CPU使用率是如何計算的

　　當我們的程序開得多了，CPU的使用率就會上升，那CPU使用率是如何計算的呢?下面就讓學習啦小編給大家說一下CPU使用率是如何計算的。

　　CPU使用率的算法

　　方法1: 使用CPU的處理能力基準計算實時CPU占用率

　　具體描述:

　　(1) 在RTOS系統(tǒng)啟動前, 使用Tick中斷測試CPU的處理能力基準 CPUPerformanceBase;

　　(2) 在系統(tǒng)進入運行后, 使用空閑任務執(zhí)行與測試CPU處理能力基準完全相同的算法, 得到RTCPUPerformance.

　　(3) 周期地計算CPU占用率, 并清除RTCPUPerformance的值, 一般每秒鐘計算一次:

　　RealTime CPU Load = 1 - (RTCPUPerformance/CPUPerformanceBase) * 100%

　　優(yōu)點:

　　(1) 實現(xiàn)簡單

　　(2) 所得到的CPU占用率非常準確, 誤差只取決于CPUPerformanceBase的測試結果和整除時的余數, 通常誤差小于

　　1%

　　(3) 不占用硬件資源

　　缺點:

　　(1) CPU必須一直全速運行, 不能修改CPU主頻, 也不能使CPU進入掉電保護模式

　　(2) 不能得到系統(tǒng)中每個任務對CPU占用率的貢獻

　　(3) 必須有一個空閑任務才能計算

　　評價:

　　這個算法只適用于工控, 電信等對不需要使CPU進入掉電保護模式的領域.

　　方法2: 在Tick中斷中對RTOS中的任務進行采樣

　　具體描述:

　　(1) 系統(tǒng)進入運行后, 每次Tick中斷發(fā)生時, 采樣一下當前正在執(zhí)行的任務, 如果CPU處于HALT態(tài), 累加haltTimes

　　(2) 周期性地計算CPU占用率, 一般每秒鐘計算一次, 并清除haltTimes:(tickIntFrequance表示Tick中斷的發(fā)生頻率)

　　RealTime CPU Load = haltTimes / tickIntFrequance

　　某個任務對CPU占用率的貢獻 = 一個周期內該任務被采樣到的次數 / tickIntFrequance * 100%

　　優(yōu)點:

　　(1) 實現(xiàn)簡單

　　(2) 支持CPU掉電模式

　　(3) 可以大致得到每個任務對CPU占用率的貢獻

　　缺點:

　　(1) 誤差取決于Tick的頻率和OS中每個任務的運行時長, 因此誤差非常大

　　評價:

　　這個算法適用于對CPU占用率精度要求不高的消息電子產品.

　　方法3: 精確計算每個任務對CPU占用率的貢獻

　　具體描述:

　　(1) 除Tick中斷外,另開一個比Tick中斷頻率快若干倍的周期中斷(就叫AUXTimer中斷吧), 這個中斷只對一個計數器執(zhí)

　　行一次累加.

　　(2) 在OS每次執(zhí)行任務切換時讀取該計數器的值(AUXTimer), 并保存到TCB中, 比如, 從任務Task1切換到任務Task2,

　　算法如下:

　　Task1, 換出動作:

　　task1的結束運行時間 = AUXTimer的當前值

　　task1的總運行時間 = task1的總運行時間 + task1的結束運行時間 - task1的開始運行時間

　　Task2, 換入動作:

　　task2的開始運行時間 = AUXTimer的當前值

　　(以上算法中沒有考慮數字回繞, 在工程實現(xiàn)時應當考慮, 發(fā)生回繞后任務的結束運行時間小于任務的開始運行時間.

　　(3) 周期性地計算CPU占用率, 一般每秒鐘計算一次, 并清除每個任務的總運行時間, 下面的公式中, 一個周期內的總時

　　間等于AUXTimer周期除以Tick周期得到的倍數:

　　某個任務對CPU占用率的貢獻 = 一個周期內該任務的總運行時間 / 一個周期內的總時間

　　RealTime CPU Load = 所有任務的CPU占用率之和

　　對這個方法進行簡單改進, 就可以實現(xiàn)對CPU占用率進行實時測量, 看官自己動動腦筋吧.

　　優(yōu)點:

　　(1) 誤差取決于AUXTimer中斷的頻率, 可以非常精確地得到每個任務對CPU占用率的貢獻

　　缺點:

　　(1) 復雜, 加大了任務切換時的開銷

　　(2) 和前兩種算法相比, 這個算法要多占用一個硬件資源

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