兩個(gè)連續(xù) RTOS 滴答之間的時(shí)間比系統(tǒng)中最頻繁任務(wù)的周期時(shí)間短得多，并且理想情況下是這些周期的公約數(shù)。在實(shí)踐中，RTOS 滴答率可以在實(shí)時(shí)精度和 RTOS 處理開(kāi)銷(xiāo)之間進(jìn)行權(quán)衡，因?yàn)?RTOS 滴答會(huì)占用一些處理器周期。在 32 位系統(tǒng)上，這種開(kāi)銷(xiāo)通常是微不足道的，但對(duì)于速度較慢的 8 位或 16 位 MCU，這種影響會(huì)更加明顯。

永遠(yuǎn)不要禁用中斷來(lái)保護(hù)代碼中的關(guān)鍵部分，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)檫@會(huì)禁用 RTOS 以及我們剛剛討論過(guò)的調(diào)度。相反，您可以使用互斥鎖保護(hù)關(guān)鍵部分，或者更好的是，創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)來(lái)管理您需要保護(hù)的資源。

準(zhǔn)確、搶先的 RTOS 調(diào)度是減少抖動(dòng)的關(guān)鍵，但即使這樣，您也可能會(huì)遇到一些抖動(dòng)。如果你發(fā)現(xiàn)干擾來(lái)自高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，你可以考慮改變優(yōu)先級(jí)。也可以微調(diào)所涉及任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間，使它們不再相互干擾。第三種選擇是重組阻塞任務(wù)以減少在高優(yōu)先級(jí)上花費(fèi)的時(shí)間。

如果您發(fā)現(xiàn)抖動(dòng)是由中斷服務(wù)程序 （ISR） 引起的，您最好的辦法是嘗試減少其在中斷級(jí)別的執(zhí)行時(shí)間。例如，這可以通過(guò)重構(gòu)代碼并將一些處理移至普通任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果您的任務(wù)具有非常低的抖動(dòng)容限，那么最后一種選擇是重構(gòu)任務(wù)本身；它對(duì)時(shí)間最關(guān)鍵的部分可以實(shí)現(xiàn)為在定時(shí)器中斷上運(yùn)行的 ISR。

Tracealyzer 在定位抖動(dòng)方面非常有用。在上圖中，X 軸是時(shí)間線，每個(gè)點(diǎn)代表特定任務(wù)的一次執(zhí)行。Y 值是自上次執(zhí)行以來(lái)的時(shí)間（以毫秒為單位）。通常我們?cè)谌蝿?wù)激活之間有 5 毫秒，但從圖中可以明顯看出，我們有一次幾乎是 7 毫秒，兩次也有 6 毫秒。

為什么會(huì)有這些延誤？該圖無(wú)法回答這個(gè)問(wèn)題，但它提供了指向我們應(yīng)該更詳細(xì)地跟蹤執(zhí)行以了解發(fā)生了什么的地方的指針。

審核編輯：郭婷