NoTime是基于實時系統構建的.NET控制臺開發框架,用戶可以使用VisualStudio方便快捷地開發基于.NET語言的實時程序模塊,實現最小125微秒的線程調度周期。這樣一來,工程師的工作重心就能轉移到設備運控及邏輯程序本身,無需關心實時性的實現了。
我們先打開軟件自帶的案例,案例的功能主要是實現NoTime和Windows之間線程sleep的精度對比,流程是啟動線程后,函數中是一個while循環,循環里流程是NoTime中先sleep 125μs,因為Windows最小的單位是1ms,所以Windows這邊是sleep 1ms,然后獲取微秒級的時鐘值,再減去上次獲取到的時鐘值,并且將差值做最大值計算,將最大值記錄下來,后面這一段是手動清除最大值。
下面我們啟動案例,看一下結果:可以看到NoTime這邊,sleep 125μs的值基本在125~141之間。但是Windows這邊的sleep 1ms的精度基本上會隨著Windows的調度而隨之變大變小,特別是我們打開一些占用CPU比較高的程序的時候。
介紹了NoTime的高精度線程能夠實現最小125微秒的線程調度周期。那么如何在Windows與NoTime中部署機器控制程序,才能夠在最小改動的情況下,輕松實現性能的提升呢?
以下是我們建議放在NoTime中執行的程序:
1.從業務層來看,NoTime主要適合實現有實時性要求的業務邏輯。對于具有周期重復性、需要快速啟停的動作程序,建議放到NoTime里,保障快速穩定運行,例如短距離高速往返運動。
2.安全控制業務以及異常處理邏輯建議放到NoTime里,這樣就能保證即便Windows藍屏后,程序仍然可以正常運行,避免出現設備失控等情況。
3.全局報警信號監控是適合放在NoTime里的,因為NoTime中刷新頻率更高,一能更快地捕捉IO觸發,二是比較穩定不會受到電腦環境干擾。
4.如果在一段運動中需要IO觸發后馬上就切換運動指令,而且從IO觸發到執行運動指令的時間要求較短,可以將其單獨放在NoTime中,避免因Windows波動而導致運動指令切換延后,引起軸實際已經過沖。
5.若有與外設實時通信的需求,可以基于我們的實時通信庫實現,支持在NoTime下基于串口及網口與外設通信。
6.對通訊及對運動速度 需求不高的程序可以仍然放在Windows端不用改動,這樣就可以在保留現有完整功能的同時,完成遷移工作,減少單次工作量。
因NoTime提供的是一個開發平臺,具體業務劃分是不受限制的,可以將很小的一個功能函數在NoTime實現,也可以將一個較大的業務模塊在NoTime實現。所以對于現有軟件要將部分功能遷移到NoTime下來說,軟件本身改動不大,Windows下的原有功能也可以保留。
那么如何快速的部署NoTime,讓原有程序以最小的改動實現性能提升,以及如何使用NoTime的基本程序結構呢?
大家好,我是ProU軟件工程師傅超,我們提供了一個NoTime中的基本程序結構,大致分為運動流程,流程管理,通訊及數據四個部分:
1. 運動流程
首先看到的是我們NoTime程序的入口,在這我們先打開了和ProR的通訊通道,這個是必須要有的,而后是建立共享內存,這個內容我們后面會仔細講解,Maintask也就是我們主流程,我們轉到定義來仔細看一下。
在這我們初始化了三個數據結構體,調用了子流程1,子流程2的功能函數,目前這兩個函數里的內容是一樣的,可以看到只是簡單的將一些數據置為0,下面的子流程3我們用了流程管理的結構,這個“add”就是添加了子流程3里的函數,子流程的函數我們就寫具體的運動流程代碼或者某功能的實現代碼。
2.流程管理
我們轉到定義來看下流程管理的結構,這個管理結構在NoTime和Windows下都是通用的,我們把需要執行的子流程的函數做了一個統一管理,可以先看一下注冊的動作,我們做了一個簡單的封裝,可以更加便捷的去添加子流程里的動作。原理就是我們把要執行的函數都先添加到一張列表里,流程啟動和停止通過變量去控制整張列表里函數的運行,值得一提的是,列表里函數在運行完后都會有一個反饋狀態,有反饋狀態我們就可以更好的控制流程的運轉,目前是有錯誤,完成,執行中三種,這個可以后面再自定義補充。
3.通訊
接下來我們看下通訊,在這我們展示的是NoTime和Windows的交互方式,相關功能函數都是放在一個獨立的文件里,便于更加快捷的定位和操作。本次案例里采用的是共享內存,回顧一下NoTime程序的入口函數,在這是創建了共享內存,然后在windows下打開共享內存,從而實現NoTime與Windows的交互,若有與外設基于串口或網口通訊需求的也可以放在這一塊。
4.數據
我們分成了PublicData和GlobalData兩種數據結構體,PublicData里面建立的數據是針對于主流程的以及基本需要的,比如退出指令和循環次數,而GlobalData里面則是針對于子流程的,現在這里面放的就是子流程的一些狀態。
審核編輯:劉清
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原文標題:NoTime高精度線程和快速部署
文章出處:【微信號:伺服與運動控制,微信公眾號:伺服與運動控制】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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