Wait 与 Wait Until Next ms Multiple

LabVIEW程序中需要定时的时候,常常会用到这两个函数。前几天,跟同事详细解释了一下这两个函数的区别。现在把总结的内容发布上来。

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Wait 函数比较好理解:给它个输入参数n,每次程序执行到它的时候,它就停下来,等待n毫秒,再继续运行后续程序。

Wait Until Next 函数稍微复杂一点:给它个输入参数n,每次程序执行到它的时候,会暂停在这里,Wait Until Next 函数每隔n毫秒醒来一次,醒来后再继续运行后续程序。

单纯解释概念比较抽象,还是用程序来演示一下。下图左右两个程序的功能相同吗?

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一般情况下,程序并不要求非常精确的计时,这时 Wait 与 Wait Until Next 区别不大,程序员选用哪个函数都可以。

只有在要求很高的时候,才需要考虑他们之间的细微差别。

我们假设上图程序中 Read Data 和 Write Data 函数的运行时间都是n毫秒。若 n<50,在默认情况下,上图的两个程序,循环每迭代一次,所需时间都大约为100毫秒。

精度

但是,两个程序的计时精度是不同的。使用Wait Until Next 函数的程序的精度远高于使用Wait的程序。

在Windows这样的非实时操作系统中,定时函数是非常不精确的,每次执行,误差几毫秒是也是正常的现象。

Wait 函数,每次运行到它才开始计时,因此单次的误差会被累积。假如每次误差四五毫秒,迭代五次误差可能就达到十几毫秒了。

Wait Until Next 并不需要在每次调用的时候计算延时。假设Wait Until Next 函数从0时间开始计时,那么程序一开始运行,它就可以知道自己每一次醒来的时间分别应当是:100ms, 200ms, 300ms……。假如误差是±4毫秒,那么它实际每次醒来的时间就是100±4ms, 200±4ms, 300±4ms……,这个误差不会被累积。

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第一次迭代的时间

运行下面两段程序,x-y分别是多少呢?

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使用Wait函数那个程序,x-y等于500(忽略误差):延时了五次,每次100毫秒,那么总和就是500毫秒。

而使用Wait Until Next 函数那个程序,x-y的值则每次都不确定,但是值的变化范围是确定的,在 400+2n 与 500 之间。这是因为Wait Until Next 开始计时的时间并不是根据程序何时运行来确定的,对于程序来说,这个时间是不确定的。虽然 Wait Until Next 函数保证每次醒来的间隔是100ms,但它却不能确定第一次醒来的时间。第一次醒来可能是0~100ms之间任何一个时间。

如果循环第一次迭代就必须是精确的100毫秒,那么该怎么办呢?办法很简单,让Wait Until Next 第一次睡眠时不做任何事情,从第二次才开始使用它就行了。如下图的程序,每次运行,x-y的结果就会是确定的500

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并行与串行

在前面看到的程序里,延时函数与循环中其它的代码是并行的,这样,只要其它代码耗时不长,循环每次迭代的时间就是有延时函数的输入参数来决定的。但有时候,延时函数需要与其它代码串行,比如必须在某两个节点之间延时。

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当串行的时候,再使用Wait函数计时就不那么准确了。比如上图左面那个程序,它的循环没迭代一次的时间变成了2n+100。n这个时间是不确定的,它会受到电脑的配置,CPU负荷等的影响。因此用这种方式计时非常不准确。

而Wait Until Next 只考虑每次醒来的间隔,至于什么时候进入休眠的,并不影响醒来的时间。因此,对于它来说,并行与串行的效果是完全相同的(2n<100时)。

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