Comment la programmation concurrente C++ est-elle utilisée dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel ?

Les applications de la programmation concurrente C++ dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel comprennent : Systèmes embarqués : traitement des données en temps réel, contrôle des appareils et communication. Système en temps réel : réponse en temps réel aux événements, planification des tâches et tolérance aux pannes.

Application de la programmation concurrente C++ dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel

Dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel, la programmation concurrente est cruciale. Il permet d'exécuter plusieurs tâches simultanément, améliorant ainsi l'efficacité et répondant à des contraintes strictes en temps réel. Cet article présentera l'application de la programmation concurrente C++ dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel, et fournira des cas pratiques de référence.

Principes de programmation simultanée C++

La programmation simultanée implique l'exécution de plusieurs tâches simultanément dans un seul système informatique. C++ prend en charge la programmation simultanée via le multi-threading et le multi-processus, parmi lesquels :

• Thread est l'unité de base de l'exécution du programme, qui s'exécute dans l'espace d'adressage du processus.
• Un processus est une instance d'un programme en cours d'exécution et possède un espace d'adressage indépendant.

Le multi-threading convient aux opérations légères où les threads du noyau sont partagés, tandis que le multi-traitement convient aux opérations lourdes qui nécessitent une isolation indépendante des ressources.

Applications dans les systèmes embarqués

Dans les systèmes embarqués, la programmation concurrente est utilisée pour :

• Traitement des données en temps réel : obtenir des données des capteurs et les traiter en temps réel.
• Contrôle des appareils : contrôlez les appareils matériels tels que les moteurs et les écrans.
• Communication : Traitez les données des ports série, des réseaux et d'autres interfaces de communication.

Cas pratique : traitement de données multithread intégré

Considérons un système embarqué qui doit lire les données de température d'un capteur en temps réel et les afficher sur un écran LCD. Voici le code pour implémenter ce scénario en utilisant le multithreading C++ :

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

// 生成温度数据的线程函数
void temperatureThread() {
  while (true) {
    float temperature = ...;  // 通过传感器获取温度
    std::cout << "Temperature: " << temperature << " degrees Celsius" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
  }
}

// 显示温度数据的线程函数
void displayThread() {
  while (true) {
    std::cout << "LCD Display: " << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(250));
  }
}

int main() {
  std::thread temperatureThreadObj(temperatureThread);
  std::thread displayThreadObj(displayThread);

  temperatureThreadObj.join();
  displayThreadObj.join();

  return 0;
}

Applications dans les systèmes temps réel

Dans les systèmes temps réel, la programmation concurrente est utilisée pour :

• Réponse aux événements en temps réel : répondre aux événements extérieurs dans un délai précis.
• Planification des tâches : planifiez des tâches qui dépendent les unes des autres pour respecter les délais.
• Tolérance aux pannes : gérez les erreurs et restaurez le fonctionnement normal du système.

Cas pratique : Contrôle d'appareil multi-processus en temps réel

Considérons un système en temps réel qui doit contrôler un bras de robot. Voici le code pour implémenter cette solution en utilisant le multi-processus C++ :

#include <iostream>
#include <process.h>

// 机器人手臂控制进程函数
void robotArmControl(void* data) {
  while (true) {
    int command = ...;  // 从通信接口接收命令
    ...  // 控制机器人手臂执行命令
  }
}

int main() {
  int stackSize = 16 * 1024;  // 设置栈大小
  _beginthread(robotArmControl, stackSize, NULL);

  while (true) {
    ...  // 在主进程中执行其他任务
  }

  return 0;
}

Conclusion

La programmation simultanée C++ a un large éventail d'applications dans les systèmes embarqués et les systèmes temps réel. En comprenant les principes de programmation concurrente et en utilisant des techniques de programmation appropriées, des systèmes fiables et performants peuvent être développés efficacement.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!