[發明專利]高精度測量嵌入式系統中斷時長的方法、系統及介質

在審

• 申請號: 202210127665.3
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114489801A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王東方;弓羽箭;韓輝;徐貴洲;焦進星
• 申請（專利權）人: 廣州翼輝信息技術有限公司
• 主分類號: G06F9/32
• 分類號: G06F9/32;G06F9/448;G06F9/48
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理事務所(普通合伙) 11552
• 代理人: 張麗俠

本發明公開了一種高精度測量嵌入式系統中斷時長的方法，涉及計算機技術領域。包括以下步驟：S1指定異常向量號對應中斷異常類型；S2當中斷異常出現時，系統跳轉到系統的通用異常入口函數；S3通用異常入口函數通過異常類型數值，判斷異常種類；S4在中斷入口函數中，調用中斷向量處理宏函數；S5在中斷向量處理宏函數入口，先執行中斷時長測量啟動宏函數，獲取入中斷時間戳，再調用執行中斷處理函數，獲取出中斷時間戳，最后在中斷向量處理宏函數出口，執行中斷時長測量結束計時和數據統計功能宏函數；S6中斷處理完成后，返回至系統態。本發明是一種非入侵式性能分析方法，可在不修改程序功能流程的前提下，充分利用硬件資源，提高調試效率。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體涉及一種高精度測量嵌入式系統中斷時長的方法、系統 及介質。

背景技術

中斷是計算機系統中的一個十分重要的概念，現代計算機毫無例外地都采用中斷機制。在 計算機執行程序的過程中，由于出現某個特殊情況(或稱為“事件”)，使得CPU中止現行程 序，轉去執行該事件的處理程序(俗稱中斷處理或中斷服務程序)，待中斷服務程序執行完畢， 再返回斷點繼續執行原來的程序，這個過程稱為中斷。

中斷延遲(中斷時長)是實時操作系統最重要的性能指標之一，其通常指外部設備發出中 斷請求至操作系統中斷服務例程執行第一條指令經過的時間，而中斷延遲的精確測量對于定量 分析實時操作系統實的時性能具有重要意義。

目前中斷延遲的測量方式大致有兩種：第一種就是PWM中斷引腳測試法(示波器測試法)， 如圖1所示，示波器測試法：首先用示波器通道1輸出一個固定頻率的方波輸入到一個測試 GPIO(PIN1)，然后示波器通道2接到另一個測試的GPIO(PIN2)上，程序設置PIN1為中斷 上升沿(或下降沿)觸發模式，PIN2則最開始為低電平，當到中斷處理入口時，設置為高電 平。示波器上測量PIN1輸入觸發信號和PIN2引腳輸出高電平之間時間差，則可得出中斷響應 時間；第二種則是定時器法，如圖2所示，計時器測試法：使用芯片內部的兩個定時器進行測 量，原理上是開啟兩個計數器，一個是向上遞增的計數器，另外一個是向下遞減的計數器，遞 減的計數器當一直遞減到0時，產生中斷。暫時定義為這兩個定時器為timer1和timer2，在 某一個時間點，同時設置timer1倒計時2s，并且記錄此時timer2的計數1，cnt1。當2s倒 計時后，中斷響應，此時硬件在做處理，執行到實際的中斷處理后，在中斷處理最開始的代碼 處記錄下timer2的計數cnt2。于是可以得到中斷響應時間為：cnt2-cnt1-2s。當然，這個倒 計時2s可以根據具體的情況進行調節。

然而，上述兩種測量方法都屬于入侵式性能分析方法，使用時，需要修改程序功能流程， 操作不方便。

發明內容

本發明提供的一種高精度測量嵌入式系統中斷時長的方法、系統及介質，旨在解決上述背 景技術中存在的問題。

為了實現上述技術目的，本發明主要采用以下技術方案：

一種高精度測量嵌入式系統中斷時長的方法，包括以下步驟：

S1指定中斷異常處理函數，作為中斷異常向量表中具體異常向量號的服務函數，使該異 常向量號對應中斷異常類型；

S2當中斷異常出現時，系統進入內核態，構建陷阱程序環境，保存現場寄存器組，然后 跳轉到系統的通用異常入口函數；

S3通用異常入口函數讀取現場寄存器組信息，通過異常類型數值，判斷異常種類，若為 其他異常，則調用相應的其他異常處理函數，若為中斷入口異常，則調用中斷入口函數；

S4在中斷入口函數中，最終調用中斷向量處理宏函數；

S5在中斷向量處理宏函數入口，先執行中斷時長測量啟動宏函數，獲取入中斷時間戳， 再調用執行中斷處理函數，獲取出中斷時間戳并統計數據，最后在中斷向量處理宏函數出口， 執行中斷時長測量結束計時和數據統計功能宏函數，中斷清理流程；