多線程 RTOS 應(yīng)用程序的一個(gè)更被低估的方面是您不能只查看代碼來(lái)完全了解應(yīng)用程序的工作原理。
你需要知道它的各個(gè)部分是如何相互通信的,并且你需要很多其他信息:任務(wù)執(zhí)行需要多長(zhǎng)時(shí)間,是否有任何潛在的競(jìng)爭(zhēng)條件或死鎖,你是否滿足你的時(shí)間要求等等。
您希望代碼做什么和它實(shí)際做什么可能在許多方面有所不同,這些方面既難以在代碼中看到,也難以測(cè)試。這對(duì)所有使用多線程代碼的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn),無(wú)論他們使用的是 RTOS 還是 Linux,最好使用可視化跟蹤診斷工具進(jìn)行管理,讓您深入了解我所說(shuō)的代碼的“黑暗面”——您可以從字面上理解看看它在執(zhí)行時(shí)的行為。
視覺(jué)時(shí)間線是一個(gè)很好的起點(diǎn)。在許多情況下,查看隨時(shí)間分布的軟件事件、消息和任務(wù)執(zhí)行很重要,例如當(dāng)錯(cuò)誤的精確位置從癥狀中不明顯時(shí)——計(jì)算機(jī)可能在數(shù)字處理和文本日志中搜索方面表現(xiàn)出色,但通常你不知道要搜索什么。在視覺(jué)模式識(shí)別方面,人腦表現(xiàn)出色。
顯示軟件事件的可視化時(shí)間線可以讓您大致了解嵌入式應(yīng)用程序的內(nèi)部工作原理,如果您需要深入挖掘以查找錯(cuò)誤,這是一個(gè)很好的起點(diǎn)。
調(diào)試時(shí)更好的洞察力意味著將有更少的猜測(cè),并且更有可能找到根本原因。在無(wú)法使用傳統(tǒng)方法(如在斷點(diǎn)處暫停系統(tǒng))的情況下,它也是一個(gè)很大的幫助。
你說(shuō) printf 調(diào)試怎么樣?是的,printf 很容易部署,有時(shí)它確實(shí)是你所需要的,但它的價(jià)格很高。將調(diào)試打印輸出放在對(duì)時(shí)間敏感的應(yīng)用程序代碼中是有風(fēng)險(xiǎn)的,并且不能很好地?cái)U(kuò)展到更復(fù)雜的應(yīng)用程序和更快的處理器。此外, printf 通常非常慢,每次打印輸出大約為幾毫秒。相比之下,針對(duì)軟件事件跟蹤的優(yōu)化解決方案可以比這快大約 100 倍,允許您在同一時(shí)期收集更多信息。
確保在整個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中測(cè)量時(shí)間和性能。做得對(duì),這可以確保您可以在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并解決任何問(wèn)題,而不是在承諾的交付日期之前與時(shí)間賽跑。
滿足時(shí)序規(guī)范對(duì)于具有嚴(yán)格要求的實(shí)時(shí)系統(tǒng)至關(guān)重要,但對(duì)于幾乎所有嵌入式系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)也很重要。沒(méi)有人喜歡遲緩的觸摸屏或無(wú)法提供承諾吞吐量的慢速 wifi 路由器。同樣,根本原因從源代碼中可能并不明顯,如果真正的問(wèn)題是糟糕的軟件設(shè)計(jì),那么簡(jiǎn)單地切換到更快的處理器可能沒(méi)有任何好處。
如果你發(fā)現(xiàn)自己在一個(gè)項(xiàng)目中“調(diào)試地獄”,大量的調(diào)試會(huì)消耗房間里的所有能量并阻止項(xiàng)目向前推進(jìn),那么視覺(jué)跟蹤診斷可以幫助你。在基于 RTOS 的應(yīng)用程序的軟件設(shè)計(jì)中未能遵循最佳實(shí)踐通常是一個(gè)主要的促成因素,并且它可能以例如性能差、處理器負(fù)載高或瞬態(tài)錯(cuò)誤的形式出現(xiàn)。任務(wù)之間的大量依賴是另一個(gè)可以改進(jìn)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)信號(hào)。
即使是架構(gòu)糟糕的系統(tǒng)也可能在今天運(yùn)行,但它們將具有復(fù)雜和混亂的行為以及較差的可測(cè)試性,這增加了泄漏到生產(chǎn)設(shè)備中的難以捉摸的錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。而且它們幾乎肯定會(huì)很脆弱,因此代碼或環(huán)境中的微小變化都會(huì)導(dǎo)致它們失敗。
可視化跟蹤診斷幫助開(kāi)發(fā)人員分析和改進(jìn)他們的軟件設(shè)計(jì),確保系統(tǒng)行為穩(wěn)定可靠。當(dāng)您可以更早地發(fā)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)缺陷時(shí),修復(fù)它們所需的更改就會(huì)更少。設(shè)計(jì)改進(jìn)還可以帶來(lái)更好的系統(tǒng)性能和響應(yīng)能力,這反過(guò)來(lái)又可以讓您選擇更具成本效益的處理器來(lái)降低 BoM 成本或使用更低的時(shí)鐘頻率來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。
使用您的跟蹤工具將跟蹤數(shù)據(jù)連續(xù)流式傳輸?shù)街鳈C(jī),如果需要,您可以在其中存儲(chǔ)很長(zhǎng)的記錄,甚至在屏幕上實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。跟蹤流使您能夠監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試或?qū)ふ译y以重現(xiàn)的罕見(jiàn)錯(cuò)誤。視覺(jué)跟蹤診斷允許在高級(jí)視覺(jué)概覽中發(fā)現(xiàn)異常并深入到特定事件以準(zhǔn)確找出發(fā)生了什么。
最后,可視化跟蹤診斷可以實(shí)現(xiàn)為純軟件解決方案,不需要額外的硬件,甚至不需要調(diào)試探針。在內(nèi)存和處理器使用方面存在成本,但通常不會(huì)超過(guò)您可以在整個(gè)開(kāi)發(fā)、測(cè)試甚至部署過(guò)程中將其保留在系統(tǒng)中(如果您愿意)。在所有階段都能獲得這些信息意味著每個(gè)人每天都能從中受益。
這種方法允許記錄來(lái)自應(yīng)用程序的任何相關(guān)信息,包括在運(yùn)行時(shí)未公開(kāi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)。數(shù)據(jù)可以與可視化執(zhí)行時(shí)間線并行繪制,以便在運(yùn)行時(shí)深入了解您的應(yīng)用程序。這樣,您就可以制作出能夠擊敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的出色產(chǎn)品。
遵循這五個(gè)最佳實(shí)踐,在系統(tǒng)級(jí)別獲得對(duì)實(shí)時(shí)行為所需的可見(jiàn)性,以提高產(chǎn)品質(zhì)量并加快開(kāi)發(fā)速度,從而更快地進(jìn)入市場(chǎng)。
審核編輯:郭婷
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