如何在嵌入式 c 项目运行期间处理设置更改？答案

【问题标题】：How to handle changes to settings during runtime of a embedded c project?如何在嵌入式 c 项目运行期间处理设置更改？
【发布时间】：2021-08-14 08:43:39
【问题描述】：

我正在使用 esp32（带有 esp-idf 的 c，而不是 arduino）用于我的一个爱好项目。我目前正在编写一个可以用智能手机控制的小型无人机。一切正常。

但现在我需要为持久设置和参数创建系统。例如 pid 调整参数或启用了哪些传感器等等。一般的想法是在启动时读取闪存中的设置文件。然后可以在程序的各个模块中使用这些设置。现在我还想在运行时更改这些设置。例如 pid 调整参数。我不想仅仅为了改变一个小参数而重启系统。

所以现在我的问题是：如何在运行时处理对这些设置的更改？

一个想法是让模块定期询问一个特殊的 “设置模块”（如果有任何更改）。然后它会改变它的相应的内部设置。因为设置不应该改变它通常我认为不断要求更新的开销是相当大的没必要。
一个更极端的想法是，给一个指向变量的指针对“设置模块”的问题。如果必须进行任何更改设置模块会直接改变变量。
或者也许是一个回调系统？

这些想法似乎可行，但我不知道是否有任何最佳实践或更好的选择。

你们中有人知道我可以在谷歌上搜索的技术的名称，或者可能提供类似功能的库吗？

谢谢！

【问题讨论】：

您有一个程序还是多个程序？如果是单个程序，则将设置加载到结构中，并让程序的所有部分访问该结构。创建一个函数以将该结构保存到闪存中。使用结构的一个成员作为一个简单的计数器，每次更改都会递增。程序的一部分可以检查该计数器并与他们自己的副本进行比较。如果不同，则发生更改并可以采取适当的措施。
@fpiette 代码是模块化的，并作为由 FreeRTOS 管理的多个任务运行。如果我理解正确，您说将所有设置都放在全局可访问的结构中？有没有一种简单的方法来模块化这个？
任务是在不同的线程中运行，还是单线程协同多任务？这对于以安全的方式管理对数据的访问非常重要。
不是您的问题，但请记住闪存的写入周期数有限。不要频繁写入，否则会毁掉闪存！阅读this artcile。

标签： c embedded settings esp32 freertos

【解决方案1】：

non-volatile storage library 已经满足了您 90% 的需求 - 字符串键、整数/字符串值、磨损均衡等。只需使用它来存储您的所有设置和参数。每次您想获得一个值时都读取它（除非您进入亚毫秒级延迟区域，在这种情况下，最好将设置缓存在 RAM 中）。

从 NVS 读取值可能会失败（例如，如果未存储参数，NVS 分区被擦除等），这会在您读取参数的每个代码块中引入繁琐的错误处理。避免这种错误处理的一个常见技巧是添加一个瘦包装器，它采用参数的后备值并在每次从 NVS 读取参数失败时返回它。像这样的：

uint32_t fetchU32(const char* key, const uint32_t fallback) {
  uint32_t ret;
  if (ESP_OK != nvs_get_u32(g_nvs_hnd, key, &ret)) {
    ret = fallback;
  }
  return ret;
}

请注意，使用此类包装器时需要小心 - 有时必须从 NVS 中找到关键参数值，而不是盲目地替换为后备。

【讨论】：

承诺！薄包装的想法似乎对我的问题很有帮助。我会稍微玩一下 nvs_flash。我很乐意将您的回答标记为有帮助，但为此还需要多加几分。 :)
享受乐趣并考虑 fpiette 的建议 - 闪存上的擦除周期限制为每个扇区大约 10000 次。如果你需要经常更新你的参数（比如每小时多次），你可以很容易地用掉一个小的 NVS 分区。您可以通过增加 NVS 分区的大小来解决此问题（因此磨损均衡算法可以将工作分散到更多扇区），但此解决方案仅随大小线性缩放。最好将经常更新的数据保存在 RAM 中。

【解决方案2】：

除了 Tarmo 的建议之外，您还应该注意 ESP32 的 NVS 没有写入限制。但请注意，限制是由您使用的闪存设置的。

我将link 放在他们讨论 ESP32 的写入限制的地方。

【讨论】：