并行程控制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在并行操作的多个处理单元上执行程序的控制方法，其中时间信号产生器被指派至每个处理单元，在该时间信号产生器到期之后，该控制方法在指派至其的处理单元上执行，且该方法包含下述步骤：选择可用于在该处理单元上执行的程序、将所执行的时间信号产生器设定至特定的持续期间、以及在该处理单元上开始所选择的程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制方法以及ー种用于在并行操作的多个处理単元上执行多个程序的方法。
技术介绍
机器以及设备常基于可从存储器编程的控制系统(SPS)来控制。为了此目的，微型计算器通常用以执行检索分别连接至该机器或设备的一些传感器状态的程序，并基于所确定的状态而分别接入连接至该机器或设备的一些执行器。复杂的机器或设备分别可包含多个传感器以及执行器，并对于微型计算器的性能具有高需求。为了分别控制机器或设备，微型计算器常并行地执行ー些程序。该程序可彼此交 互作用，或彼此独立。例如，当涉及对于传感器的状态改变或对于传感器的取样频率、或当情况可能为对于输出执行器值的最小保证反应时间时，不同的程序对于微型计算器有不同的需求。上至某种程度，利用在微型计算器中计时较快的微处理器可满足对于控制系统的所增加需求。然而，由于物理条件，这种能力增强不能如所想要的増加，以至于目前的微处理器主要依赖几个并行操作的计算核心，以增加它们的能力。在过去所使用只利用ー个计算核心来控制用于控制机器的数个程序的定义顺序的方法几乎不适合用于将程序分配至多个计算核心。DE 196 48 422 C2提出利用时间片段控制而将计算核心的可用计算时间交替地分配至用于控制这种机器的有实时能力的程序以及非有实时能力的操作系统。所提出的时间片段控制是利用可编程定时器来控制，该可编程定时器在预定义的时间量到期之后在该计算核心中导致中断(INT)。独立于分配至该操作系统的计算时间，可确定分配至该操作系统的计算时间。基于本专利技术的目的是提供ー种方法以及ー种系统，以在并行操作的多个处理単元上执行用于控制机器的数个程序。
技术实现思路
利用包含权利要求I的特征的控制方法，以及利用包含权利要求12的特征的系统来解决本专利技术的目的。在从属权利要求中指出了本专利技术的有利具体实施例。在第一具体实施例中，时间信号产生器被指派至并行操作的多个处理単元的每ー个，当该时间信号产生器到期时，在所指派的处理单元上执行用于执行程序的控制过程。在此上下文中，该控制方法包含下述步骤选择可用于在该处理单元上执行的程序、将到期的时间信号产生器设定至预定义的时间持续期间、以及在该处理単元上开始所选择的程序。如此ー来，可达成在时间信号产生器所控制的时间持续期间到期之后，在处理单元上分別接入控制方法，在该处理単元上被执行的程序的改变将被控制。因此，可使用包含多个处理単元的常规微处理器，其中前提是程序只可利用控制指令而在该微处理器的其中一个处理単元上初始化，该控制指令在所述处理単元上执行。特别是，包含多个计算核心的x86型微处理器以这种方式配置，且可有利地被使用，以执行该控制方法。根据常规的方法，为了利用在微处理器的第二处理单元上执行的控制程序来控制该微处理器的第一处理单元上的程序初始化，需要许多时间以及努力，其通常需要在该第一处理单元上开始另一个控制程序以及该两个控制程序之间的通信。由干与其涉及的同步化努力，两个处理单元将不可用于执行该微处理器的其它程序达相当长的时间持续期间；因此，并非该微处理器的全部计算能力都可被使用。可用于执行的程序可具有实时能力，且此外，可提供非有实时能力的操作系统用于计算核心中的执行。当在相同的处理单元上连续地执行控制方法时，可交替地选择该有实时能力的程序以及非有实时能力的操作系统。通过相应地选择时间信号产生器设定成的预定义的时间持续期间，时间的持续期间可被分别指派至所选择的程序或操作系统，在这期间，处理単元可分别由该程序或操作系统使用。因此，一旦其已被接入，可影响接入该程序的间隔、程序用于其执行的最大等待 时间以及多少计算时间是在该程序的配置。并行于该程序的执行，非有实时能力的操作系统可用于执行标准工作，例如，分别输入或输出程序数据至硬盘或显示器上。该操作系统或分别被其控制的程序可在一个或数个计算核心上并行执行。可在自由的界限内无限制地设定时间的持续期间。操作系统以及有实时能力的程序的预定义的时间持续期间可将彼此补足，以产生指派至处理单元的周期时间。不同的处理单元可包含不同的相关周期时间。周期时间被分配至该操作系统以及该有实时能力的程序的比例可，例如，基于參数来修改。此參数可分别在该处理单元或微处理器的操作期间修改，以考虑到由该程控的机器的可变负载条件。在将到期的时间信号产生器设定至预定的时间持续期间之前，该预定的时间持续期间能以该时间持续期间的调度结束自不同处理单元的时间信号产生器的调度到期起不偏移少于预定义的时间持续期间的如此方式而被适配(adapted)。因此可保护控制方法不在相同的时间被多于ー个处理单元接入的情況。如果控制程序执行用于在多个处理単元上协调ー些程序所需并排除数个控制程序情况同时发生的进ー步工作时，这是特别有利的。这种工作可，例如，包含分别将共享的资源指派至该程序或该操作系统，或控制程序之间的通信。通过如所述来调整预定义的时间持续期间，可通过避免处理单元必须在执行控制程序之前等待来最大化处理单元的总输出。调整可通过调度的时间持续期间的一次修改而生效；或者，可修改指派至该程序的预定义时间持续期间，以至于该调整在所有随后的程序接入中生效。相关计算核心的周期时间可因此改变，以至于与其它处理単元的周期的冲突一直较少发生。特别是可因此避免结束周期性地抵触的周期时间(使得每个单一情况中的调整较不可能发生)。在进ー步的具体实施例中，控制方法可包含避免进ー步接入该控制方法的先前步骤以及能够进一歩接入该控制方法的结束步骤。如果该控制方法将不在多个处理単元上并行执行，如上所述，这些步骤可作为对于处理错误的额外保护。由于控制程序在同时因此产生的多重可接入性，例如，可基于以关于时间信号产生器异步的方式发生的事件来接入该控制程序，例如通过主动地接入在处理单元上执行的程序。可将列表指派至每个处理单元，其中列出了可用于在所述处理単元上执行的程序。然后在所述列表上的项目下进行选择该程序。因此，単独的程序可被指派至特定的处理单元。优选地用以并行执行的程序可被指派至不同的处理单元，而优选地用于以连续方法执行的程序可被指派至相同的处理单元。以此方式，可将，例如由一些程控的机器所造成的程序之间的依赖列入考虑。使用处理单元的程序分配可由用户执行，以至于可使用该用户的系统知识；在进一歩的具体实施例中，可利用该控制程序来执行该分配，其中该控制程序例如使用至少ー个处理単元的先前容量利用作为用于该分配的确定性基础。利用通过该控制程序的该分配，可达成一致该处理単元的均匀容量利用。此外可能分别部分或完全地将处理単元的其中ー个免除来执行程序或免除该操作系统，以至于可将该处理単元设定成节能模式。列表中程序的项目可包含该程序的优先性，且可基于该优先性来执行选择该程序。因此使得高优先性的程序从计算核心挤出低优先性的程序变得可能。通过将优先性列入考虑，被控制机器的时间规则可遵从因此可能增加控制系统的弹性以及可靠性。由于只针对各自的计算核心来局部地评估列表，可在不同的计算核心上同时执行具有不同优先性的程序。控制方法可在为电子计算器程序产品形式的电子计算器系统上执行，或储存在电子计算器可读取的记录装置上。根据第二具体实施例，用于执行一些程序的系统包含多个处理単元、与每个处理単元相关联的时间信号产生器以及上述控制方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：拉蒙·巴斯，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：