[發明專利]支持多核控制器上的相干數據訪問的服務和系統

有效

• 申請號: 201510247420.4
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN105094084B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: S.王;C.劉;T.W.海恩斯;J.T.庫爾尼克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周春梅,董均華

技術領域

本發明大體涉及用于支持在多核控制器上的相干數據訪問的系統和方法，并且更具體地涉及提供兩個緩沖區、指示符和同步協議的系統和方法，該同步協議允許從一個緩沖區讀取而寫入另一緩沖區，并且其中讀和寫任務在這兩個緩沖區之間切換。

背景技術

現代車輛使用各種嵌入式電子控制器來改善車輛的性能、舒適性、安全性等等。這樣的控制器包括發動機控制器、懸掛控制器、轉向控制器、動力系控制器、氣候控制控制器、信息娛樂系統控制器、底盤系統控制器等等。這些控制器通常需要執行其控制功能的專用軟件和算法。

車輛電子控制器的當前趨勢是針對在公共控制器上操作的不同功能提供多個軟件應用。例如，適應性巡航控制（ACC）系統、車道定中系統、穩定性控制系統等等均是本領域公知的并且全部以某種方式自動地控制車輛轉向和/或制動。這些系統經常使用相同的傳感器輸入和其他變量（有時被稱為全球變量），當其被存儲在存儲器中時能夠被多于一個的軟件應用使用。例如，ACC系統在其在處理器上操作期間可以讀取傳感器數據并且將傳感器數據寫入到控制器存儲器中，并且車道定中系統和其他軟件應用當它們在處理器上運行時可以讀取該數據。因此，這在許多情況下是有意義的，例如在同一處理器上運行多個軟件應用的這些情況。

提供在公共控制器上運行的多個相關軟件應用對于減少系統硬件和成本具有明顯優勢。然而，在同一處理器上操作不同軟件應用增加控制器的復雜性，這是因為運行不同軟件應用且防止軟件應用彼此干涉所需的調度。當車輛OEM在已經具有由供應商提供的軟件的控制器上提供額外軟件時，這樣的在單個處理器上操作的混合使用的應用進一步增加了復雜性。

在多個相關軟件應用和/或多核計算機環境中，如果執行的一個或更多個軟件應用試圖在相同的關鍵資源上同時操作，則會產生問題。例如當軟件應用試圖同時訪問需要被原子化地更新的共享數據記錄時，其會導致競態條件，進而會導致程序錯誤。同步程序被用于防止這些條件發生。公知的同步方法使用鎖定機制或無鎖機制來提供對關鍵資源的軟件應用訪問以便防止競態條件和類似問題的發生。

鎖定機制使用的方法是一次僅允許一個軟件應用來獲取鎖以及隨后在關鍵資源上進行處理操作。當軟件應用持有至關鍵資源的鎖時，試圖訪問該關鍵資源的其他軟件應用將被暫停并被置于等待隊列中。一旦鎖被釋放，則在等待隊列開頭處的下一軟件應用將得到鎖并被允許前進到處理操作。雖然上文討論的鎖定同步方法防止了競態條件，但是軟件應用的必要暫停減慢了處理。此外，如果持有鎖的軟件應用無法完成處理，則程序會變得無響應。

另一公知方法（通常被稱為無鎖同步）確保僅一個軟件應用能夠更新關鍵資源。如果在第一個軟件應用正在更新關鍵資源的同時第二個軟件應用試圖更新，則第二個軟件應用的企圖將失敗。如果第二個軟件應用失敗，則在第一個軟件應用完成對關鍵資源的更新之后第二個軟件應用將重新起動更新企圖。雖然無鎖同步相比于鎖定同步能夠產生更好的執行性能，但是它并不總是有可能執行用于一些關鍵資源。其它公知方法（例如那些無等待的方法）需要過多的存儲器并且需要數據組的最少三個副本。

發明內容

下述公開內容描述了用于訪問控制器上的相干數據的系統和方法。該系統和方法包括每個均可以被讀取或寫入的第一緩沖區和第二緩沖區以及指示出第一或第二緩沖區中的哪個被讀取而第一或第二緩沖區中的另一個被寫入的指示符。該系統和方法也包括讀同步協議和寫同步協議，該讀同步協議允許從指示符指示出是讀緩沖區的緩沖區讀取相干數據，該寫同步協議允許向指示符指示出是寫緩沖區的緩沖區寫入相干數據。

方案1.一種用于訪問控制器上的相干數據的方法，所述方法包括：

提供第一緩沖區和第二緩沖區，每個緩沖區都可以被讀取或寫入；

提供指示符，所述指示符指示所述第一或第二緩沖區中的哪個被讀取而所述第一或第二緩沖區中的另一個被寫入；

執行讀同步協議，所述讀同步協議允許從所述指示符指示是所述讀緩沖區的緩沖區讀取所述相干數據；以及

執行寫同步協議，所述寫同步協議允許向所述指示符指示是所述寫緩沖區的緩沖區寫入所述相干數據。

方案2. 根據方案1所述的方法，其中，必須被一起寫入的所述相干數據被歸類成數據組。

方案3. 根據方案1所述的方法，其中，所述相干數據是可執行程序的原子級元素。

方案4. 根據方案1所述的方法，其中，一旦完成寫過程，所述指示符從指示所述寫緩沖區切換成指示所述寫緩沖區作為所述讀緩沖區。