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BASIC4MCU | 질문게시판 | 아두이노 타이머 멀티태스킹 질문

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작성자 master 작성일2019-09-19 10:29 조회10,954회 댓글0건

본문

	

아두이노 타이머가 delay랑 다르게 작업중에도 계속 동작을 한다는건 알겠는데
타이머가 멀티태스킹이 되는 이유랑
타이머의 원리가 뭔가요?? 

 

//

 

ISR(Interrupt Service Routine)

타이머 인터럽트 뿐만 아니고 시리얼 송신 및 수신 인터럽트, ADC 변환완료 인터럽트 등 여러가지 인터럽트가 있습니다.

모든 인터럽트는 멀티태스킹이 되는겁니다.

8비트 AVR의 타이머는 여러가지 모드가 있어서 간단하게 설명을 하기가 어렵습니다.

16비트 타이머 경우 15가지의 모드가 있습니다.

간단하게 설명하자면 "타이머카운트 레지스터가 증가(감소)하면서 이 값을 체크해서 특정 조건이 만족되면 인터럽트가 발생한다."라고 생각하시면 되겠습니다.

레지스터의 값이 증가(감소) 하는 것과 체크하는 것 등은 하드웨어에서 자동으로 처리되므로 소프트웨어적인 리스크가 전혀 없습니다.

모든 인터럽트에 관한 공통적인 주의사항은

인터럽트 함수 안에서는 가급적 빨리 처리를 하고 빠져나와야지 다른 인터럽트의 실행에 지장을 주지 않는다는 것입니다.

즉, 딜레이 같은 것을 인터럽트 함수 안에서는 사용하지 않아야겠죠

메인(루프문)에서는 딜레이를 사용해도 상관없습니다.

간혹 네이버지식인에서의 답변을 보면 "딜레이를 사용하면 저급 엔지니어"라고 생각하는 사람이 있는데요

이제 막 인터럽트를 공부한 사람들이 그런 생각을 합니다.

그 수준을 넘으면 "딜레이를 잘 사용하면 고급 엔지니어"라고 생각을 하게 됩니다.

모든 딜레이를 없애려고 한다면 코드가 복잡해집니다.

코드의 구조가 복잡하면 가독성이 떨어지고, 수정이나 디버깅이 어려워지게 되죠

복잡한 코드를 작성하면 고급엔지니어가 되는 것이 아니고

동일한 목적을 달성하는데 최대한 심플하게 코드를 작성할 수 있어야지 고급엔지니어가 되는 겁니다.

물론 목적을 달성하는데 필요하다면 인터럽트 등을 잘 활용할 수 있어야겠죠

인터럽트 함수 내의 코드 실행 시간의 중요성을 설명 해드리죠

메인(루프문)에서는 1초 주기로 LED를 점멸 한다고 해보죠

타이머 노멀모드 인터럽트 경우 일정 주기로 인터럽트가 실행 되므로 1ms 주기로 타이머 인터럽트가 발생 한다면

인터럽트와 메인(루프문)은 시간을 분배해서 사용합니다.

타이머 인터럽트 함수의 코드 실행시간이 1ms라면 메인함수는 (거의)실행되지 못합니다.

타이머 인터럽트 함수의 코드 실행시간이 500us라면 메인함수의 LED 점멸주기는 2초가 됩니다.

타이머 인터럽트 함수의 코드 실행시간이 100us라면 메인함수의 LED 점멸주기는 1.1초가 됩니다.

이보다 짧다면 LED 점멸 주기가 증가하는 것을 잘 알아차리지 못하게 되겠죠

시리얼수신인터럽트를 동시에 사용한다고 하면

시리얼보레이트가 9600(1바이트 전송시간 약1.042ms)이고, 타이머 인터럽트 함수의 코드 실행시간이 1ms라면 시리얼 데이터 수신에 지장을 받습니다.

시리얼보레이트가 115200(1바이트 전송시간 약87us)이고, 타이머 인터럽트 함수의 코드 실행시간이 100us라면 시리얼 데이터 수신에 지장을 받습니다.

시리얼수신 인터럽트 함수의 실행시간도 마찬가지로 영향을 받습니다.

즉 (타이머인터럽트함수의실행시간 + 시리얼인터럽트함수의실행시간)을 합한 것의 영향을 받는 것입니다.

위 두가지 인터럽트 함수의 실행시간을 더한 것을 모든인터럽트의 실행 시간이라고 한다면

시리얼보레이트가 9600(1바이트 전송시간 약1.042ms)이고, 모든인터럽트의 실행 시간이 1.042ms보다 크면 시리얼 데이터 수신에 지장을 받습니다.

시리얼보레이트가 115200(1바이트 전송시간 약87us)이고, 모든인터럽트의 실행 시간이 87us보다 크면 시리얼 데이터 수신에 지장을 받습니다.

당연한 얘기지만 반대로 시리얼 수신함수 내에서 1ms보다 긴 딜레이를 가진다면 타이머 인터럽트가 제 때에 실행되지 못합니다.

어떤 인터럽트가 실행도중에는 그 인터럽트가 모두 종료한 후에 다른 인터럽트가 실행될 수 있습니다.

모든인터럽트의 실행 시간의 합 은 가장 짧은 주기의 인터럽트보다 더 짧아야합니다.

시리얼인터럽트가 115200이라면 모든 인터럽트 함수의 코드 실행시간의 합이 87us보다 짧아야합니다.

인터럽트 함수안에 아무런 코드가 없더라도 함수 껍데기만 실행 하는데에도 약1us정도가 소요되며

실행중인 인터럽트 갯수가 여러개이고, 주기가 짧다면 무시하지 못하는 시간입니다.

소프트웨어 시리얼 경우에는 비트 단위로 체크해야 하는데 비트 단위의 시간은 8.6806us(1/115200)라서

소프트웨어 시리얼을 여러개 사용하는 경우 동시 수신을 1개밖에 사용하지 못하는 이유도 이 때문입니다.

설명할 것은 너무 많지만 설명만으로는 절대로 이해하기 어려우며, 직접 실행하면서 고민을 많이 하셔야지 이해할 수 있을겁니다.

깊이 알고 싶다면 아두이노를 공부하는 것보다 일반 컴파일러(AVRstudio 또는 코드비젼)를 사용하는 것이 좋습니다.

 

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