用于与实时系统同步仿真的设备和方法技术方案

用于在计算机上与实时系统同步仿真模型的仿真的方法，其中所述仿真和所述实时系统分别具有如下计算周期，所述计算周期具有一致的宏步幅

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于与实时系统同步仿真的设备和方法
本专利技术涉及一种用于与实时系统同步仿真的方法。本专利技术此外涉及相应的设备、相应的计算机程序以及相应的存储介质。
技术介绍
嵌入式系统（embeddedSystems）依赖于传感器的决定性的输入信号并且通过对各种执行器的输出信号来再次刺激自身的周围环境。在这样的系统的验证和前置的开发阶段过程中，因此在调节环中将其模型（modelintheloop（模型在环）,MiL）、软件（Softwareintheloop（软件在环）,SiL）、处理器（(processorintheloop（处理器在环）,PiL）或总的硬件（hardwareintheloop（硬件在环）,HiL）与环境的模型共同地进行仿真。在车辆技术中，与这种原理相应的用于检验电子控制设备的仿真器根据测试阶段和测试对象而定地偶尔被表示为组件试验台、模块试验台或集成试验台。DE10303489A1公开一种这样的用于测试车辆的控制单元的软件的方法，其中通过测试系统来至少部分地仿真能够由控制单元控制的调节对象，其方式为，由控制单元生成输出信号并且将控制单元的这种输出信号通过第一连接来传输至第一硬件模块并且将第二硬件模块的信号作为输入信号来通过第二连接传输至控制单元，其中输出信号作为第一控制值在软件中被提供并且附加地通过通信接口实时地关于调节对象传输至测试系统。US2009/0063120A1涉及一种用于执行硬件和软件的仿效或协同仿真的系统。该系统包括：硬件仿真器，该硬件仿真器具有集成的硬件模型；硬件或软件环境，以便控制硬件仿真器和执行软件仿真或者直接的软件应用；在硬件模型中的至少一个同步装置，以便说明硬件或软件环境的要求；接收器，以便使该同步装置处于预先确定的状态中；和控制装置，以便将硬件仿真器在空转的状态和操作请求状态之间进行切换。
技术实现思路
本专利技术根据独立权利要求提供一种用于与实时系统同步仿真的方法、一种相应的设备、一种相应的计算机程序以及一种相应的存储介质。所建议的方案基于如下认识：在进一步的开发过程中能够进一步推迟昂贵的真实原型的构造，其方式为，为了硬件验证的目的能够将发动机试验台或其他组件试验台与离线仿真模型耦合，也即联合仿真，其符合所谓的“软实时要求”。由此能够例如在试验台上研究交通条件和周围环境条件对真实组件的行为的影响，例如在实际行驶运行中的内燃机排放（realdrivingemissions（真实驾驶排放）,RDE）。借助试验台与离线仿真模型的这样的耦合，能够在开发过程中在没有适合于道路的试验载体的情况下执行这种测试。所建议的方案还基于如下认识：在离线仿真模型和实时系统的耦合中，在数据交换中出现如下延迟，所述延迟可能歪曲仿真结果。接下来描述的解决方案的优势因此在于对离线仿真的计算周期与实时系统的计算周期的所实现的适配，以便使在数据交换中出现的延迟统一。所述仿真结果由此变得更可靠。在许多情况下，延迟的统一同时与其最小化相应。所述同步在仿真开始时进行，以便使所述延迟在总的仿真过程期间是恒定的。通过在从属权利要求中提及的措施，在独立权利要求中说明的基本思想的有利的扩展方案和改善方案是可能的。附图说明在附图中示出并且在接下来的描述中进一步阐述本专利技术的实施例。其中：图1示意性地示出第一仿真过程；图2示意性地示出第二仿真过程；图3示出按照一种实施方式的方法的流程图；图4示意性地示出按照第二实施方式的独立工作计算机。具体实施方式从现在起示例性地描述的耦合由两个彼此独立的组件组成。一组件（大多为具有适合的操作系统的独立工作计算机）执行离线仿真。另一组件是实时系统，例如发动机试验台。该离线仿真和实时系统鉴于不同的触发脉冲对自身的计算进行协调。通过实时系统的启动，确定计算周期tr、tr+1、tr+2…，该实时系统的计算以该计算周期来运行。离线仿真的周期tk、tk+1、tk+2…以类似的方式通过离线仿真的启动来确定。在相应的触发脉冲之间的间隔通过一致的宏步幅来确定。相反，计算周期的起始点是彼此无关的，因为该离线仿真和实时系统在物理上彼此分离。由此，这两个组件的计算周期在每次仿真过程中以随机的方式彼此推移。在图1和图2中示出：这两个计算周期tr、tr+1、tr+2…和tk、tk+1、tk+2…的这样的相互推移如何影响数据交换。所示出的条标记在相应的子系统中的计算的持续时长。