[zephyr-rtos][riot-os] Zephyr 与 RIOT OS

  Hello everyone,

我是图卢兹大学软件定义电力电子学研究员 Luiz Villa。我的团队正在尝试将 RTOS 嵌入到微控制器中，以创建更友好的电力电子嵌入式控制开发过程。我们正在尽可能避免使用 ISR，原因有两个：

我们想在线程速度方面在 Zephyr 和 riot-os 之间建立一个基准。我们需要一个以 20kHz 运行的代码，其中有两到三个线程：

由于时间对我们来说是如此重要，我们需要知道：

我们的初步结果表明：

我们对我们的结果感到非常惊讶，因为我们预计这两个操作系统消耗的资源都比它们少得多。

你怎么看？您是否尝试过尽可能快地运行这些操作系统中的任何一个？你的结果如何？你测试过Zephyr的线程切换时间吗？

  Thanks for reading
        Luiz

免责声明：我是 RIOT 核心开发人员。

在 Zephyr 和 RIOT-OS 中切换线程所需的时间？

单线程测试时，休眠时间为0us，Zephyr的周期为9us，riot 5us

这似乎是正确的。

如果我在 nucleo-f401re（84MHz STM32F4 / Cortex-M4）上运行 RIOT 自己的调度微基准测试之一（例如，tests/bench_mutex_pingpong），结果如下：

main(): This is RIOT! (Version: 2021.04-devel-1250-gc8cb79c)
main starting
{ "result" : 157303,"ticks" : 534 }

测试测量一个线程切换到另一个线程并返回的次数。一次迭代（两次上下文切换）需要大约 534 个时钟周期，即 1000000/154303 = ~6.36us，这与您得到的数字很接近。

这是上下文切换开销。一个线程的寄存器和状态存储在它的堆栈中，调度器运行以找出下一个可运行的线程，并恢复该线程的寄存器和状态。

我很惊讶 Zephyr 并没有更接近 RIOT。也许检查它是否是在启用优化的情况下编译的，或者某些启用的功能是否会增加切换开销（例如，是否启用了 MPU？）。

在 Zephyr 和 RIOT-OS 中执行线程的最短时间是多少？

在提供 ISR 并切换上下文后还剩下什么。

你怎么看？

在 Zephyr 或 RIOT 上使用 Cortex-M 以 20KHz 的频率安排三个线程并让它们执行实际工作会很紧张，所以我认为您应该重新构建您的应用程序。使用多个线程在逻辑上分隔它们非常好，但在这里经典的主循环可能是更好的选择。

像这样（伪代码）：

void loop() {
  while(1) {
    handle_adc();
    do_dsp_computation();
    send_data();
    periodic_sleep_us(50);
  }
}