车辆控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供即使在混杂有具有两个以上控制周期的软件的情况下也能够以满足最后期限的方式将程序分配给多核的车辆控制装置，本发明专利技术的车辆控制装置考虑任务的执行顺序、任务的执行周期和处理器内核之间的通信成本来将各任务分配给处理器内核。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及车辆控制装置。
技术介绍
在汽车、电梯、建设机械等
，使用通过嵌入式软件对控制对象进行控制的嵌入式控制装置。嵌入式软件与现有的利用机械机构和电路的控制方式相比能够列举能实现灵活且高度的控制的优点。在这样的嵌入式控制装置中，例如车辆控制装置近年来急剧地向高性能化迈进，由此引起CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)的运算量增加的问题。为了解决该问题，正在研发通过实现增加CPU内核的数量的多核化或多CPU化而提高每单位时间的运算量的配置。但是，在多核处理器上高效地运行以单核处理器为前提研发的已有的软件时存在很多问题。特别是在确立将程序的执行顺序制约严格的车辆控制软件并行分配给多个内核的任务分配方式时存在大的问题。下述专利文献1记载有高效地将按用于单核处理器而研发的已有的车辆控制软件分配给多个内核的技术。在该文献中，通过根据软件的依存关系和进度状况将任务分配给等待处理的内核来确保已有程序的执行顺序。下述专利文献2记载有确保在发生所需的CPU利用率大的任务时也能够执行其任务的可能性而与现有技术相比提高实时性的技术。在该文献中，根据任务被要求的时间制约和实时任务的所需计算量计算任务满足时间制约所需的CPU利用率，以使得计算出的CPU利用率成为最大的方式分配任务。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-108576号公报专利文献2：日本特开2010-277171号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题上述专利文献1记载的技术未考虑具有多个控制周期的软件的处理。例如在车辆控制软件的情况下，在控制一个系统的软件中混杂有具有多个控制周期的程序(即，有在相互不同的执行周期执行的多个程序)的情况较多。专利文献1记载的技术未考虑控制周期引起的差异，本来应该优先控制周期短的软件延迟执行，存在超过最后期限的可能性。上述专利文献2记载的技术未考虑程序的依存关系。例如在车辆控制软件的情况下，需要考虑要求严格满足从传感器值信息的取得到执行器控制值的计算为止的程序执行顺序制约等程序间的依存关系来分配任务。专利文献2记载的技术由于以没有执行顺序制约的任务为前提，所以不能如车辆控制软件那样将具有执行顺序制约的软件正确地分配给多个内核。本专利技术是鉴于上述那样的问题而完成的专利技术，其目的在于，提供即使在混杂有具有两个以上的控制周期的软件的情况下也能够以满足最后期限的方式将程序分配给多个内核的车辆控制装置。用于解决问题的技术方案本专利技术的车辆控制装置考虑任务的执行顺序、任务的执行周期和处理器内核之间的通信成本来将各任务分配给处理器内核。专利技术的效果根据本专利技术的车辆控制装置，即使在使用混杂有多个控制周期、存在任务之间的依存关系的控制软件的情况下，也能够满足各任务的最后期限并同时向处理器内核分配任务。附图说明图1是示意地说明向处理器内核分配已有的单核用的车辆控制软件的结果的图。图2是本专利技术的车辆控制装置1的系统结构图。图3是表示任务分配部105的详细结构的图。图4是表示执行控制参数101的具体例的图。图5是说明加权部1051的处理的流程图。图6是表示加权部1051对通信成本进行加权的例子的图。图7是表示加权通信成本1052的例子的图。图8是说明任务分派部1053的处理的流程图。图9是表示任务分派部1053的任务分配结果的示意图。图10是表示执行日志201的例子的图。图11是表示车辆控制装置1的变形例的系统结构图。具体实施方式＜多核的任务分配＞以下，为了容易理解本专利技术，首先对在多核处理器向各处理器内核分配任务时的问题进行说明，之后对本专利技术的实施方式进行说明。图1是示意地说明将已有的单核用的车辆控制软件分配给处理器内核的结果的图。图1的圆内的数字1～10表示作为一个群组的程序单位的任务。圆之间的箭头表示任务之间的依存关系。依存关系是指关于任务的执行顺序或数据交互的依存关系。箭头的方向等于程序的执行顺序制约。例如任务2只可在任务1结束之后执行。在图1中，作为任务的分配目的地存在内核A和内核B两个内核。图1(a)表示任务的执行周期仅为一个的情况下的任务分配结果。程序根据任务间的依存关系、以使用箭头表示的依存关系不逆转的方式分配至各个内核。由图1(a)右侧的程序执行时的时序图可知，软件由两个内核并行执行，与单核利用时相比以更少的时间完成整个处理。图1(b)表示混杂有多个控制周期的情况下的任务分配结果。在车辆控制软件中，混杂有按相互不同的控制周期执行的任务的情况较多，因此可以说图1(b)是反映车辆控制软件的实际情况的图。在图1(b)中，任务1、3、7、8、10控制周期为10ms，任务2、4、5、6、9控制周期为5ms。如图1(b)右侧的程序执行时的时序图所示，当在混杂有多个控制周期的情况下使用现有技术分配任务时，存在本来应该优先处理的、控制周期短的任务的处理延迟而引起超期的可能性。