水平的条在此情况下表示离线仿真的模型的计算时长或如下循环时间tU，为了与实时系统的通信而需要所述循环时间；垂直的条标记在离线仿真11、12或21、22的模型之间的数据交换的时长，所述数据交换由离线仿真的主机来协调。在图1中示出仿真过程10，在所述仿真过程中这两个计算周期tr、tr+1、tr+2…和tk、tk+1、tk+2…的起始时间点这样相对于彼此来表现，使得在宏时间步之内的数据交换是可能的。在时间点tk时离线仿真11、12的值能够在考虑循环时间tU的情况下在时间点tr由实时系统13来处理，并且其结果在时间点tk+1再次对于离线仿真11、12而言可供使用。图2示出仿真过程20，其中这两个计算周期tr、tr+1、tr+2…和tk、tk+1、tk+2…的起始时间点不利地相对于彼此来表现。在时间点tk时离线仿真21、22的值在此由于循环时间tU而并不能够在时间点tr时由实时系统23来处理，并且其结果因此在时间点tk+2时才对于所述离线仿真21、22而言再次可供使用。由此，所述延迟在数据交换过程中在总的仿真过程期间加倍成两个宏时间步2。在其中延迟为两个宏时间步2的仿真过程的结果比在其中延迟更小的仿真过程的结果要明显更差。所提议的方案的中心方面因此在于：这两个计算周期tr、tr+1、tr+2…和tk、tk+1、tk+2…的同步，以便使其状况相对于彼此优化并且使延迟统一。其中计算周期tr、tr+1、tr+2…和tk、tk+1、tk+2…如图2所示的那样相对于彼此处于不利的仿真过程以这种方式而得以避免。由此确保：在所有仿真过程中的延迟是最小化的并且统一的。对此，根据在图3中所示的方法（30），在离线仿真的开始，使已经运行的实时系统的计算周期和在仿真开始之前的离线仿真的计算周期适配于其。对此，首先测量周期，离线仿真以该周期来从实时系统接收消息。借助于已知的循环时间tU，可以由此确定离线仿真的最佳计算周期。因为宏步幅也是已知的，为了确定周期而仅仅必须确定起始时间点t1。为此目的，首先等待直至实时系统的消息到达（事件31）。该事件的时间点被测量（过程32）。因为单个时间测量可能是不精确的（这例如在针对执行所述方法（30）而使用独立工作计算机的情况下应注意），在下一步骤中以其他测量（33）来对所述测量（32）求平均。为此，等待其他消息（事件34），所述其他消息应该精准地在之前的消息之后的宏时间步到达。变量tCal的值以所测量的时间和所期望的时间之间的偏差的程度而提高（过程33）。所述过程如此多次地重复（决策35，分支T），直至经处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于与实时系统（13、23）同步仿真（11、12、21、22）的方法（30），其特征在于以下特征：/n- 等待（31）所述实时系统（13、23）的消息；/n- 测量（32）所述消息的接收时间点；/n- 等待（34）所述实时系统（13、23）的至少一个其他消息；/n- 测量（33）所述其他消息的接收时间点；/n- 形成（33）这些接收时间点之间的时间差；/n- 确定（33）所述时间差与所述仿真（11、12、21、22）的预给定的宏步幅的偏差；并且/n- 根据所述偏差来确定（37）所述仿真（11、12、21、22）的起始时间点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170814 DE 102017214125.51.用于与实时系统（13、23）同步仿真（11、12、21、22）的方法（30），其特征在于以下特征：
-等待（31）所述实时系统（13、23）的消息；
-测量（32）所述消息的接收时间点；
-等待（34）所述实时系统（13、23）的至少一个其他消息；
-测量（33）所述其他消息的接收时间点；
-形成（33）这些接收时间点之间的时间差；
-确定（33）所述时间差与所述仿真（11、12、21、22）的预给定的宏步幅的偏差；并且
-根据所述偏差来确定（37）所述仿真（11、12、21、22）的起始时间点。


2.根据权利要求1所述的方法（30），
其特征在于以下特征：
-检测（32、33）所等待的消息的数目；
-只要是所述数目达不到（35，T）所设置的抽样范围，所述等待和测量（33、34）就一直被重复；
-一旦所述数目与所设置的抽样范围相应（35、F），相应的偏差的平均值就被形成（36）；并且
-根据所述平均值来确定（37）所述起始时间点。


3.根据权利要求2所述的方法（30），
其特征在于以下特征：
-通过相应的偏差...

【专利技术属性】
技术研发人员：L米克尔松斯，O科特，M鲍曼，P鲍曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE