用于对分布式实时系统中的周期性任务传送时间正确的数据的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于在分布式实时系统中的周期性任务之间传送时间正确的数据的方法，该实时系统包含实时通讯系统和多个计算机节点，其中每个计算机节点中本地的实时时钟与全局时间同步，其中所有的用于开始新的周期i的定期触发讯号zib皆于每个计算机节点同时得自全局时间的前进，其中这些定期触发讯号将该些任务开始，且其中某任务从本地的输入记忆区域读取其它任务的输出数据，其中该实时通讯系统向该输入记忆区域写入，且其中某任务于先验决定的、个别的、于周期结束前的生产时刻zif将当前周期的结果数据写进本地的输出记忆区域，其与该通讯系统关联，且其中用于该时间控制的通讯系统的时程被配置以致存在于本地输出记忆区域的任务结果数据于时段＜zif，zi+1b＞期间被运输至需要该数据的任务的本地输入记忆区域，以致在随后的周期的开始时，于需要这结果数据的任务的本地输入记忆区域中可提供这结果数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在分布式实时系统中的周期性任务之间传送时间正确的数据的 方法，该实时系统包含实时通讯系统和多个计算机节点，其中每个计算机节点中的本地实 时时钟与全局时间同步。 本专利技术亦涉及用于实施这样的方法的分布式实时系统，该实时系统包含实时通讯 系统和多个计算机节点，其中每个计算机节点中的本地实时时钟与全局时间同步。 本专利技术处于计算机科技的
中。它说明用于在分布式实时系统中实施数个 平行运行的任务的先验固定时间处理的创新方法。
技术介绍
在很多实时应用中的目标被分成多个任务。任务被了解为意指程式控制的封装的 计算机进程，其从所提供的输入数据和该任务中储存的内部状态数据计算出所期望的输出 数据和新版本的内部状态数据。因应可用的计算机节点的性能，在一个计算机节点上可同 时执行单一任务或多个任务（多任务处理）。在多任务处理的系统中，计算机节点的从属操 作系统以及切换软件（中间件）的目的在于为处理某任务提供所需的资源、管理通讯渠道， 并保护任务免受其它任务未经授权地存取。 所给定的工作由系统层面决定的逻辑限定该些任务的执行的确切顺序。在实时系 统中，不止任务执行的逻辑顺序，任务的时间方面的精确计划也是具很大重要性的，因为这 样能将系统的反应时间减至最短。 例如在用于车辆的自主控制的系统中，如果不同的传感器系统（例如光学摄像 机、激光、雷达）监察车辆周围移动中的环境，例如行人，则必须确保用于探测传感器数据 的不同任务监察时间中同一刻的周围环境，从而能够形成于这时刻一致的周围环境的影 像。当能存取某传感器系统的任务皆在新的周期开始后马上读取传感器数据，这同时性是 必然的，因为所有任务皆于同一时间开始新的周期。 本专利技术的目的在于指定在分布式周期性时间控制的实时系统中，该些任务和通讯 可被同步的方式，这方式确保系统最佳的反应时间。
技术实现思路
这目的通过如引言中所说明的方法达成，这是因为根据本专利技术，所有的用于开始 新的周期i的定期触发讯号Z 1b皆于每个计算机节点同时得自全局时间的前进，其中这些定 期触发讯号将该些任务开始，且其中某任务从本地的输入记忆区域读取其它任务的输出数 据，其中该实时通讯系统向该输入记忆区域写入，且其中某任务于先验决定的、个别的、于 周期结束前的生产时刻Z 1f将当前周期的结果数据写进本地的输出记忆区域，其与该通讯 系统关联，且其中用于该时间控制的通讯系统的时程被配置以致存在于本地输出记忆区域 的任务结果数据于时段<zi f，z1+1b>期间被运输至需要该数据的任务的本地输入记忆区域， 以致在随后的周期的开始时，于需要这结果数据的任务的本地输入记忆区域中可提供这结 果数据。 在时间控制的实时系统中，是通过全局时基达成要于不同的计算机节点执行的任 务的同步。为了这目的，时间被分成数个跨系统同步的周期。 根据本专利技术，在一周期的开始（其由全局时间的前进决定），例如在周期Z1的时刻 Z1b，从所有分布的传感器取得传感器数据。与传感器关联的任务执行传感器数据的初步处 理，并一般在当前周期结束前（例如于周期i的生产时刻Z 1f)将这初步处理的结果提供至 该任务的输出记忆区域，使该结果可供给时间控制的通讯系统。在随后的周期开始前的时 段〈zV z1+1b>中，该时间控制的通讯系统将这些结果运输至需要这些结果以作进一步处理 的任务的输入记忆区域。因此，在随后周期的开始，于z 1+1b这时刻，所有必须的输入数据皆 于随后的任务的指定输入区域中可提供，以作进一步处理。 于被搜查过的专利文献中皆没能发现预示本文中公开的创新的方法。 