使用Percepio的Tracealyzer和DevAlert實(shí)現(xiàn)FreeRTOS的可觀察性

Percepio是著名的Tracealyzer背后的公司。Tracealyzer是一款桌面應(yīng)用程序，方便嵌入式工程師通過追蹤直觀地診斷軟件中的問題。什么是追蹤？追蹤是一種低級(jí)日志記錄機(jī)制，可用于在執(zhí)行過程中解釋系統(tǒng)狀態(tài)。在對(duì)意外行為進(jìn)行故障排除時(shí)，使用FreeRTOS分析基于微控制器的應(yīng)用程序的追蹤可以節(jié)省嵌入式工程師大量時(shí)間和精力。如需將此工具與FreeRTOS應(yīng)用程序一起使用，需要簡(jiǎn)單集成TraceRecorder庫以捕獲追蹤。在程序執(zhí)行過程中，追蹤可以快照形式記錄并予以保存，或?qū)崟r(shí)流式傳輸。

加載追蹤后，Tracealyzer可以提供具有可配置視圖的執(zhí)行詳細(xì)信息，例如程序時(shí)間線、事件日志、CPU負(fù)載圖、內(nèi)存使用情況、任務(wù)依賴關(guān)系和許多其他有用的可視化結(jié)果。這些功能有助于實(shí)現(xiàn)可觀察性。您可以在FreeRTOS應(yīng)用程序的深層追蹤任務(wù)以及內(nèi)核API調(diào)用。下圖是在筆記本電腦上運(yùn)行的 Tracealyzer的快照，其中加載了示例FreeRTOS追蹤請(qǐng)注意追蹤視圖面板中的FreeRTOS API調(diào)用，例如xQueueSend()和xQueueReceive()。除了代碼調(diào)試之外，您還可以看到與追蹤序列相關(guān)的CPU負(fù)載圖。

已加載示例FreeRTOS追蹤的Tracealyzer

Tracealyzer可用于嵌入式應(yīng)用程序的開發(fā)和測(cè)試或?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)遇到的問題進(jìn)行分類。如需詳細(xì)了解如何使用該工具，請(qǐng)?jiān)L問Percepio網(wǎng)站上適用于 FreeRTOS的Tracealyzer。此外，請(qǐng)按照實(shí)用入門指南，使用FreeRTOS應(yīng)用程序設(shè)置TraceRecorder庫。

除了Tracealyzer之外，Percepio還提供另外一款基于云的產(chǎn)品 DevAlert。DevAlert與Tracealyzer相得益彰，具有許多適用于生產(chǎn)用例的功能。從可觀察性的不同角度來看，DevAlert服務(wù)可以配置為通過云連接從遠(yuǎn)程設(shè)備群中捕獲特定診斷。更重要的是，您可以定義有意義的特定數(shù)據(jù)元素以及要發(fā)出的警報(bào)類型。此外，設(shè)備固件和診斷數(shù)據(jù)都不需要直接發(fā)送到 DevAlert服務(wù)，而是存儲(chǔ)在您自己的云帳戶（例如AWS S3）中。

使用分離存儲(chǔ)可解決隱私和安全問題，因?yàn)榇藬?shù)據(jù)保留在設(shè)備制造商的帳戶中，不會(huì)上傳到Percepio服務(wù)。單擊即可訪問診斷數(shù)據(jù)，這得益于桌面客戶端DevAlertDispatcher所采用的混合設(shè)計(jì)。觸發(fā)DevAlert儀表板鏈接時(shí)，該客戶端會(huì)從單獨(dú)的存儲(chǔ)中下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。DevAlert服務(wù)的架構(gòu)圖如下圖所示，顯示了這種分離的存儲(chǔ)范例。

DevAlert 架構(gòu)

得益于這種架構(gòu)，可使用相關(guān)桌面工具實(shí)現(xiàn)多種類型的調(diào)試數(shù)據(jù)。您可以獲得Tracealyzer追蹤，查看導(dǎo)致檢測(cè)到異常的事件序列。此外，最近還新增了對(duì)GDB故障轉(zhuǎn)儲(chǔ)的支持，如下列屏幕截圖所示。

GDB 故障轉(zhuǎn)儲(chǔ)屏幕截圖

您可以使用常規(guī)源代碼調(diào)試器更詳細(xì)地分析崩潰和其他異常，就像調(diào)試本地設(shè)備一樣。如果您有更具體的需求，也可以添加自己的診斷負(fù)載、查看器工具和腳本。

要想深入了解DevAlert功能，最簡(jiǎn)單方法是啟動(dòng)沙盒環(huán)境，Percepio 提供免費(fèi)試用版。沙盒包括一個(gè)在QEMU仿真器中運(yùn)行的FreeRTOS示例應(yīng)用程序，作為連接到DevAlert的虛擬設(shè)備。

首先，注冊(cè)并登錄DevAlert，然后在控制臺(tái)中點(diǎn)按“激活服務(wù)”。只需簡(jiǎn)單幾步，即可在瀏覽器中訪問顯示模擬電梯項(xiàng)目的虛擬桌面。示例中的電梯控制器是運(yùn)行FreeRTOS應(yīng)用程序的虛擬設(shè)備，已配置為生成不同類型的警報(bào)。如需了解控制器在任何給定時(shí)間發(fā)生的情況，請(qǐng)參閱電梯動(dòng)畫。

模擬電梯項(xiàng)目

您可以瀏覽源代碼，查看如何根據(jù)正在運(yùn)行的FreeRTOS應(yīng)用程序中遇到的事件類型配置警報(bào)。我們提供了一組場(chǎng)景引發(fā)已知問題來演示警報(bào)的作用。執(zhí)行場(chǎng)景后，返回DevAlert控制臺(tái)并單擊儀表板。此時(shí)您可以看到問題概述，其中警報(bào)已按唯一性分組。警報(bào)發(fā)送到服務(wù)時(shí)，儀表板將更新。

DevAlert 控制臺(tái)

從儀表板的“打開”按鈕可以看出，如果想通過設(shè)備更深入地了解追蹤本身，甚至可以通過DevAlert啟動(dòng)Tracelyzer。通過這種方式，這兩種工具相輔相成，為FreeRTOS 應(yīng)用程序帶來全面的可觀察性。適用于FreeRTOS的Tracealyzer和DevAlert 還有很多值得探索之處，因此 請(qǐng)按照上述鏈接內(nèi)容開始使用自己的嵌入式應(yīng)用程序?？靵黹_啟快樂追蹤之旅吧！