专利名称：Cpu使用率分析系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种CPU使用率分析系统及方法，尤其涉及一种应用于移动装置中的 CPU使用率分析系统及方法。
背景技术：
ARM (Advanced RISC Machines)架构之移动装置(如手机和PDA等)大部分采用 Nucleus操作系统，在Nucleus操作系统中并没有Windows操作系统所提供的工作管理员程 序，让用户可以查看CPU使用率，以便分析了解移动装置的性能。目前，部分移动装置可以通过软件定时器(如日志管理软件，Software Log)来模 拟CPU的使用率，但使用软件定时器模拟获得的结果不够精确。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种CPU使用率分析系统，其可精确计算出移动装置 的CPU使用率。此外，还有必要提供一种CPU使用率分析方法，其可精确计算出移动装置的CPU使用率。所述CPU使用率分析系统，应用于移动装置中，该移动装置配置有硬件定时器。所 述系统包括参数设置模块，用于设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度；时间读 取模块，用于在每个CPU使用率分析周期内，当一个线程被挂起时，读取硬件定时器的当前 时间，并将该硬件定时器的值重设为最大值，同时，移动装置操作系统中的任务调度列表决 定下一个执行的线程；计算模块，用于根据所读取的硬件定时器的当前时间计算该被挂起 的线程占用CPU的时间，并将该计算的时间存储在一个数组元素中，该被挂起的线程占用 CPU的时间等于硬件定时器的最大值减去硬件定时器的当前时间；所述计算模块，还用于 当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素的值计算出CPU的使用率。所述CPU使用率分析方法，应用于移动装置中，该移动装置配置有硬件定时器。该方 法包括如下步骤设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度；在每个CPU使用率分析 周期内，当一个线程被挂起时，读取硬件定时器的当前时间，并将该硬件定时器的值重设为最 大值，同时，移动装置操作系统中的任务调度列表决定下一个执行的线程；根据所读取的硬 件定时器的当前时间计算该被挂起的线程占用CPU的时间，并将该计算的时间存储在一个数 组元素中，该被挂起的线程占用CPU的时间等于硬件定时器的最大值减去硬件定时器的当前 时间；当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素的值计算出CPU的使用率。相较于现有技术，所述的CPU使用率分析系统及方法，应用于移动装置中，可以精 确计算出移动装置的CPU使用率。
图1是本发明CPU使用率分析系统较佳实施例的硬件架构图。
图2是图1中CPU使用率分析单元的功能模块图。图3是本发明CPU使用率分析方法较佳实施例的流程图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明CPU使用率分析系统较佳实施例的硬件架构图。该系统 应用于移动装置中(本实施例以手机为例进行说明)，主要包括中央处理器(Central ProcessingUnit, CPU) 1、存储器2、输入/输出设备3及手机主板4。所述中央处理器1分 别与所述存储器2、输入/输出设备3和手机主板4相连，该存储器2与手机主板4相连。 输入/输出设备3包括LCD液晶显示屏和键盘等，用于显示资料及输入信息。其中，所述存 储器2包括操作系统21和CPU使用率分析单元20。所述操作系统21中包含有任务调度列表，该任务调度列表用于控制线程的执行。 例如，当一个线程被挂起后，任务调度列表将决定下一个执行的线程。所述中央处理器1用于调用所述CPU使用率分析单元20，并控制该CPU使用率分 析单元20的执行。该CPU使用率分析单元20用于利用手机主板4中的硬件定时器40模 拟CPU的使用率。所述硬件定时器40内嵌于手机主板4中，该硬件定时器40可以是Timel定时器、 Time2定时器和Watchdog定时器(看门狗定时器)等，本实施例中采用Time2定时器。硬 件定时器40可以精确到纳秒(ns)，如Time2定时器的精确度可以达到2. 4623纳秒，而软件 定时器只能精确到毫秒(ms)，一般为4. 615毫秒。如图2所示，是图1中所示CPU使用率分析单元20的功能模块图。所述CPU使用 率分析单元20包括参数设置模块201、线程设定模块202、时间读取模块203及计算模块 204。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计 算机中的执行过程，因此在本发明以下对软件描述中都以模块描述。