根据本专利技术的方法和根据本专利技术的实时系统的有利实施方案（该些实施方案可 个别地或以任何组合地被实施）如下详述： >任务在开始后将老化指数设定为零，并且，除了结果数据外，其亦将该老化指数 的当前数值写入与该通讯系统关联的输出记忆区域；任务的处理时长取决于数据，所以为 任务的结果提供老化指数，其指定于任务处理中有没有发生延迟。将时间控制的通讯和任 务的基于时间的排程从任务中的处理逻辑分离，这允许向可用的分布式硬件架构作弹性的 任务分配； >于周期i结束前不能于先验决定的生产时刻Z1f提供当前周期的结果数据的任 务，其将该老化指数加一，并于随后的周期的生产时刻z 1+1f将该结果数据置于该输出区域 中； >所有能存取传感器系统的任务皆在新的周期的开始同时读取传感器数据； >任务的生产时刻是彼此错开的； ，最迟的生产时刻并因此最长的处理时段皆被分配给具最大处理工作量的任务； r所有时间控制的事件皆为稀疏的事件； 产将内部的全局时间与外在的时基同步； a当一个或多个任务的硬件分配被改变时，协作中的任务于系统层面限定的、基 于时间的执行时序以及任务软件皆不改变； >在不同的计算机节点上同时执行某任务的某数量的拷贝。【附图说明】 将基于附图解释本专利技术，在附图中 图1示出多任务处理的计算机节点的结构， 图2示出分布式实时系统，其具有三个计算机节点，而 图3示出任务处理的时间进程。 以下的特定例子示出该新方法的多个可能的实施方案的其中之一。【具体实施方式】 图1示出实体计算机节点，其被分配了三个任务，任务110、120和130。这三个任 务由中间件和操作系统106管理。计算机节点101的硬件通过传感器总线102连接至输入 传感器103和致动器104,并通过通讯讯号105连接至时间控制的信息分发器单元203 (见 图2)。 每件任务具有三个记忆区域。任务110具有输入记忆区域111、内部状态记忆112 及输出记忆区域113。任务110的输入记忆111亦是实时通讯系统的输出记忆。由于发送 了时间控制的状态数据，所以无需在实时通讯系统中作任何队列管理。状态信息的每个新 版本覆写过在输入记忆区域111中的旧版本。内部状态记忆112包含于任务110 中从上一周期传送至其下一周期的数据。状态记忆112在某周期开始后马上被读取，而新 的数值在下一周期的开始前y刻被写进所述状态记忆中。于周期i结束前，于生产时刻Z 1f， 数据被写进输出记忆区域113,其包含任务110于周期i中的结果。于〈zV z1+1b>的时段 中，实时通讯系统以结果信息将该些结果从输出记忆区域113传送进在下一周期中需要这 数据的任务的输入记忆中。 任务120和130如任务110般，各具有三个记忆区域。 图2示出分布式实时系统，其包含三个计算机节点20U202和203以及信息分发 器单元210。信息分发器单元、控制器（特别是在计算机节点内的通讯控制器）以及信息分 发器单元和该些计算机节点或其控制器之间的连接形成该实时通讯系统。该三个计算机节 点20U202和203根据图1般建构，并通过状态信息通讯，该些信息于先验决定的一些时刻 由时间控制的信息分发器单元210传递。时间触发以太网（TTEthernet)M是这种时间控 制的通讯系统的一例子。 图3示出连续的周期的时间进程。全局时间的前进于横坐标301上示出。于时刻 Z1 \、Z\、21+\和Z 1+2b，在分布式实时系统的所有计算机节点中同时从全局时间引伸出新的 周期的触发讯号，而该些任务以这些触发讯号开始。 通本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在分布式实时系统中的周期性任务之间传送时间正确的数据的方法，该实时系统包含实时通讯系统和多个计算机节点，其中每个计算机节点中本地的实时时钟与全局时间同步，其特征在于所有的用于开始新的周期i的定期触发讯号zib皆于每个计算机节点同时得自全局时间的前进，其中这些定期触发讯号将该些任务开始，且其中某任务从本地的输入记忆区域读取其它任务的输出数据，其中该实时通讯系统向该输入记忆区域写入，且其中某任务于先验决定的、个别的、于周期结束前的生产时刻zif将当前周期的结果数据写进本地的输出记忆区域，其与该通讯系统关联，且其中用于该时间控制的通讯系统的时程被配置以致存在于本地输出记忆区域的任务结果数据于时段＜zif，zi+1b＞期间被运输至需要该数据的任务的本地输入记忆区域，以致在随后的周期的开始时，于需要这结果数据的任务的本地输入记忆区域中可提供这结果数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·波萊德纳，赫而曼·高柏茲，M·格吕克，
申请(专利权)人：FTS电脑技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT