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windows下基于(QPC)实现的微秒级延时
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1.为什么会写windows下微秒级延时
在上一篇 实现memcpy()函数及过程总结 中测试memcpy的效率中，测试时间的拷贝效率在微秒级别，需要使用微秒级时间间隔计数。
windows下提供QueryPerformanceCounter(查询高性能计数器)，QPC是基于硬件计数器，获取高分辨率时间戳。
参考：Acquiring high-resolution time stamps
应用形式：
LARGE_INTEGER start, end;
LARGE_INTEGER Frequency;
QueryPerformanceFrequency(&Frequency); QueryPerformanceCounter(&start); //运行时间体 QueryPerformanceCounter(&end); //转换时间(us) double(end.QuadPart - start.QuadPart) * 1000000 / Frequency.QuadPart
上面通过API查询高性能计数器，开始tick，结束tick，转换对应时间间隔。
2.基于QPC实现us延时
//timer.c #include "timer.h" static LARGE_INTEGER start;
static LARGE_INTEGER tick;
static LONGLONG SecondTick; double GetMicrosecondTimeInterval(long long StartTick, long long EndTick, long long Frequency)
{
return (double)(EndTick - StartTick) * / Frequency;
} /*
* function:us延时初始化
*
* parameter:无
*
* return value:无
*
*/
void MicrosecondDelayInit(void)
{
LARGE_INTEGER frequence;
QueryPerformanceFrequency(&frequence);
SecondTick = frequence.QuadPart;
} /*
* function:MicrosecondDelay();
* 实现微秒级延时
*
* parameter:
* n:延时的us数
*
* return value:
* 无
*/ void MicrosecondDelay(int n)
{
QueryPerformanceCounter(&start);
double endtick = SecondTick * n/1000000.0 + start.QuadPart;
for(;;)
{
QueryPerformanceCounter(&tick);
if (tick.QuadPart >= endtick)
break;
}
}
//timer.h #pragma once //编译器保证头文件只编译一次 #include <windows.h>
#include <stdio.h> #ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
double GetMicrosecondTimeInterval(long long StartTick, long long EndTick, long long Frequency);
void MicrosecondDelayInit(void);
void MicrosecondDelay(int n);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
3.us延时测试
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#include"timer.h" int main(void)
{
LARGE_INTEGER Frequency;
LARGE_INTEGER StartingTime, EndingTime; QueryPerformanceFrequency(&Frequency);
MicrosecondDelayInit(); QueryPerformanceCounter(&StartingTime);
MicrosecondDelay();
QueryPerformanceCounter(&EndingTime); printf("延时：%lf\n", GetMicrosecondTimeInterval(StartingTime.QuadPart, EndingTime.QuadPart, Frequency.QuadPart));
system("pause");
return ;
}
测试情况：
1.延时情况能达到us级，多次测试运行，个别情况延时会有出入（出现情况较少）。
分析原因：代码级影响较小，主要运行是在windows下，windows并不是实时操作系统，毕竟windows操作系统时间分辨率只能达到ms级。
延时可以被打断。cpu的频率会在变化，代码执行效率也会有影响。
2.这种延时效果明显好于Sleep的ms级延时。
4.windows下us延时，控制误差
1.硬件上实现us延时（这种情况对于不涉及底层硬件操作的并不现实）
2.既然windows提供给我们QPC（查询高性能计数器 <1us）,配合着使用我们自己实现的us级延时。
我们延时前获取StartTick,延时结束后再获取EndTick,转换对应对应时间间隔。QueryPerformanceCounter函数2次消耗时间几乎可以忽略。通过打印我们可以看到us延时数。
大多数运行情况，延时函数效果1us内误差。大于1us延时我们可以剔除，保证1us时间误差。(这种做法是我们需要us级延时做测试时采用，保证后面数据结果在特定延时效果下)
5.总结
us延时常用于测试一些性能时使用。windows并未通过us级的延时函数。QPC是基于查询硬件计数器获取时间间隔，能达到us级别。
