CPU使用率是如何計(jì)算的

　　當(dāng)我們的程序開得多了，CPU的使用率就會(huì)上升，那CPU使用率是如何計(jì)算的呢?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編給大家說(shuō)一下CPU使用率是如何計(jì)算的。

　　CPU使用率的算法

　　方法1: 使用CPU的處理能力基準(zhǔn)計(jì)算實(shí)時(shí)CPU占用率

　　具體描述:

　　(1) 在RTOS系統(tǒng)啟動(dòng)前, 使用Tick中斷測(cè)試CPU的處理能力基準(zhǔn) CPUPerformanceBase;

　　(2) 在系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行后, 使用空閑任務(wù)執(zhí)行與測(cè)試CPU處理能力基準(zhǔn)完全相同的算法, 得到RTCPUPerformance.

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

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

　　優(yōu)點(diǎn):

　　(1) 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單

　　(2) 所得到的CPU占用率非常準(zhǔn)確, 誤差只取決于CPUPerformanceBase的測(cè)試結(jié)果和整除時(shí)的余數(shù), 通常誤差小于

　　1%

　　(3) 不占用硬件資源

　　缺點(diǎn):

　　(1) CPU必須一直全速運(yùn)行, 不能修改CPU主頻, 也不能使CPU進(jìn)入掉電保護(hù)模式

　　(2) 不能得到系統(tǒng)中每個(gè)任務(wù)對(duì)CPU占用率的貢獻(xiàn)

　　(3) 必須有一個(gè)空閑任務(wù)才能計(jì)算

　　評(píng)價(jià):

　　這個(gè)算法只適用于工控, 電信等對(duì)不需要使CPU進(jìn)入掉電保護(hù)模式的領(lǐng)域.

　　方法2: 在Tick中斷中對(duì)RTOS中的任務(wù)進(jìn)行采樣

　　具體描述:

　　(1) 系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行后, 每次Tick中斷發(fā)生時(shí), 采樣一下當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù), 如果CPU處于HALT態(tài), 累加haltTimes

　　(2) 周期性地計(jì)算CPU占用率, 一般每秒鐘計(jì)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(gè)任務(wù)對(duì)CPU占用率的貢獻(xiàn) = 一個(gè)周期內(nèi)該任務(wù)被采樣到的次數(shù) / tickIntFrequance * 100%

　　優(yōu)點(diǎn):

　　(1) 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單

　　(2) 支持CPU掉電模式

　　(3) 可以大致得到每個(gè)任務(wù)對(duì)CPU占用率的貢獻(xiàn)

　　缺點(diǎn):

　　(1) 誤差取決于Tick的頻率和OS中每個(gè)任務(wù)的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng), 因此誤差非常大

　　評(píng)價(jià):

　　這個(gè)算法適用于對(duì)CPU占用率精度要求不高的消息電子產(chǎn)品.

　　方法3: 精確計(jì)算每個(gè)任務(wù)對(duì)CPU占用率的貢獻(xiàn)

　　具體描述:

　　(1) 除Tick中斷外,另開一個(gè)比Tick中斷頻率快若干倍的周期中斷(就叫AUXTimer中斷吧), 這個(gè)中斷只對(duì)一個(gè)計(jì)數(shù)器執(zhí)

　　行一次累加.

　　(2) 在OS每次執(zhí)行任務(wù)切換時(shí)讀取該計(jì)數(shù)器的值(AUXTimer), 并保存到TCB中, 比如, 從任務(wù)Task1切換到任務(wù)Task2,

　　算法如下:

　　Task1, 換出動(dòng)作:

　　task1的結(jié)束運(yùn)行時(shí)間 = AUXTimer的當(dāng)前值

　　task1的總運(yùn)行時(shí)間 = task1的總運(yùn)行時(shí)間 + task1的結(jié)束運(yùn)行時(shí)間 - task1的開始運(yùn)行時(shí)間

　　Task2, 換入動(dòng)作:

　　task2的開始運(yùn)行時(shí)間 = AUXTimer的當(dāng)前值

　　(以上算法中沒有考慮數(shù)字回繞, 在工程實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮, 發(fā)生回繞后任務(wù)的結(jié)束運(yùn)行時(shí)間小于任務(wù)的開始運(yùn)行時(shí)間.

　　(3) 周期性地計(jì)算CPU占用率, 一般每秒鐘計(jì)算一次, 并清除每個(gè)任務(wù)的總運(yùn)行時(shí)間, 下面的公式中, 一個(gè)周期內(nèi)的總時(shí)

　　間等于AUXTimer周期除以Tick周期得到的倍數(shù):

　　某個(gè)任務(wù)對(duì)CPU占用率的貢獻(xiàn) = 一個(gè)周期內(nèi)該任務(wù)的總運(yùn)行時(shí)間 / 一個(gè)周期內(nèi)的總時(shí)間

　　RealTime CPU Load = 所有任務(wù)的CPU占用率之和

　　對(duì)這個(gè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單改進(jìn), 就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU占用率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量, 看官自己動(dòng)動(dòng)腦筋吧.

　　優(yōu)點(diǎn):

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

　　缺點(diǎn):

　　(1) 復(fù)雜, 加大了任務(wù)切換時(shí)的開銷

　　(2) 和前兩種算法相比, 這個(gè)算法要多占用一個(gè)硬件資源

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