TWEN-ASR ONE 语音识别系列教程（4）---多线程与消息队列使用

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  i" d+ i  R) f9 c- c$ r& BTWEN-ASR ONE 语音识别系列教程（4）—多线程与消息队列使用
: l2 D4 B/ \5 a) x- z提示：作者使用 TWEN-ASR ONE V1.0开发板进行开发学习。
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文章目录
+ }2 M! `5 c7 ?0 o# J0 A$ h2 y9 U$ U前言
一、多线程的使用与测试
1.1线程使用说明
0 n4 f6 ]& P+ F: g1.2线程代码编写
1.3线程代码分析
8 p- F7 y! b2 i$ \1.4线程运行测试
二、消息队列的使用与测试
2.1消息队列使用说明
2.2消息队列代码编写
9 Y7 X5 E7 w1 @, Y. k4 O, ^8 K& c2.3消息队列代码分析
8 W& v+ m& k+ h# H( R1 P$ G2.4消息队列运行测试
三、总结
前言
    经过前面的学习，对ASR程序结构有一定的了解。前面有些代码已经使用了线程，可见线程在ASR程序设计里面的重要性。不禁心里会有些疑问，线程工作原理是什么？多线程谁会先执行？多线程之间是否可以进行信息交换？信息交换是不是队列消息？带着这些问题，在本文尝试找到答案。本文主要内容有：
- ?+ C& r8 g: Z) g) G6 V. B1 w
- p# _' f" n9 H+ E, \$ S! U线程的原理与应用；
队列消息的原理与应用。
7 S  I; P! J- D一、多线程的使用与测试
1.1线程使用说明
     线程是独立调度和分派的基本单位，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。线程和线程之间互不干扰。把需要执行的任务，放在线程块里面，如下图所示：
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* U( c; V4 o7 y: M8 [. F图1.1 新建线程程序块
: E' z# r. a) Z+ X* t/ A线程名称、优先级、占用内存是新建线程时需要设置的。线程名称建议用有含义的字符名称，如该线程执行的功能名称。优先级就是执行线程的起始顺序，在很短的时间里，线程执行的顺序，我们人感受不到，因为操作系统有调度。占用内存可根据程序内容进行设置，建议设置128字节以上。线程里一般是重复执行的程序块，重复的程序块里一般放有延时函数。为了线程执行更顺畅。
( z2 \$ _# w% r: Q* _( {: w     多线程的建立。如下图所示，有两个线程，线程的程序是独立的。

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, {5 p) x2 V+ j/ T图1.2 多线程示意图
多线程的工作原理：线程执行通过系统的调度完成的。系统有一个时间Tick，时间Tick到切换任务，优先级高的先执行，任务不断切换如此重复执行。例如：图1.2任务A和任务B（除了任务A和任务B，其他任务忽略）。任务A开始执行（因为优先级高），时间Tick到，调用任务B，任务B开始执行。时间Tick到，调用任务A，任务A接着刚才执行,时间Tick到,调用任务B，任务B接着刚才执行。如此类推。由于时间Tick很短，人会觉得两个任务同时执行。这就是多线程的工作原理，也是系统调度最简单的过程。任务调度的过程可参考下面两张图[1]。多线程调度（1）（2）。
$ V8 P' G: O9 L: \. ~* _9 Q
0 G( z" _8 v! g' c( c4 @, Z
图1.3 多线程调度（1）示意图
8 G, H0 ]. e4 V5 l( e- J

图1.4 多线程调度（2）示意图
, F, W9 B3 ?6 X9 C: \$ F总之，多线程是独立运行的。可以完成各自的任务。

4 ]- q- J& b: m6 w, z4 x+ i1.2线程代码编写
( K3 B- D' U; Z    本文多线程使用程序参考官方【5.多线程使用–LED演示范例】。 程序主要是实现蓝灯和绿灯不同频率闪烁，变化时间分别是700毫秒，300毫秒。


