自作タイマ関数で時々起動しない時がある

他のスレッドで「H8/36094:IRQ0の処理が起動しないことがある」というのを見かけましたが

SH7670で下記のようなソースで自作関数を作成しています

ソースここから→

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
//タイマを設定する
TIME_PROC tproc[]={
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
{0,0},
};
BOOL bWaitTimer=FALSE;
BOOL WaitTimer(int msec,void (*pc)())
{
int i;
CMT.CMSTR.BIT.STR1=0;//タイマ停止
for(i=0; i<10; i++){
if(tproc[i].msec ==0){
tproc[i].msec =msec;
tproc[i].pc =pc;
//1m Sec タイマ開始
if(!bWaitTimer){
bWaitTimer=TRUE;
cpu_ms1_start //タイマを開始させるマクロ
}
CMT.CMSTR.BIT.STR1=1;//タイマ開始
return TRUE;
}
}
//登録できない
return FALSE;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//1mSインターバルタイマ
void cmi1_(void)
{
BOOL flg;
int i;
void (*pc)();
CMT.CMCSR1.BIT.CMF &= 0;
CMT.CMSTR.BIT.STR1=0;
flg=FALSE;
for(i=0; i<10; i++){
if(tproc[i].msec > 0){
tproc[i].msec--;
if(tproc[i].msec == 0){
pc = tproc[i].pc;
tproc[i].pc=0;
pc();
}
}
if(tproc[i].msec > 0)flg=TRUE;
}
if(!flg){
bWaitTimer=FALSE;
return;
}
CMT.CMCSR1.WORD=0;
CMT.CMCNT1.WORD=0;
CMT.CMCOR1.WORD=1000;
CMT.CMCSR1.BIT.CKS=1;//11:Pφ/512
CMT.CMCSR1.BIT.CMIE=1;
CMT.CMSTR.BIT.STR1=1;
cpu_ms1 ++;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
//タイマ関数 end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////

→ソースここまで、これを使用するには

void test(void)

{

}

に飛ばしたい場合に

WaitTimer(100, &test );

等とすると、100ミリ秒後にtest()が実行されるという仕組みですが

どうやらたまに実行されない場合があるということで、なにが原因なのか思案しています

アドバイスお願いできませんでしょうか?

Parents
  • cmi1_(1msインターバルの割り込み関数)が常時動作しているとしたら、
    WaitTimer関数での処理中に割り込まれると、状態がおかしくなる可能性があります。
    WaitTimer関数での処理中は割り込み禁止にした方が良いと思います。
  • Higetakaさん、アドバイスありがとうございます
    遅延関数登録後にはWaitTimer関数が常時動作いたします、これを止めますとミリ秒カウントしなくなるのではと思いますが?というのがその中でtproc[i].msec--;if(tproc[i].msec == 0){をやっていまして割り込み中にマイナスしていき0になった時に遅延関数実行して登録削除のようにしています。
  • > 遅延関数登録後にはWaitTimer関数が常時動作いたします
    常時動作するのはcmi1_関数の事ですよね。

    その後にWaitTimer関数による登録が何回も発生するとして、
    問題が生じそうなケースを考えてみました。
    ---
    BOOL WaitTimer(int msec,void (*pc)())
    {
      CMT.CMSTR.BIT.STR1=0;//タイマ停止
      ★ この後で割り込みが発生する事があります。
      タイマを停止しても、直前に割り込み要因が成立していれば、
      割り込みは発生します。cmi1_関数が実行されるとタイマは再び
      動作し始めます。そしてこの後の処理でも割り込みががんがん
      発生する可能性があります。タイマ登録した関数の処理時間が
      合計で1msを超えれば、数回の割り込みがこの後で発生する
      かもしれません。

      if(tproc[i].msec ==0){
        ★ ここで割り込み禁止にしたい。
          tprocテーブル操作に関して、割り込みとの競合を避ける。
        tproc[i].msec =msec;
        ★ ここでmsecを0以外にした途端、割り込みでtprocが操作されることがある。
        tproc[i].pc =pc;
        //1m Sec タイマ開始
        if(!bWaitTimer){
          bWaitTimer=TRUE;
          cpu_ms1_start //タイマを開始させるマクロ
        }
        CMT.CMSTR.BIT.STR1=1;//タイマ開始
        ★ ここで割り込み許可
        return TRUE;
      }
  • わわいです
    まずはツッコミどころをいくつか。
    ・タイマ割り込み関数内でタイマの初期化している
    fujitaさんも言ってますが、
    >cpu_ms1_start //タイマを開始させるマクロ
    これもおそらくタイマの初期化してませんか?
    そこらへんで割り込みが輻輳してトチ狂ってると予想されます
    ・タイムアウト関数の実行時間が不明、また、タイムアウト関数が割り込み内で実行されている
    まー、ここらへん、いかにも初心者あるあるのコードなんですが、とりあえず現時点での問題はないんでしょうけど、これから色々タイマ関数を追加していく過程でコケるのが目に見えるようです
    割り込み関数とメインループとの輻輳をあえて大量生産するようなコードはちと感心しません。
    また、割り込み関数の実行時間が不明、割り込み内でのスタック消費が不明、ってのはいかにも危ういですねー
    ココらへんでトラブルと、フツーのデバッグでは行き詰まるのは目に見えてます
    タイムアウト関数の実行はメインループ内でしましょうよw
    #まー、タイムアウトで関数を実行させるって自体が、ちとアレですが
  • わわいさん
    「他のタイマ関数」そうですね、ウオッチドッグタイマ等は実行されています。
  • Higetakaさん
    ご丁寧に説明してくださり、一時的に「割り込み禁止」ということだったんですね、
    「タイマを停止しても、直前に割り込み要因が成立していれば、
      割り込みは発生します。cmi1_関数が実行されるとタイマは再び
      動作し始めます。そしてこの後の処理でも割り込みががんがん
      発生する可能性があります。タイマ登録した関数の処理時間が
      合計で1msを超えれば、数回の割り込みがこの後で発生する
      かもしれません。」
    なるほど、そうですね、この現象が発生するのは、複数登録している場合に限らず発生します、例えば極端にTIME_PROC tproc[]を廃止してシングルにしても不都合が発生するのを確認しています。

  • わわいさん
    C言語の初心者で、自分にしては、なかなかいい発想だと思ったのですが、いざ使ってみると信頼性が全くなくて使用できずにいます「割り込み関数の実行時間が不明、割り込み内でのスタック消費が不明、ってのはいかにも危ういですねー」まーそれは割り込み中というのは承知してますから、遅延関数で実行されるのはLEDを消すためにポートをLOWにするとか、実行フラグをFALSEにするとかの後処理です、何かのトリガーのために使用したりです、でも絶対の信頼性がないとダメなので、そういうものを作りたいわけです、WindowsのAPIのtimer関数のようなものを目指したのですが、やっぱり自分で作らないとだめですよね。
  • わわいです
    >遅延関数で実行されるのはLEDを消すためにポートをLOWにするとか、実行フラグをFALSEにするとかの後処理です
    で、あればいいんでしょうけどねえ。
    そういう自分のコードの中の約束事をずっと覚えておけばいいんです。そこの関数を登録するときに、ここは割り込み内だから、変数を使うときはメインルーチンとの輻輳を気にしなければならない、スタックを使いすぎないように、時間がかかる処理はだめ、かんたんな処理しか登録できない、と。
    まあ、それで今組んでるやつに関しては大丈夫かもしれないです。きちんと動いているならそれでOKOK。

    しかし、半年たって修正の必要が出たときにそれをキチンと覚えておけるか、とか、会社に新人が入ってきて、そのコードを引き継いだときにどーなるか、
    あるいは別の仕事で、ああ、タイマルーチンは前に組んだこれあるからそのままもってきたらいいぢゃん、ああ、ちゃんと動くし、わざわざ組まなくてラッキやねー
    とかなんとか考えていくと、なんか暗いストーリーしか思い浮かばないですねー

  • 現状のコードでは
    「合計で1msを超えれば、数回の割り込みがこの後で発生するかもしれません。」
    というのは、ないかもしれないと思えてきました。
    (割込み側でタイマを停止してから関数呼び出しをしているので)

    今のコードの延長でも、資源管理をしっかりすれば、なんとかなると思いますよ。
    管理するべき資源はタイマ(CMT)とテーブル(tproc)です。
    WaitTimerは急に割り込まれても大丈夫なように割り込み禁止でガードをかけるのがポイントです。
    (但し、禁止期間はなるべく短くしたいものです。他の緊急な割り込みが遅れたりする事があるので)

