[發明專利]用于執行實時計算待仿真信號的任務的方法

有效

• 申請號: 200910133565.6
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101582049A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: J·卡拉霍德;K·克呂格爾;B·穆勒
• 申請（專利權）人: 帝斯貝思數字信號處理和控制工程有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 趙 科

技術領域

本發明涉及一種用于借助于在具有實時操作系統的數據處理設 備上以軟件實現的任務管理器，執行至少一個實時計算至少一個待仿 真信號的任務的方法，該任務管理器周期性地分別在預定的周期持續 時間之后啟動根據預定的輸入信號計算依賴于該輸入信號的輸出信 號的任務。

背景技術

在現有技術中已知在技術上借助數據處理設備仿真真實世界的 行為。其中，尤其是為了測試諸如控制設備、尤其是汽車控制設備這 樣的技術部件，優選執行實時仿真，也就是這樣一種仿真，其中外部 的觀察者感知通過該仿真所產生的事件，就好像這些事件實際上實時 地發生一樣。

在實時仿真時，由于太過復雜的模型而可能產生涉及計算時間或 所執行的計算的品質的問題。相應地可能出現以下情形，即在采用太 過復雜的模型時出現例如以下問題，即在仿真期間無法保證在得到正 確計算結果的同時又保持實時性。

例如，可能由于在電機仿真中使用除了公知的平均值模型之外的 模型而產生這樣的問題。目前，為了在汽車領域中進行仿真，通常采 用歐拉方法，該方法具有固定的步長寬度(Schrittweite)用于對物理 系統進行數值近似。其中，對于工程師來說很難找到一個步長寬度一 方面保證整個系統的數值穩定性，另一方面又不危害系統的實時性。 因此可能出現以下情形，即太過復雜的模型被編程，其中該模型需要 的計算時間過長，并且因此無法實時提供仿真結果。在此，在這里所 描述的發明中，待執行的計算任務的復雜度被理解為隨著復雜度的增 大，任務的計算時間變長。其中，任務是用于根據輸入信號計算依賴 于該輸入信號的輸出信號的計算指令。因此，總的來說，對更高復雜 度的期望或者更高復雜度的必要性可能損害為此要進行的計算的實 時性。

因此，在現有技術中已知，如上所述執行用于計算待仿真信號的 任務，其中公知地可以規定使用以軟件實現的任務管理器，該任務管 理器周期性地分別在預定/可預定的周期持續時間之后啟動這樣的任 務。

其中，目前的編程被執行為使得待啟動的任務保證在預定的周期 持續時間內結束其計算，以便不危急實時性。在此，在個別情況下可 能出現以下情形，即計算的結束沒有充分利用預定的周期持續時間內 可用的計算時間，例如因為所執行的任務在特定時刻或在特定的給定 情況下可以比期待的計算得更快。因此這表示，在這樣的情況下可能 計算比實際所執行的更為精確的任務。進行仿真的數據處理設備的計 算能力因此很明顯沒有被充分利用，以便總是可靠地保持實時性。

在現有技術中，還已知，為了達到盡可能高的精度且同時保持實 時性，在執行仿真之前決定是用簡單建模的模型、即例如具有更少計 算時間的任務還是用復雜公式化的模型，即具有更長計算時間的任務 來計算期望的行為。

這種解決方案的缺點在于，總是必須在仿真之前已經確定應當以 什么樣的復雜度來執行計算。但是，其中對于選擇具有更長計算時間 的復雜任務的決定是有問題的，因為并非總是在準備階段，即在實際 執行仿真之前就可以確鑿無疑地確定是否可以在具體給定的條件下 確實在保持實時性的情況下計算復雜公式化的任務。

在現有技術中已知被稱為Fraunhofer研究所的Mosilab的程序， 該程序同樣試圖解決上述問題，其中在每次計算任務之前決定是應當 用復雜任務還是簡單任務來計算一項行為。從而，與該Mosilab軟件 結合地公知，區分例如通過計算之前的任務或者在仿真之前進行判斷 而得出的感興趣的系統狀態和不太感興趣的系統狀態，并基于此來在 仿真之前選擇計算簡單還是復雜的任務。例如在對太陽能設備的工作 方式進行仿真時，可以在仿真其行為之前在晚上決定節省計算開銷。 此外，雖然可以在任務之前決定是應當計算簡單任務還是復雜任務， 但是并不是總能在事先估計復雜任務是否能被實時計算。因此，即使 Mosilab軟件也不適于在執行實時仿真期間影響待計算的任務及其復 雜度或由此產生的計算時間。

發明內容