Czy mogę mieć 1 rdzeń procesora tylko dla mojego programu?

Muszę zmierzyć różnicę czasu między wysokim -> niskim a niskim -> wysokim zboczem sygnału na pinach GPIO. Napisałem prosty program, który to robi. Po uruchomieniu przez pewien czas byłem całkiem zadowolony z wyniku (warianty 0,01 s). Ale od czasu do czasu występował błąd 0,5 s. Myślałem, że może to wynikać z jakiegoś innego procesu systemowego działającego w tym czasie. Więc moje pytanie brzmi:

Czy mogę zarezerwować jeden rdzeń procesora tylko dla mojego programu i pozwolić innym 3 rdzeniom na system?

Używam Raspbian Jessie Lite, więc myślę, że 3 rdzenie będą wystarczające, aby go uruchomić.

Poświęcenie rdzenia jest prawdopodobnie przesadą.

Proponuję wypróbować moją bibliotekę pigpio . Domyślnie czas zmiany GPIO zmienią się z dokładnością do 10µs.

Jako szybki test proponuję spojrzeć na ten przykład w Pythonie , który wydrukuje dowolne przejście na poziomie GPIO i czas w mikrosekundach od ostatniego przejścia na tym GPIO.

pigpio nie jest domyślnie instalowany w Jessie Lite. Zainstaluj najnowszą wersję z połączonej witryny lub starszą wersję w repozytoriach.

sudo apt-get install pigpio python-pigpio python3-pigpio

pigpio - Library for Raspberry Pi GPIO control
python-pigpio - Python module which talks to the pigpio daemon (Python 2)
python3-pigpio - Python module which talks to the pigpio daemon (Python 3)

Możesz zablokować swój program na jednym rdzeniu, korzystając z schedutilsopisu opisanego w tym artykule Cyberciti :

sudo apt-get install schedutils
sudo taskset -c 3 -p 13545  # Lock PID 13545 to core 3

Inne procesy można jednak nadal planować na tym samym rdzeniu. Drugą rzeczą do zrobienia jest upewnienie się, że twoje polecenie działa z najwyższym priorytetem za pomocą polecenia nice (to poinformuje jądro Linuksa, że ​​inne procesy powinny być w razie potrzeby wyprzedzone ). Uruchom swój program w ten sposób:

nice -n -20 your-program

Istnieje kilka innych możliwych przyczyn problemów z synchronizacją. Nie jest to tak łatwe do zrobienia:

• Jeśli programujesz w Pythonie, istnieje moduł czyszczenia pamięci, który czasami wstrzymuje program, aby zwolnić nieużywaną pamięć.
• Przerwania powodują, że CPU obsługuje coś innego niż chcesz. Na przykład pakiety sieciowe lub inne wejścia / wyjścia.
• Jeśli twój program dużo śpi, mogą istnieć inne procesy, które zapełniają pamięć podręczną procesora (pamięć podręczna L1 / L2). Zmusza to do oczekiwania na dostęp do pamięci RAM.
  • Co gorsza, jeśli pamięć RAM jest pełna, więc proces zostaje zamieniony na dysk, ponieważ karty SD są wolne.

Istnieją sposoby, aby proces był przetwarzany w czasie rzeczywistym , co oznacza, że ​​będzie on przebiegał z pewnymi gwarancjami czasowymi. Problem polega na tym, że wszystko inne może być wolniejsze i jest to złożony temat. Jeśli chcesz pójść w dół tej króliczej nory, sugeruję, abyś zaczął czytać o procesach czasu rzeczywistego w Linuksie .

Ponieważ masz wymagania dotyczące czasu, Raspberry Pi nie jest już odpowiednią platformą do tego. To nie jest platforma czasu rzeczywistego, a czas może zostać zepchnięty przez wiele różnych źródeł zakłóceń.

Zamiast tego powinieneś użyć mikrokontrolera, aby zmierzyć ten czas, najlepiej za pomocą przerwań i przekazać informację Pi później.

Zgodnie z twoimi wymaganiami nie sądzę, że musisz używać procesora jednordzeniowego. Musisz mieć pewność, że Twój program działa cały czas. Aby to osiągnąć, możesz ustawić priorytet swojego programu na bardzo wysokim poziomie, aby nie zakłócał go żaden inny proces.

O ile mi wiadomo, system operacyjny (ogólnego przeznaczenia), którego używamy, nie jest przeznaczony do użytku w systemach czasu rzeczywistego, więc jeśli chcesz uruchomić proces w czasie rzeczywistym, aby żaden inny proces go nie zakłócał, musisz iść dla systemu operacyjnego czasu rzeczywistego (RTOS). Może wymyślą podstawowy wybór. :)