    今の延長で私がデザインするとしたら、以下のような疑似コードにします。

    // IKUZOさんのコードとほぼ同じ
    // 但し、CMTの制御はStartだけ行う。
    WaitTimer()
    {
      ★ タイマ停止は行わない
      for (i) {
        if (tproc[i]が未使用) {
          ★ テーブル&CMT制御は割り込みに邪魔されないようにする。
          disable_irq
          テーブル登録
          if (CMT停止中) {
            CMT Start
          }
          enable_irq
        }
      }
      ★ タイマ再開は行わない
    }

    // IKUZOさんのコードとほぼ同じ
    // 但し、CMTの制御はStopだけ行う。
    cmi1_()
    {
      ★ タイマ停止は行わない
      waiting = false;
      for (i) {
        if (tproc[i].msec > 0) {
          tproc[i].msec--;
          if(tproc[i].msec == 0){
            func呼び出し
          }
        }
        if (tproc[i].msec > 0)
          waiting = true;
      }
      ★ 有効な登録がなければ停止する
      if (!waiting) {
        CMT Stop
      }
      ★ タイマ再開は行わない
    }

  • わわいさん
    なにか別のいい方法て、ご存知ないでしょうか?
  • Higetakaさん
    いろいろ考えていただき、感謝します、ご提案の内容を早速組み込んで評価してみたいと思います。
  • わわいです
    8bitCPUの時代から使っているタイマルーチン群です
    1msのタイマ割り込みルーチンの中では32bit変数をインクリメントさせているだけです
    timeout_set関数で、タイムアウト時間を設定し、timeout_chk関数で、timeout_setの戻り値を与えてやれば、タイムアウト時間経過していればtrueを返します。
    まあ、32bitCPUではこんなシンプルな形となりますが、16bitCPUや8bitCPUでは、tickcnt 変数の読み込みのところで一工夫必要となります。
    これで、tickcnt インクリメントでオーバーフローする場合、timeout_setでオーバーフローする場合、など、いろいろどうなるか考えてみてください。


    #include <stdint.h>
    // 32bit整数
    typedef uint32_t TIMER_T;

    volatile TIMER_T tickcnt;

    // 1ms タイマ割り込みルーチン
    void INT_TIMER1MS(void)
    {
    tickcnt++;
    // その他の処理
    }


    // タイマ設定
    // time_ms :タイマ設定値(*ms)
    // 戻り値:タイマ値
    TIMER_T timeout_set(int time_ms)
    {
    TIMER_T res;
     res=tickcnt;
     res+=time_ms;
     if(res==0) res++;
     return res;
    }

    // タイムアウト判定
    // timer : タイマ値
    // 戻り値:タイム・アウトしていれば true
    int timeout_chk( TIMER_T timer)
    {
     if(timer==0) return 0;

     timer -= timeout_set(0);
     return ((int32_t)timer)<=0;
    }
Reply
  • わわいです
    8bitCPUの時代から使っているタイマルーチン群です
    1msのタイマ割り込みルーチンの中では32bit変数をインクリメントさせているだけです
    timeout_set関数で、タイムアウト時間を設定し、timeout_chk関数で、timeout_setの戻り値を与えてやれば、タイムアウト時間経過していればtrueを返します。
    まあ、32bitCPUではこんなシンプルな形となりますが、16bitCPUや8bitCPUでは、tickcnt 変数の読み込みのところで一工夫必要となります。
    これで、tickcnt インクリメントでオーバーフローする場合、timeout_setでオーバーフローする場合、など、いろいろどうなるか考えてみてください。


    #include <stdint.h>
    // 32bit整数
    typedef uint32_t TIMER_T;

    volatile TIMER_T tickcnt;

    // 1ms タイマ割り込みルーチン
    void INT_TIMER1MS(void)
    {
    tickcnt++;
    // その他の処理
    }


    // タイマ設定
    // time_ms :タイマ設定値(*ms)
    // 戻り値:タイマ値
    TIMER_T timeout_set(int time_ms)
    {
    TIMER_T res;
     res=tickcnt;
     res+=time_ms;
     if(res==0) res++;
     return res;
    }

