[发明专利]并行程控

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法以及一种用于在并行操作的多个处理单元上执行多个程序的方法。

背景技术

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一些程序。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增加，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一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。

基于本发明的目的是提供一种方法以及一种系统，以在并行操作的多个处理单元上执行用于控制机器的数个程序。

发明内容

利用包含权利要求1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发明的目的。在从属权利要求中指出了本发明的有利具体实施例。

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单元的每一个，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、以及在该处理单元上开始所选择的程序。

如此一来，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，在处理单元上分别接入控制方法，在该处理单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单元的常规微处理器，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单元上初始化，该控制指令在所述处理单元上执行。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。由于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，处理单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，基于参数来修改。此参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。