Latenzspitzen während der Datenprotokollierung in Echtzeit Embedded Linux

Question

Ich habe einen Roboter, der Steuercode mit Echtzeitpriorität auf einem PREEMPT-RT Patched Linux OS auf einem Beaglebone Black ausführt. Der gesamte Code ist in C geschrieben und läuft mit 500Hz.

Ich habe bemerkt, Latenz im Bereich von ein paar hundert Millisekunden hin und wieder beim Ausführen des Codes und ich habe es auf die Datenprotokollierungsfunktion, die ich schrieb. Diese Latenz führt dazu, dass die Steuerung meines Roboters fehlschlägt, da ich abhängig von der Echtzeitfunktion viel habe.

Der relevante Teil des Codes ist unten. Ich habe eine Menge Code aus Gründen der Übersichtlichkeit geschnitten, aber ich werde diesen Beitrag bearbeiten, wenn etwas benötigt wird.

Ich muss Daten von mehreren Variablen (wahrscheinlich 20-50) mit einer guten Rate, vielleicht 100-125Hz protokollieren. Daten müssen nicht mit der Kontrollrate protokolliert werden (alle 2 ms), aber ich habe sie auf 12 ms verringert und sehe immer noch Latenzspitzen alle paar Minuten.

Die Latenz kann ein Problem mit dem fprintf Aufruf sein. Ist dies eine Einschränkung des BeagleBone Black, mein Code oder nur die Art der Datenprotokollierung?

Eine ähnliche Frage wurde hier gefragt, aber schien nicht mein Problem zu beheben: Finding latency issues (stalls) in embedded Linux systems

Answer 1

fprintf zu verwenden ist eine große Zeitenke, insbesondere für R/T-Protokollierung. Loggen Sie sich binär ein und schreiben Sie ein Dienstprogramm, um es später auszudrucken.

Statt:

fprintf(file,"%.2f %.2f %.2f",data1,data2,data3); 

Do:

fwrite(&data1,sizeof(double),1,file); 
fwrite(&data2,sizeof(double),1,file); 
fwrite(&data3,sizeof(double),1,file); 

Noch besser:

struct data { 
    double data1; 
    double data2; 
    double data3; 
    time_t event_time; 
    ... 
}; 

struct data data; 

fwrite(&data,sizeof(struct data),1,file); 

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Wenn es immer noch zu langsam ist, fügen Sie die Struktur an eine Ringwarteschlange und habe einen separaten Thread schreibe die Einträge aus.

Wenn die Plattenschreib nicht mit den [jetzt] Binärdaten Schritt halten kann, um die Ring-Warteschlange erhalten und nur die Warteschlange post-mortem-Dump, wenn Sie einen fatalen Fehler

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auch erkennen, betrachten Verwenden Sie mmap, um auf die Datei beim Schreiben zuzugreifen. Siehe meine Antwort [mit Benchmarks] hier: read line by line in the most efficient way *platform specific*