FreeRTOSスケジューリング性能測定

概要

FreeRTOSのスケジューリングレスポンス性能を測ってみる

事前知識

FreeRTOSスケジューリング機能まとめ
ARM Cortex-R5(Armv7-R) PMU使い方（パフォーマンス測定方法）
FreeRTOS Debug, Utility系のTips

測定

以下、いくつかのパターンを測定します。

共通環境

FreeRTOSConhig.h

Config	設定値
configUSE_PREEMPTION	1
configUSE_TIME_SLICING	1
configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION	1
configIDLE_SHOULD_YIELD	1

この設定で行う。変更する場合は、各項目に記載する。
Configの意味は FreeRTOSスケジューリング機能まとめ 参照。

評価ボード

Ultra96
https://www.96boards.org/product/ultra96/
http://zedboard.org/product/ultra96

CortexR5のsingle coreで測定

ちゃんと測定できているか確認

タスク1つで1秒delayさせた前後で測定してみる。プリエンプトされるこないのでほぼ1秒が測定できるはず。

コード（測定部分のみ）

main.c

unsigned long start, end;
static TaskHandle_t TaskHdlPri01;
static void TaskPri01( void *pvParameters ) {
	while(1) {
		start = pmon_start_cycle_counter();
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
		end = pmon_read_cycle_counter();
		xil_printf("time = %ld\r\n", end - start);
	}
}

int main( void )
{
    ...
    xTaskCreate(TaskPri00,"TaskPri00", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &TaskHdlPri00 );
    ...

結果

time = 499993470
time = 499992880
time = 499996332
time = 499996662

あれ、スペックではR5は600MHzのはずだが、、
xparameters.hで↓な記述があった。測定は大丈夫そう。

xparameters.h

/* Canonical definitions for peripheral PSU_CORTEXR5_0 */
# define XPAR_CPU_CORTEXR5_0_CPU_CLK_FREQ_HZ 500000000

単純なプリエンプト性能

TaskPri00 優先度0
TaskPri01 優先度1
として

1. TaskPri01がSuspend
2. TaskPri02がResume
3. TaskPri01がRunnning状態
   2-3を測定する。

環境

コード(測定用の部分のみ)

unsigned long start, end;
static TaskHandle_t TaskHdlPri00;
static TaskHandle_t TaskHdlPri01;
static void TaskPri00( void *pvParameters ) {
	while(1) {
		//xil_printf("%s\r\n", GetTaskName(xTaskGetCurrentTaskHandle()));
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
		start = pmon_start_cycle_counter();
		vTaskResume(TaskHdlPri01);
	}
}
static void TaskPri01( void *pvParameters ) {
	while(1) {
		//xil_printf("%s\r\n", GetTaskName(xTaskGetCurrentTaskHandle()));
		vTaskSuspend(NULL);
		end = pmon_read_cycle_counter();
		xil_printf("time = %ld\r\n", end - start);
	}
}

int main( void )
{
	xTaskCreate(TaskPri00,"TaskPri00", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &TaskHdlPri00 );
	xTaskCreate(TaskPri01,"TaskPri01", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY+1, &TaskHdlPri01 );

結果

time = 1424 (/500MHz = 2.848[us])
time = 463 (/500MHz = 0.926[us])
time = 456 (/500MHz = 0.912[us])
time = 456 (/500MHz = 0.912[us])
あとは456がずっと続く

割り込み性能