所述参数设置模块201用于设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度，其 中，每次分析的时间长度从每次CPU使用率分析周期到达的时刻开始计时，且每次分析的 时间长度小于或等于CPU使用率分析周期。假设CPU使用率分析周期为10分钟，每次分析 的时间长度为100秒，则每隔10分钟，分析当前CPU在100秒内的使用率。所述线程设定模块202用于设定一个优先级最低的线程作为空闲运转线程，并将 该空闲运转线程放置于一个无限循环中，以防止操作系统21进入休眠模式。该空闲运转线 程可以是新增的Idle(空闲)线程，或是将现有的一个线程设置成最低优先级以作为空闲 运转线程。所述时间读取模块203用于在每个CPU使用率分析周期内，当一个线程被挂起时， 读取硬件定时器40的当前时间。同时，操作系统21的任务调度列表将决定下一个执行的 线程。每次读取完硬件定时器40的当前时间后，时间读取模块203都将该硬件定时器40 的值重设为最大值。在本实施例中，硬件定时器40的最大值为0xFFFF。其中，一个线程被挂起的情形包括(1)该线程执行完毕；(2)当该线程运行时，操作系统21发出一个中断请求；(3)当该线程运行时，有其它更高优先级的线程需要执行，该线程主动释放一个信号量而被挂起。所述计算模块204用于根据硬件定时器40的当前时间计算该被挂起的线程占用 CPU的时间，并将其存储在一个数组元素中。其中，该被挂起的线程占用CPU的时间等于硬 件定时器40的最大值减去硬件定时器40的当前时间。所述计算模块204还用于当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素 的值计算出CPU的使用率。具体而言，首先，计算模块204加总该数组中所有元素得到所有 线程占用CPU的时间之和，然后，计算出每个线程占用CPU的平均时间，该每个线程占用CPU 的平均时间为所有线程占用CPU的时间之和除以本次周期内执行的线程个数。最后，计算 出本次周期内CPU的使用率，该CPU的使用率等于每个线程占用CPU的平均时间除以每次 分析的时间长度。举例而言，假设每次分析的时间长度为100秒，本次周期内执行的线程有3个 (ThreadA、Thread B 和 Thread C)，其中，Thread A 占用 CPU 的时间为 30 秒，Thread B 占 用CPU的时间为40秒，Thread C占用CPU的时间为50秒。则每个线程占用CPU的平均时 间为(30+40+50)/3秒，即40秒，本次周期内CPU的使用率为40/100，即40%。如图3所示，是本发明CPU使用率分析方法较佳实施例的流程图。步骤S1，利用参 数设置模块201设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度。步骤S2，时间读取模块203在每个CPU使用率分析周期内，当一个线程被挂起时， 读取硬件定时器40的当前时间。同时，操作系统21的任务调度列表将决定下一个执行的 线程。每次读取完硬件定时器40的当前时间后，时间读取模块203都将该硬件定时器40 的值重设为最大值。在本实施例中，硬件定时器40的最大值为0xFFFF。其中，一个线程被挂起的情形包括(1)该线程执行完毕；(2)当该线程运行时，操作系统21发出一个中断请求；(3)当该线程运行时，有其它更高优先级的线程需要执行，该线程主动释放一个信 号量而被挂起。步骤S3，计算模块204根据所读取的硬件定时器40的当前时间计算该被挂起的线 程占用CPU的时间，并将其存储在一个数组元素中。其中，该被挂起的线程占用CPU的时间 等于硬件定时器40的最大值减去硬件定时器40的当前时间。步骤S4，计算模块204当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素的 值计算出CPU的使用率。具体而言，首先，计算模块204加总该数组中所有元素得到所有线 程占用CPU的时间之和，然后，计算出每个线程占用CPU的平均时间，该每个线程占用CPU 的平均时间等于所有线程占用CPU的时间之和除以本次周期内执行的线程个数。最后，计 算出本次周期内CPU的使用率，该本次周期内CPU的使用率等于每个线程占用CPU的平均 时间除以每次分析的时间长度。在其它实施例中，所述方法还可以包括如下步骤在步骤S2之前，线程设定模块202设定一个优先级最低的线程作为空闲运转线 程，并将该空闲运转线程放置于一个无限循环中，以防止操作系统21进入休眠模式。该空 闲运转线程可以是新增的Idle线程，或是将现有的一个线程设置成最低优先级以作为空 闲运转线程。
