[發明專利]用于對分布式實時系統中的周期性任務傳送時間正確的數據的方法和裝置

在審

• 申請號: 201480034297.1
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN105308570A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·波萊德納;赫而曼·高柏茲;M·格呂克
• 申請（專利權）人: FTS電腦技術有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及用于在分布式實時系統中的周期性任務之間傳送時間正確的數據的方法，該實時系統包含實時通訊系統和多個計算機節點，其中每個計算機節點中的本地實時時鐘與全局時間同步。

本發明亦涉及用于實施這樣的方法的分布式實時系統，該實時系統包含實時通訊系統和多個計算機節點，其中每個計算機節點中的本地實時時鐘與全局時間同步。

本發明處于計算機科技的技術領域中。它說明用于在分布式實時系統中實施數個平行運行的任務的先驗固定時間處理的創新方法。

背景技術

在很多實時應用中的目標被分成多個任務。任務被了解為意指程式控制的封裝的計算機進程，其從所提供的輸入數據和該任務中儲存的內部狀態數據計算出所期望的輸出數據和新版本的內部狀態數據。因應可用的計算機節點的性能，在一個計算機節點上可同時執行單一任務或多個任務(多任務處理)。在多任務處理的系統中，計算機節點的從屬操作系統以及切換軟件(中間件)的目的在于為處理某任務提供所需的資源、管理通訊渠道，并保護任務免受其它任務未經授權地存取。

所給定的工作由系統層面決定的邏輯限定該些任務的執行的確切順序。在實時系統中，不止任務執行的邏輯順序，任務的時間方面的精確計劃也是具很大重要性的，因為這樣能將系統的反應時間減至最短。

例如在用于車輛的自主控制的系統中，如果不同的傳感器系統(例如光學攝像機、激光、雷達)監察車輛周圍移動中的環境，例如行人，則必須確保用于探測傳感器數據的不同任務監察時間中同一刻的周圍環境，從而能夠形成于這時刻一致的周圍環境的影像。當能存取某傳感器系統的任務皆在新的周期開始后馬上讀取傳感器數據，這同時性是必然的，因為所有任務皆于同一時間開始新的周期。

本發明的目的在于指定在分布式周期性時間控制的實時系統中，該些任務和通訊可被同步的方式，這方式確保系統最佳的反應時間。

發明內容

這目的通過如引言中所說明的方法達成，這是因為根據本發明，所有的用于開始新的周期i的定期觸發訊號zⁱ_b皆于每個計算機節點同時得自全局時間的前進，其中這些定期觸發訊號將該些任務開始，且其中某任務從本地的輸入記憶區域讀取其它任務的輸出數據，其中該實時通訊系統向該輸入記憶區域寫入，且其中某任務于先驗決定的、個別的、于周期結束前的生產時刻zⁱ_f將當前周期的結果數據寫進本地的輸出記憶區域，其與該通訊系統關聯，且其中用于該時間控制的通訊系統的時程被配置以致存在于本地輸出記憶區域的任務結果數據于時段<zi_f，zⁱ⁺¹_b>期間被運輸至需要該數據的任務的本地輸入記憶區域，以致在隨后的周期的開始時，于需要這結果數據的任務的本地輸入記憶區域中可提供這結果數據。

在時間控制的實時系統中，是通過全局時基達成要于不同的計算機節點執行的任務的同步。為了這目的，時間被分成數個跨系統同步的周期。

根據本發明，在一周期的開始(其由全局時間的前進決定)，例如在周期zⁱ的時刻zⁱ_b，從所有分布的傳感器取得傳感器數據。與傳感器關聯的任務執行傳感器數據的初步處理，并一般在當前周期結束前(例如于周期i的生產時刻zⁱ_f)將這初步處理的結果提供至該任務的輸出記憶區域，使該結果可供給時間控制的通訊系統。在隨后的周期開始前的時段<zⁱ_f，zⁱ⁺¹_b>中，該時間控制的通訊系統將這些結果運輸至需要這些結果以作進一步處理的任務的輸入記憶區域。因此，在隨后周期的開始，于zⁱ⁺¹_b這時刻，所有必須的輸入數據皆于隨后的任務的指定輸入區域中可提供，以作進一步處理。

于被搜查過的專利文獻[1、2]中皆沒能發現預示本文中公開的創新的方法。

根據本發明的方法和根據本發明的實時系統的有利實施方案(該些實施方案可個別地或以任何組合地被實施)如下詳述：