    // タイムアウト判定
    // timer : タイマ値
    // 戻り値:タイム・アウトしていれば true
    int timeout_chk( TIMER_T timer)
    {
     if(timer==0) return 0;

     timer -= timeout_set(0);
     return ((int32_t)timer)<=0;
    }
Children
  • わわいさん
    フリーランを使用したタイマ処理ですね、簡単そうで理解するのが大変でした、1ミリ秒ですから32ビットであれば0 から 4294967295ですから4,294,967,295は4,294,967秒71582.8分1193.05時間ですから、32ビットで普通の使用条件ならあまり問題にならないと思いますが、かりにこれを64ビットとすればほとんどオーバフローしないですね、タイマ確認関数timeout_chkで時間確認するというのが、これなら安心して使用できますね。
  • わわいです
    このタイムアウト関数は、制限事項が以下の2つです
    ・タイマ設定の上限値は32bitの半分の値
     2の31乗*ms=約24日間 というのがタイマ時間の上限値となります
     また、タイムアウト後約24日間経過するとtimeout_chk関数がfalseを返します
    ・タイマの時間精度は最大+2ms
     タイマ割り込み自体の時間精度は計算に入れない、という条件で
    まー、ふつーに使うぶんには、これらの制限事項は気にする必要はないかなとおもいます

    >かりにこれを64ビットとすればほとんどオーバフローしないですね
    そーすると、タイマの上限値は、(おそらく)人類の生存期間を超えますので、上記の制限事項の一つは消えますね。
    しかし、提示したソースで、単に uint64_t と int64_t に置き換えるだけではダメなので注意しましょう。

    #なにがどーダメかは、あえて書かないでおきますね
  • わわいさん
    32ビットでも「24日」ですから、連続して毎日使用しない分には使えそうですね、また「タイマの時間精度は最大+2ms」もあれば、時間計測でもない限りは十分使用できますね、毎日使用する分には単純に割り込みカウントでは停電でメモリがなくなる可能性があるのでRTCかに持たせた方が良いですよね。
  • LEONです。
    私も以下例のように、超々シンプルなルーチンを使っています。
    分周やインタバルを変えたり、uint型にしたりで、実用用途に合わせます。

    typedef unsigned short int ushort; // 符号無し2Byte
    #define PCLOCK 50000000 // PCLOCK=50MHz
    #define TM10 10 // 10ms インタバルタイマ周期時間
    #define TM_CMCOR (((PCLOCK/8)/1000)*TM10)-1 // =62499 CMT0.CMCORの設定値
    #define TM_1000MS (1000/TM10) // 1000ms
    #define TMC_100US (((TM_CMCOR+1)*100)/10000) // 100us

    volatile static ushort Tm1; // TMカウンタ 10ms精度. ushort型

    //-- 10ms精度のタイマ監視用 --//
    void Int_CMT0(void) // CMT0 インタバルタイマ割込み
    {
    Tm1++; // TMカウンタ更新(ushort型)
    // 0x0000~0xFFFFを永遠に繰り返し
    }

    void Tm1_Start(ushort *ptm1) // 時間計測開始
    {
    *ptm1 = Tm1; // 開始時のTm1値
    }

    ushort Tm1_Check(ushort tm1) // 時間経過チェック
    {
    return((ushort)(Tm1 - tm1)); // 経過時間演算
    }

    <使用例>
     static ushort TmChk;
     Tm1_Start(&TmChk); // 時間計測開始
    :
     if(Tm1_Check(TmChk) < TM_1000MS){ // 1000ms未経過?
    return 等 // 未経過時の処理.他タスク実施等
    }
    経過の処理

    ・CMT0は10msインタバルの設定で初期化時に開始。以降、動作しっぱなし。
    ・メインループ中で、時間計測開始と経過時間チェックを行う。
    ・ushort型なので最大655350ms(約655秒)
    ・開始時のTm1値が 0xFFFE、チェック時のTm1値が 0x0001 の場合、
    0x0001 - 0xFFFE = 0x0003 => 30ms経過
    ・±10ms誤差。1msインタバルなら±1ms誤差。


    実用上、用途によっては上記で十分ではないでしょうか。
    更に精度を上げたい時、以下を追加。10ms未満限定でμsレベルの精度
    が得られます。(メインループが追いつかないけどね)
    //-- 10ms未満の計測用 --//
    void TmC_Start(ushort *ptmC)
    {
    *ptmC = CMT0.CMCNT; // タイマ開始時の CMT0.CMCNT値
    }

    ushort TmC_Check(ushort tmC)
    {
    ushort tmCnt = CMT0.CMCNT;
    if(tmCnt < tmC)
    tmCnt += TM_CMCOR+1;
    return((ushort)(tmCnt - tmC)); // 経過時間演算
    }

    <使用例>
    static ushort TmC_Chk;
    TmC_Start(&TmC_Chk); // 時間計測開始
    :
    if(TmC_Check(TmC_Chk) < TMC_100US) // 100μs未経過?