本实施例中，所述移动装置可以为手机或PDA (Personal Digital Assistant，个 人数字助理)等具有资料处理功能的电子设备。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照 较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的 技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种CPU使用率分析方法，应用于移动装置中，其特征在于，该移动装置配置有硬件定时器，该方法包括如下步骤设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度；在每个CPU使用率分析周期内，当一个线程被挂起时，读取硬件定时器的当前时间，并将该硬件定时器的值重设为最大值，同时，移动装置操作系统中的任务调度列表决定下一个执行的线程；根据所读取的硬件定时器的当前时间计算该被挂起的线程占用CPU的时间，并将该计算的时间存储在一个数组元素中，该被挂起的线程占用CPU的时间等于硬件定时器的最大值减去硬件定时器的当前时间；及当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素的值计算出CPU的使用率。
2.如权利要求1所述的CPU使用率分析方法，其特征在于，在步骤读取硬件定时器的当 前时间之前还包括设定一个优先级最低的线程作为空闲运转线程，并将该空闲运转线程放置于一个无限 循环中。
3.如权利要求2所述的CPU使用率分析方法，其特征在于，所述空闲运转线程为新增的 空闲线程，或是将现有的一个线程设置成最低优先级以作为空闲运转线程。
4.如权利要求1所述的CPU使用率分析方法，其特征在于，所述线程被挂起的情形包括该线程执行完毕；当该线程运行时，移动装置的操作系统发出一个中断请求；当该线程运行时，有其它更高优先级的线程需要执行，该线程主动释放一个信号量而 被挂起。
5.如权利要求1所述的CPU使用率分析方法，其特征在于，所述步骤根据该数组中所有 元素的值计算出CPU的使用率包括加总该数组中所有元素得到所有线程占用CPU的时间之和；计算出每个线程占用CPU的平均时间，所述每个线程占用CPU的平均时间等于所有线 程占用CPU的时间之和除以本次周期内执行的线程个数；及计算出本次周期内CPU的使用率，所述本次周期内CPU的使用率等于每个线程占用CPU 的平均时间除以每次分析的时间长度。
6.一种CPU使用率分析系统，应用于移动装置中，其特征在于，该移动装置配置有硬件 定时器，所述系统包括参数设置模块，用于设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度；时间读取模块，用于在每个CPU使用率分析周期内，当一个线程被挂起时，读取硬件定 时器的当前时间，并将该硬件定时器的值重设为最大值，同时，移动装置操作系统中的任务 调度列表决定下一个执行的线程；计算模块，用于根据所读取的硬件定时器的当前时间计算该被挂起的线程占用CPU的 时间，并将该计算的时间存储在一个数组元素中，该被挂起的线程占用CPU的时间等于硬 件定时器的最大值减去硬件定时器的当前时间；及所述计算模块，还用于当每次分析的时间长度到达时，根据该数组中所有元素的值计算出CPU的使用率。
7.如权利要求6所述的CPU使用率分析系统，其特征在于，所述系统还包括线程设定模块，用于设定一个优先级最低的线程作为空闲运转线程，并将该空闲运转 线程放置于一个无限循环中。
8.如权利要求6所述的CPU使用率分析系统，其特征在于，所述硬件定时器的最大值 为0xFFFF。
9.如权利要求6所述的CPU使用率分析系统，其特征在于，所述线程被挂起的情形包括该线程执行完毕；当该线程运行时，移动装置的操作系统发出一个中断请求；当该线程运行时，有其它更高优先级的线程需要执行，该线程主动释放一个信号量而 被挂起。
10.如权利要求6所述的CPU使用率分析系统，其特征在于，所述计算模块根据该数组 中所有元素的值计算出CPU的使用率包括加总该数组中所有元素得到所有线程占用CPU的时间之和；计算出每个线程占用CPU的平均时间，所述每个线程占用CPU的平均时间等于所有线 程占用CPU的时间之和除以本次周期内执行的线程个数；及计算出本次周期内CPU的使用率，所述本次周期内CPU的使用率等于每个线程占用CPU 的平均时间除以每次分析的时间长度。
全文摘要
一种CPU使用率分析方法，应用于移动装置中，包括如下步骤设置CPU使用率分析周期和每次分析的时间长度；当一个线程被挂起时，读取硬件定时器的当前时间；计算该被挂起的线程占用CPU的时间，并将其存储在一个数组元素中；当每次分析的时间长度到达时，计算出CPU的使用率。本发明还提供一种CPU使用率分析系统。利用本发明可精确计算出移动装置的CPU使用率。
文档编号G06F9/48GK101876933SQ200910301930
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者陈纪宪 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司;奇美通讯股份有限公司