图1.5 多线程使用示例程序
1.3线程代码分析
    设置了不同的线程名称，优先级一样，占用内容为128字节。如果优先级设置不一样跟容易理解。



图1.6 多线程使用示例程序的注释
% d) ]2 W, y$ @3 H8 p, a0 [  `" ~1.4线程运行测试
& `9 |3 i! @7 s) l6 z: [% a     蓝灯和绿灯闪烁的节奏不一样,如下图所示。从实验现象我们可以看出，两个线程的程序都在运行，并且互不干扰。
# [: ?- M) l0 m1 L' t5 w4 b+ ^

# F6 I/ t4 Q4 t9 `& r4 h, Z3 {) {
二、消息队列的使用与测试
2.1消息队列使用说明
     消息队列是一种常用于任务间通信的数据结构，队列可以在任务与任务间、中断和任务间传送信息，实现了任务接收来自其他任务或中断的不固定长度的消息。任务能够从队列里面读取消息，当队列中的消息是空时，挂起读取任务，用户还可以指定挂起的任务时间；当队列中有新消息时，挂起的读取任务被唤醒并处理新消息，消息队列是一种异步的通信方式[2]。
* [' }6 M' E' `. l0 V$ i; Y  J     TWEN-ASR ONE 可用程序块有4个，如下图所指示。
7 x; M/ i+ I; Z% n# K9 L
0 ]% F& ]  d0 ?, C
图2.1 消息列队相关程序块
2 X4 A3 A; w' }9 @' U9 B: J（1）新建队列消息，可以设置消息长度、队列最多消息数。队列最多消息数默认为5，也就是当消息数为5时，不会再存数据。
（2）发送消息。发送var变量的值。等待时间是当消息数满，是否继续等待，不等待设为0，需要等待根据实际情况设置时间。
9 @" C: D* E) X' `' ]* B（3）接收消息。接收var变量的值。
5 ^  l/ d: |6 Y1 S" r（4）中断内发送消息。是否在中断中使用?(作者现在也不是很理解，后续弄明白更新此处)

2.2消息队列代码编写
    本文消息队列使用程序参考官方【7.多线程使用–消息队列】。 程序主要是实现语音识别后，通过队列消息相关块，根据不同语音ID发送消息到不同线程，线程通过串口打印出来语音ID。。

. o' ]  I# V( F: H" L) o
图2.2 消息列队示例程序
2.3消息队列代码分析
/ S1 f2 G4 a- h6 L$ q     关键注释如下图所示：
! [9 A* `8 T3 y4 P% V5 I
3 Q3 H+ E  d) W! n5 h
/ a$ `, z" A" [: i. _0 y图2.3 消息列队示例程序的注释
% U6 N" k$ M/ h! }7 @4 f: \+ v5 J- G! d2.4消息队列运行测试
% Y4 b; t% O) U) s; Z* x% z. G1 f    运行测试结果如下：

# [2 c* {9 X4 Y4 O  i我：智能管家
4 D; S& ?. M4 Z/ Q( u/ G& n
ASR：我在

" Y! x  z7 |/ X- T# \0 O. }4 w我：打开红灯

: b5 @9 u9 W0 D+ UASR：好的，马上打开红灯
( b7 _6 |/ W* `- X$ |* v% r
  ~! `1 D) i8 |. o4 y
- u& B% Q$ A" V
. z4 U( p! d  J图2.4 打开红灯板子实验现象
) ]+ s% {$ Y8 Y2 @此时串口收到4。
: L. _/ t. |& ?) ]# @9 ~

图2.5 串口收到数据现象
. M+ s3 a1 a/ i我：关闭红灯
5 C* z! C( |, R# D

ASR：好的，马上关闭红灯



图2.6 关闭红灯板子实验现象
( P% g0 E4 G5 }此时串口收到6。如图2.5 串口收到数据现象所示。
    从测试的实验现象可以看出，打开红灯和关闭红灯会发送消息队列，通过消息队列，不同线程间可以相互共享数据。

三、总结
    多线程与消息队列在嵌入式操作系统中是很常用的知识。本文简单介绍了多线程与消息队列的使用，在天问Block里面有对应的程序块提供使用，当然我们在弄清楚多线程优先级、消息列队如何共享消息后，可以很好帮助我们的使用。


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多线程与消息队列在嵌入式操作系统中是很常用的知识

刘工在线

ARM是多线程，需要用操作系统

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