  • LEONです。
    あは、ちょっと間違えてました。(汗) ごめんなさい。
    ushort tmCnt = CMT0.CMCNT;
    if(tmCnt < tmC)
    tmCnt += TM_CMCOR+1;

    訂正は、あえて書かないでおきますね。
  • LEONさん
    なるほど、これは汎用的なタイマーなのですね、こういうような標準的なものであれば間違いが少なくなるかもしれませんね、是非使用したいと思います。
  • いろいろ教えていただきまして、ありがたく思っています、よくよく考えるに、今時の高速CPUの場合1ミリ秒の割り込みメモリーのインクリメントというのがどれほどのCPU負荷になるのか、「それは微々たるものだよ」ということなのかもしれませんが、新たなアイデアが浮かびまして、2つの方法どう思われますでしょうか?
    ●1.CPUのタイマーはたいてい2つの閾値を設定できるので10個の登録をやめて2個にして割り込ませる
     こうすればCPU時間はタイマ設定のみにすることができる
    難しい点:Aがすでに動作中で途中でBを設定できるのか?
    ●2.CPUのタイマーで変数と組み合わせてスケジュールする
    タイマ予約
    ------------------------------------------>
    --------------------->
    のような設定の場合
    タイマセット--------->割り込み/タイマセット------------>割り込み
    このようにすれば------->の期間はハードウェアでカウントされるのでCPU時間を消費せず、変数の数も制限がない、
    難しい点:タイマ予約が頻発する場合に、タイマの再設定(停止/全体の再スケジュール/再設定)を行うことが必要で停止させて設定している時に時間の誤差が発生しないか?同じタイミングで関数コールが発生した場合はどちらかが優先されるので片方は遅れることにならないか?
    ●end
    ご意見等を教えてください。
  • わわいです
    とにかく実際にやってみましょう。
    実際にやってみれば、なにがダメでなにが優れているのかわかってくるかと思います
  • わわいさん
    おはようございます、「実際にやってみましょう」ですね、これの考えがSH2Aで使用していて、作りこんだものの例のごとく信頼性がなくてそのままにしてありました(作成したが使用せず)いま取り立てて必要ということではないので、今やっているRX64Nのファーム開発後にやってみます、ただこれは意外と便利だと思うので利用範囲としては、なにか処理しないといけない関数で長い時間戻って来ない場合があることは誰でも経験しますよね、そのような場合でも特にライブラリーとかドライバーとかタイム制限はどのようにするのですか?と考えた時にこういうタイマーがあるとタイマー制限で処理をキャンセルさせたりできるので、極端な場合はリセットをかけたりして、復旧を図ることができるようになりますので、これは便利じゃないかと。
  • 平行して複数の経過時間の監視をしたいのであれば、タイマ値記憶用の変数
    (TmChk0, TmChk1...)をいくらでも増やせます。
    タイマルーチンはこの変数を参照しているだけですから、タイマ利用側で
    管理すれば良いです。変数が増えてもタイマルーチンの負荷は増えていません。
    使い終わった変数は使い回しもできます。

    <例>
     static ushort  TmChk0;
     static ushort  TmChk1;
     Tm1_Start(&TmChk0);   // Time0計測開始
     Tm1_Start(&TmChk1);   // Time1計測開始
      :
     while(Tm1_Check(TmChk0) < TM_1000MS){  // Time0は1000ms未経過?
      処理A                // yes; 他タスク等
      if(Tm1_Check(TmChk1) >= TM_100MS){  // Time1は100ms経過?
       Tm1_Start(&TmChk1);         // yes; 再度Time1計測開始
       処理B               // 100ms毎の処理
      }
     }
     Tm1_Start(&TmChk0);           // Time0計測開始の再利用
      :
     if(Tm1_Check(TmChk0) < TM_2000MS)
      :