Raspberry Pi 2 Model B (以下RPi)
Raspbian Jessie
Python 2.7.9

組込みCでの移植も考えて、RPi上でC実装をしている。
ナノ秒とミリ秒待つ処理はどのように実装するのか?

参考

指定された時間だけ停止する @ c-lang.net

情報感謝です。

code v0.1

上記の情報を参考に、以下を実装してみた。

test_delay_180301.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>

# define MILLI_SEC (1000000)

void wait_millisecond(int wait_msec)
{
	int loop;
	struct timespec req = {0, MILLI_SEC};
	
	for(loop=0; loop < wait_msec; loop++) {
		nanosleep(&req, NULL);
	}
}

void wait_nanosecond(int wait_nsec)
{
	int loop;
	struct timespec req = {0, 1};
	
	for(loop=0; loop < wait_nsec; loop++) {
		nanosleep(&req, NULL);
	}	
}

int main(void)
{	
	printf("start\n");
	wait_nanosecond(10);
	printf("next\n");
	wait_millisecond(3000);
	printf("end\n");
	return 0;
}

run

$ ./test_delay_180301 
start
next
end

期待通りの「待ち」処理になっているようだ。

nanosleep()の失敗時(-1が返る)の対応はしていない。

code > 外部ソース化

以下のように外部ソース化した。

wait_msec_nsec_180301.h
wait_msec_nsec_180301.c
test_delay_180301.c

wait_msec_nsec_180301.h

# ifndef __WAIT_MSEC_NSEC_180301_H
# define __WAIT_MSEC_NSEC_180301_H

void Wait_millisecond(int wait_msec);
void Wait_nanosecond(int wait_nsec);

# endif

wait_msec_nsec_180301.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>

/*
 * v0.1 2018/03/01
 *   - add Wait_nanosecond()
 *   - add Wait_millisecond()
 *   - add [MILLI_SEC]
 */

# define MILLI_SEC (1000000)

void Wait_millisecond(int wait_msec)
{
	int loop;
	struct timespec req = {0, MILLI_SEC};
	
	for(loop=0; loop < wait_msec; loop++) {
		nanosleep(&req, NULL);
	}
}

void Wait_nanosecond(int wait_nsec)
{
	int loop;
	struct timespec req = {0, 1};
	
	for(loop=0; loop < wait_nsec; loop++) {
		nanosleep(&req, NULL);
	}	
}

test_delay_180301.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>
# include "wait_msec_nsec_180301.h"

int main(void)
{
	printf("start\n");
	Wait_nanosecond(10);
	printf("next\n");
	Wait_millisecond(3000);
	printf("end\n");
	return 0;
}

run

$ gcc wait_msec_nsec_180301.c test_delay_180301.c 
$ ./a.out 
start
next
end

時間精度

RPiのGPIO26でH,LレベルをWait_millisecond(5)で変化させてみた。
それをオシロスコープで測定 (Tektronix TPS 2024)。

5.6msecの変化となった。

bug

Wait_nanosecond(50);
実行時にオシロスコープでは4msecの変化となるバグがあるようだ。

Wait_microsecond(5);
を追加し、実行時にオシロスコープでは560usecの変化であった。

Wait_millisecond()のみ使用可能

Wait_millisecond()のみが使用可能のようだ。

関連: 電子工作 > RPi / GPIO / デジボル > 周波数計測ができない > 100HzはOK, それより速いのがおかしい > time.sleep()後の待ちの蓄積だろうか?

The Linux kernels tend to have a higher tick rate, where the intervals are generally closer to 1 millisecond.

1msec程度までしかだめかもしれない。

3.8kHz (260usec)

nanosleep()でtv_nsec=1とした場合の時間は、RPiにて260usecであることがオシロスコープの測定から分かった。
(環境によって変わるかもしれない）。

260usec は 3846Hz = 3.8kHz
クロックで考えると、この半分の1.9kHzとなる。
(クロックのようにH,Lを繰り返した時、最初が260usecで、以降は160usecの間隔になった）。

I2C通信で一般的に使われるのは100kHzや400kHz。