我可以为我的程序使用1个处理器内核吗？

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我必须定时GPIO引脚上高->低和低->高信号沿之间的时间差。我写了一个简单的程序来做到这一点。运行了一段时间后，我对结果（0.01秒的变化）感到非常满意。但是，有时会出现0.5秒的错误。我当时认为这可能是由于当时正在运行其他系统进程所致。所以我的问题是：

我可以只为我的程序保留一个处理器内核，而为系统保留其他3个内核吗？

我正在使用Raspbian Jessie Lite，所以我认为3个内核足以运行它。

operating-systems process

— 非标准型号
source

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我假设您正在循环查询GPIO引脚的状态。这很容易受到操作系统决定执行程序的方式的影响，这将花费大部分时间使CPU处于繁忙状态，而实际上无用。您可能想研究一种在给定的GPIO引脚上设置中断的方法，您可以使用该方法使程序在GPIO引脚的信号沿之间休眠。

— Florian Castellane

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不确定您的项目是什么，但是有时微控制器更合适，尤其是当您需要更多更实时的系统时。Arduino提供了很多选项，您可以使用C / C ++编写程序。

— SnakeDoc '17

@Florian RPi.GPIO中有一个类似于中断的功能。它将阻塞程序，直到检测到边缘为止（源：sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/Inputs）。

— NonStandardModel '17

@SnakeDoc我知道微控制器更好。我希望避免这种情况，因为我不需要微秒的精度。1/100秒就足够了。另外，我只需要时间差，所以如果有延迟，我希望启动和停止都一样。如果这不起作用，我必须将微控制器连接到RPi来存储数据。

— NonStandardModel '17

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或在PI上运行实时操作系统。设置的问题在于它取决于操作系统的“尽力而为”。根据您的程序请求对GPIO进行特权访问的同时发生的其他事情，它可能会排在操作系统当时正在执行的其他任务之后。您的userland程序将获得比系统任务低的优先级。还有一个抢占，这意味着在程序运行时，操作系统可能会“暂停并搁置它以使另一个进程运行”，这意味着您的计时观察可能会有所偏差

— SnakeDoc

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专注于核心可能是过大的。

我建议您尝试一下我的Pigpio库。默认情况下，它将使GPIO电平变化时间在10µs之内。

作为快速测试，我建议您看一下此Python示例，该示例将打印任何GPIO级别转换以及自该GPIO上一次转换以来的时间（以微秒为单位）。

在Jessie Lite中默认未安装Pigpio。从链接站点安装最新版本，或在存储库中安装旧版本。

sudo apt-get install pigpio python-pigpio python3-pigpio

pigpio - Library for Raspberry Pi GPIO control
python-pigpio - Python module which talks to the pigpio daemon (Python 2)
python3-pigpio - Python module which talks to the pigpio daemon (Python 3)

— 琼
source

我将尝试您的Pigpio库。现在，我必须完成另一个项目，但是我将回到这一点。我将在几周后报告。谢谢！

— NonStandardModel '17

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您可以schedutils按照以下Cyberciti文章中的说明将程序锁定到一个内核：

sudo apt-get install schedutils
sudo taskset -c 3 -p 13545  # Lock PID 13545 to core 3

但是，其他进程仍可以安排在同一内核上。因此，第二件事是使用nice命令确保您的命令以最高优先级运行（这将告诉Linux内核，如有必要，其他进程应被抢占）。以这种方式启动程序：

nice -n -20 your-program

您的计时问题还有其他一些可能的原因。这些都不是一件容易的事：

如果您使用Python进行编程，则有一个垃圾回收器有时会暂停您的程序以释放未使用的内存。
中断使CPU处理了您不想要的其他事情。例如，网络数据包或其他输入/输出。
如果您的程序睡眠很多，则可能还有其他进程占用了CPU缓存（L1 / L2缓存）。这迫使您等待RAM访问。
- 更糟的是，如果您的RAM已满，那么您的进程将被换出到磁盘上，因为SD卡无法使用。

有多种方法可以使您的流程成为实时流程，这意味着它将在一定的时间保证下运行。这样做的问题是，其他所有事情可能都比较慢，这是一个复杂的话题。如果您想解决这个难题，建议您开始阅读Linux中的实时进程。

— 埃米尔·维克斯特伦（EmilVikström）
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最好给进程实时优先级，以确保它优先于非实时进程运行，而不是更好。

— joan 2017年

好点，我将添加一个注释。

— EmilVikström'17

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“ gc.disable（）”如果禁用垃圾收集器会发生什么？

— Keine

@Keine您可能会遇到内存泄漏。假设您有一个对象A，该对象的变量指向B。Python将以数字跟踪此引用，它知道B有1个指向它的对象。当您不再需要A时，将其删除。B的引用计数将减少，如果达到0，Python也可以释放B。这称为参考计数。但现在说B具有参考回给A.现在你有指向彼此对象的集群。它们都不会命中0并被释放。当主程序未指向群集时，GC可以找到此类群集并将其删除。

— EmilVikström'17

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我会将您提出的建议添加到我的项目中。但是我希望避免过于复杂的主题。在那种情况下，我认为最好进行微控制器中断检测并将其连接到RPi只是为了保存数据。谢谢！

— NonStandardModel

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由于您有计时要求，因此Raspberry Pi不再是适合此的平台。它不是一个实时平台，计时可能会因许多不同的干扰源而中断。

取而代之的是，您应该使用微控制器来测量该时间，最好使用中断，然后将信息传递给Pi。

— 陈
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但是，是否有可能在Raspberry Pi的GPIO引脚上获得中断？

— Florian Castellane

当然，这取决于设计要求中是否有其他部分使linux计算机比MCU更合适。RPi能够很好地处理此任务，MCU的时钟频率为10 MHz。

— 肖恩·胡利哈内

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根据您的要求，我认为您不需要使用单个核心处理器。您需要确保程序始终运行。为此，您可以将程序的优先级设置得很高，这样它就不会受到其他任何进程的干扰。

据我所知，我们使用的OS（通用OS）并非旨在用于实时系统，因此，如果要实时运行流程，以免其他进程干扰它，则需要执行用于实时操作系统（RTOS）。也许他们会提出核心选择。:)

— Vishwajeet Vishu
source

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有没有好的免费RTOS？

— Keine

RTLinux和Vxworks是RTOS的示例，它们也很好。但是您需要在安装之前研究一下OS（创建它的重点），以便它可以满足您的需求。

— Vishwajeet Vishu