タイマーをつかったリアルタイム性の実現

質問

組込みソフトウェアにおける、タイマーを使ったリアルタイム性を実現したソースコードとはどのような感じになるのでしょうか？サンプルコードなどあれば載せていただきたいです。できればjavaで記述されたものだと自分も理解しやすいです。おねがいします。

回答No.1

chie65536（@chie65535）

タイマーで行う場合は、以下のようにします。

・「状態を保存しておくメモリ」を「１つ前の状態」と「最新の状態」の２つ用意します。

・初期化ルーチンで、初期化時のハードウェアの状態を取り込んで、２つとも「今の最新の状態」にします。

・タイマーで起動されたイベントプロシージャで「最新の状態メモリ」を「１つ前の状態メモリ」にコピーしてから「最新の状態メモリ」に、今のハードウェアの状態を取り込みます。

・次に「最新の状態メモリ」と「１つ前の状態メモリ」を比較していって、違いがあったら（変化があったら）、違う部分をディスプレイ機器に出力します。

ただし、この方法では「タイマー間隔より短いワンショットトリガを検知出来ない」ので、普通は、こういう書き方はしません。

例えば、次のタイマーイベントが来る前に「０⇒１、１⇒０」と言う連続した変化があると、結果的に「前回は０、今回も０」になって、変化したのを検知出来ません。

だたし「一定の長さより短い状態変化はノイズとして無視する必要がある」って場合は「タイマー間隔より短い変化は検知できない」ってのを利用して、上記のようにタイマーで処理します。

リアルタイム性を重視して、タイマーで処理しない場合は、以下のようにします。

・「状態を保存しておくメモリ」を「１つ前の状態」と「最新の状態」の２つ用意します。

・初期化ルーチンで、初期化時のハードウェアの状態を取り込んで、２つとも「今の最新の状態」にします。

・次に「ハードウェアに変化があったら割り込みが入る」ように割り込みを設定します。

・割り込みで起動されたイベントプロシージャで「最新の状態メモリ」を「１つ前の状態メモリ」にコピーしてから「最新の状態メモリ」に、今のハードウェアの状態を取り込みます。

・次に「最新の状態メモリ」と「１つ前の状態メモリ」を比較していって、違いがあったら（変化があったら）、違う部分をディスプレイ機器に出力します。

この方法では「ハードウェアが変化して割り込みが来たら、最新のハードウェアの状態を取り込む」ので「割り込み発生から状態取り込みまでの非常に短い間」だけが「盲点」になるので、それより長いワンショットトリガを見落とす事はありません。

通常、組み込みソフトウェアでタイマーを使うのは「ウォッチドックタイマー」のみで、たいていは割り込みで処理します。

ウォッチドックタイマーは「正常にプログラムが動作している場合には、一定期間内に必ず通る場所」で「タイマーの初期化」をして、正常時にはタイマー割り込みが来ないようにします。

タイマー割り込みが来た場合は「プログラムがどこかでハングアップしている」などで異常な状態なので、ソフトウェアを再起動（リセット）します。