sleep vs delay 그리고 Hz와 ms의 관계

sequenceDiagram
    participant A as Arduino (delay)
    participant CPU_A as CPU
 
    A->>CPU_A: delay(33) 호출
    Note over CPU_A: 33ms 동안 아무것도 못함
    Note over CPU_A: 인터럽트 외 모든 처리 중단
    CPU_A-->>A: 33ms 후 다음 줄 실행
 
    participant R as ROS2 Node (sleep)
    participant CPU_R as CPU
    participant OS as Linux OS
 
    R->>OS: sleep(0.033) 호출
    OS->>CPU_R: CPU 반납, 다른 콜백 처리
    Note over CPU_R: joint_states 콜백 등 실행
    OS-->>R: 33ms 후 깨움

// Arduino: delay() 사용 — CPU가 완전히 멈춤
void loop() {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // LED 켜기
    delay(1000);                  // 1초 대기 (이 동안 아무것도 못함)
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);   // LED 끄기
    delay(1000);                  // 1초 대기
    // delay 중에는 센서 읽기, 통신 등 모두 불가!
}

import rclpy
from rclpy.node import Node
import time
 
class ControlNode(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('control_node')
        # 30Hz 제어 루프용 타이머
        self.timer = self.create_timer(1/30, self.control_loop)
        # joint_states 구독 — sleep 중에도 콜백 동작
        self.sub = self.create_subscription(
            JointState, '/joint_states', self.joint_callback, 10
        )
 
    def control_loop(self):
        # 제어 명령 전송
        self.publish_command()
        # sleep 중에도 joint_callback은 계속 호출됨
 
    def joint_callback(self, msg):
        # sleep과 무관하게 새 데이터가 들어올 때마다 실행
        self.current_joints = msg.position

# Hz → 초 변환하여 sleep에 사용
rate_hz = 30
sleep_sec = 1 / rate_hz        # 0.0333초
sleep_ms = 1000 / rate_hz      # 33.3ms
 
time.sleep(1/30)  # = sleep(0.0333초) = sleep(33.3ms) = 30Hz 루프

# ROS2에서 Rate 객체를 사용하는 방법
import rclpy
 
rclpy.init()
node = rclpy.create_node('example')
rate = node.create_rate(30)  # 30Hz Rate 생성
 
while rclpy.ok():
    # 제어 로직 실행
    do_something()
    rate.sleep()  # 남은 시간만큼만 대기하여 정확한 30Hz 유지

flowchart LR
    Hz["주파수 (Hz)<br/>1초에 몇 번?"]
    ms["주기 (ms)<br/>한 번에 몇 ms?"]
 
    Hz -- "ms = 1000 / Hz" --> ms
    ms -- "Hz = 1000 / ms" --> Hz
 
    subgraph 예시: 30Hz 제어 루프
        H30["30 Hz"] --- M33["33.3 ms"]
    end

flowchart TB
    subgraph Arduino ["Arduino (베어메탈)"]
        direction TB
        A1[사용자 코드] --> A2[하드웨어 직접 제어]
        A2 --> A3["delay() = CPU 정지"]
        style A3 fill:#f96,stroke:#333
    end
 
    subgraph ROS2 ["ROS2 (Linux 위)"]
        direction TB
        R1[ROS2 노드] --> R2[Linux 커널]
        R2 --> R3[스케줄러]
        R3 --> R4["sleep() = 다른 프로세스 실행"]
        R3 --> R5[콜백 처리]
        R3 --> R6[토픽 수신]
        style R4 fill:#6c6,stroke:#333
    end