浅谈rtimer定时器原理和rtimer移植

rtimer可以满足精准定时的需要，但是没有常见的next指针来挂接后续节点， 为了减少rtimer中断挂接一个rtimer结构是不错的做法，大多数定时器位宽为16位，因此rtimer的频率必须小于30kHz。

一．rtimer用途

Contiki系统引入rtimer可以满足精准定时的需要，一些对时间极为敏感的模块（如MAC协议）依赖于rtimer。和etimer的粗粒度（常见为100Hz）不同，rtimer是细粒度（常见为10kHz）定时器。根据经验，细粒度定时器如果中断频繁特别容易消耗CPU资源，为此contiki设计rtimer时尽可能地减少中断，大部分应用场合为读取定时器计数值。

二．数据结构

Rtimer的数据结构如图1所示，time赋值为下一次定时器超时中断的时刻点，func是定时器超时中断的回调函数，ptr是传递给回调函数的数据指针。

从图1发现，rtimer没有常见的next指针来挂接后续节点，确实，contiki为了减少rtimer中断的爆发只能挂接一个rtimer结构，如图2所示。如果同时挂接2个或以上的rtimer结构，那么最新挂接的有效，其它的rtimer结构将丢失，即图3的解释。

这种只能挂接1个rtimer的机制使设计很简单，并且硬件定时器中断只在需要的时候才爆发，极大降低了CPU负荷。当然，它也带来一个限制，只能串行使用rtimer定时器的中断回调功能，即不具备排队功能。

三．rtimer中断时序

图4展示了rtimer的中断时序，当调用rtimer_arch_schedule（）时，它设置rtimer定时器的中断间隔时长timeout，中断服务程序rtimer_irq_handler会调用rtimer-》callback（）回调函数。

需要特别注意2点：中断只允许发生一次，即rtimer_arch_schedule（）使能中断，而rtimer_irq_handler（）禁止中断；rtimer-》callback（）是在中断状态下运行，特别注意防止竞态错误，例如，调用process_poll（）合法，调用process_post（）非法。

四．rtimer移植

有了上述rtimer的理论，再来移植rtimer就比较容易了，即，基于MCU实现rtimer-arch.c和rtimer-arch.h。

需要特别注意，大多数定时器（尤其是8位MCU）位宽为16位，即MAX=65535，而MAC协议往往需要1秒以上的定时周期，因此rtimer的频率必须小于30kHz。一个比较好的数值是10kHz，它既可以保证比较好的精度（间隔为100us），又具备6.5秒的满量程，这可以适应大多数的应用需要。

另外，大多数应用需要随机撤销和重启动rtimer，它可以通过添加2个函数来实现：rtimer_arch_disable_irq（）和rtimer_arch_enable_irq（）。