在图1(b)中，任务9超过最后期限。＜本专利技术的实施方式＞图2是本专利技术的车辆控制装置1的系统结构图。车辆控制装置1包括具有多个处理器内核(此处为102～104)的处理器、任务分配部105。任务分配部105取得执行控制参数101并基于此将任务向各处理器内核分配。处理器将记录有任务分配结果的执行日志201写入存储装置2。执行控制参数101记录关于控制车辆所需的硬件和软件的信息。更详细而言，记录有多内核结构、总配线、传感器值、控制软件(任务)的控制周期参数1011、优先顺位、最后期限、任务的执行顺序参数1012、内核间的通信成本参数1013等。控制周期参数1011记录处理器执行的程序(任务)的控制周期。执行顺序参数1012记录处理器执行的程序的执行顺序。此处所谓的执行顺序包括图1中说明的那样的任务之间的依存关系。通信成本参数1013记录在假设为了利用各不相同的处理器内核执行前任务和后任务而需要在处理器内核间进行数据通信的情况下、为此所需的时间。执行日志201是记录内核102～104的运算结果的一部分或全部的日志，包括控制周期日志202、执行顺序日志203、通信成本日志204。控制周期日志202、执行顺序日志203、通信成本日志204分别对应控制周期参数1011、执行顺序参数1012、通信成本参数1013，记录关于各处理器内核实际执行任务时的控制周期、执行顺序、通信成本的日志。图3是表示任务分配部105的详细结构的图。任务分配部105具有加权部1051、加权通信成本1052、任务分派部1053。任务分配部105取得执行控制参数101作为输入。加权部1051按照执行控制参数101的记录对内核之间的通信成本进行加权而生成加权通信成本1052。任务分派部1053按照加权通信成本信息1052向各内核分派任务。加权的具体例后述。图4是表示执行控制参数101的具体例的图。车辆控制装置1执行的软件具有任务1～10。控制周期参数1011记录各任务的控制周期，如图4所示那样混杂有5ms和10ms的控制周期。执行顺序参数1012记录各任务的执行顺序。例如任务2和3在处理完任务1之前不能开始执行。通信成本参数1013记录内核之间的数据通信所用时间。例如在将任务1和任务2分配给了不同的内核的情况下，为了在任务1与2之间数据共享，作为通信成本需要作为依存关系a的通信成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆控制装置，其特征在于，包括：处理器，其具有多个用于执行控制车辆动作的任务的处理器内核；和将所述任务分配给各所述处理器内核的任务分配部，所述任务分配部取得描述了所述任务的执行顺序的执行顺序参数、描述了所述任务的执行周期的执行周期参数和描述了在两个所述处理器内核之间进行数据通信所需的通信成本的通信成本参数，按照所述执行顺序参数、所述执行周期参数和所述通信成本参数的描述将所述任务分配给各所述处理器内核，所述处理器输出记录有各所述处理器内核执行了所述任务的顺序的执行顺序日志、记录有各所述处理器内核执行了所述任务的周期的执行周期日志和记录有在两个所述处理器内核之间进行数据通信所花费的通信成本的通信成本日志。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.26 JP 2014-1083871.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：处理器，其具有多个用于执行控制车辆动作的任务的处理器内核；和将所述任务分配给各所述处理器内核的任务分配部，所述任务分配部取得描述了所述任务的执行顺序的执行顺序参数、描述了所述任务的执行周期的执行周期参数和描述了在两个所述处理器内核之间进行数据通信所需的通信成本的通信成本参数，按照所述执行顺序参数、所述执行周期参数和所述通信成本参数的描述将所述任务分配给各所述处理器内核，所述处理器输出记录有各所述处理器内核执行了所述任务的顺序的执行顺序日志、记录有各所述处理器内核执行了所述任务的周期的执行周期日志和记录有在两个所述处理器内核之间进行数据通信所花费的通信成本的通信成本日志。2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：在所述任务分配部中，在有多个分配候选的情况下，所述分配候选中的所述执行周期越短的分配候选越被优先分配，其中所述分配候选是能够按照所述执行顺序参数分配给所述处理器内核的所述任务的候选。3.如权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于：在所述任务分配部中，在有多个所述分配候选且各所述分配候选的所述通信成本均不为0的情况下，所述分配候选中的所述执行周期越短的分配候选越加大所述通信成本的权重，加权后的所述通信成本越大的所述分配候选越被优先分配给所述处理器内核。4.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：在所述任务分配部中，所述分配候选的前一个要执行的所述任务的执行周期越短越优先将所述分配候...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田毅，成泽文雄，蝦名朋仁，小松弘明，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP