[發明專利]一種基于DCS系統應用軟件在線調試方法

有效

• 申請號: 201410453733.0
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104268074B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 任保華;楊晨;齊敏;張浩;張智慧
• 申請（專利權）人: 北京廣利核系統工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F9/48
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發明屬于核電站嵌入式設備技術領域，特別涉及一種基于DCS系統的應用軟件在線調試的方法。

背景技術

在工業控制DCS系統中，主控制站一般由嵌入式設備和運行于設備上的嵌入式軟件構成，嵌入式軟件通常分為兩部分，一部分是操作系統，一部分是應用軟件。“操作系統”用來實現boot、驅動、通訊等通用功能，應用軟件實現用戶的業務邏輯。在核電DCS行業，因安全標準原因，通用操作系統無法滿足核電標準審查和質量要求，操作系統功能需要由DCS提供商自主研發，這部分雖實現類似操作系統功能但實質是無操作系統，應用軟件部分與帶操作系統DCS并無太大區別。在DCS工程實施過程中，應用軟件的業務邏輯，規模龐大而復雜，需要在運行過程中對應用軟件進行在線調試，支持強制、寫入、釋放等功能，否則這些應用軟件正確性難以得到有效驗證，產品質量存很大隱患。對于某些操作系統的平臺，應用軟件的調試可以通過操作系統提供的API實現，但對于無操作系統的DCS平臺，應用軟件在運行過程中的實時調試，就成了擺在DCS提供商一道難題。

而目前常見的嵌入式設備應用軟件的調試系統有多種，但都存在一定問題，例如：高安全算法組態軟件Scade僅支持PC機上仿真狀態下，變量數據的監視與調試，但不支持與嵌入式設備連接并在線進行調試功能。三菱核電專用算法軟件工具支持在線調試功能，但實現細節未知。CodeSys算法軟件工具支持在線調試，但需要在嵌入式設備部署專用調試器。

因此，目前對運行在嵌入式設備上的應用軟件的調試而言，存在：

1、調試器通常需要操作系統支持，對于無操作系統調試器，需要開發專用調試器，開發難度大、成本高

2、調試器通常會中斷程序運行，無法在應用軟件實際運行過程中運用。

3、調試器通常面向具備計算機專業技術的人員，不適用于工程應用人員。

4、不能實現強制功能，通常情況下，在算法運行的中間過程中，數據被強制后，會被后續執行的數據覆蓋，難以達到強制目的。

發明內容

為了克服無操作系統嵌入式設備在線監視功能實現技術難度大、成本高的缺點，主要依賴應用軟件機制解決無操作系統嵌入式設備在線調試功能的方法，本發明提供了：一種基于DCS系統應用軟件在線調試方法，包括可運行應用軟件的嵌入式設備，和與嵌入式設備互相連接的計算機設備，所述嵌入式設備還包括數據通訊模塊，所述嵌入式設備通過所述數據通訊模塊與所述計算機設備實現數據交互，其特征在于，所述嵌入式設備還包括應用軟件數據區，所述應用軟件數據區包括與所述應用軟件的局部變量一一對應的全局變量，所述計算機設備通過所述全局變量，實現與所述應用軟件數據內容的讀寫訪問。

本發明通過全局變量，可以對運行于無操作系統的嵌入式設備的應用軟件的調試，并且，本發明的調試方法支持對編譯后的應用軟件調試，支持嵌入式設備現場在線調試；又因為，本發明的調試方法無需開發專用調試器，因此使用、部署成本低。

這里，全局變量包括：強制標示、全局數據和強制數據；

1)通過所述計算機設備為需要監測的全局變量的強制數據賦值，并將所述全局變量的強制標示設置為"1"；

2)啟動所述應用軟件；

3)所述應用軟件在運行過程中，判斷所述應用軟件局部變量對應的所述全局變量的強制標示是否為"1"，如果是，執行步驟4)，反之執行步驟5)；

4)將所述全局變量的強制數據賦值給所述局部變量和所述全局變量的全局數據；

5)將所述局部變量賦值給相應的所述全局變量的全局數據；

6)通過所述數據通訊模塊將所述全局變量信息傳輸給所述計算機設備進行顯示。

由此可見，在算法運行的中間過程中，數據被強制后，不會被后續執行的數據覆蓋，實現對數據的強制賦值的目的。

優選的，所述步驟1)到所述步驟4)為所述計算機設備通過所述全局變量實現對所述應用軟件數據寫訪問；所述步驟5)和步驟6)為所述計算機設備通過所述全局變量實現對所述應用軟件數據讀訪問。

所述全局變量在所述嵌入式設備的內存中占用的地址空間為全局變量區，所述全局變量區至少包括三個全局變量區副本，其中，

所述第一份全局變量區副本為全局數據區，所述全局數據區用來存儲所述局部變量賦值給相應的所述全局變量的數據；

所述第二份全局變量區副本為標示區，所述標示區用來存儲所述強制標示，這里的；

所述第三份全局變量區副本為強制數據區，用來存儲所述強制數據；