[发明专利]并行化自动控制程序的方法及编译器

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制系统，特别涉及应用于可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）平台的并行化自动控制程序的方法及执行该方法的编译器。

发明背景

自动控制系统（Automatic Control Systems）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是一种广泛应用于自动控制系统的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。其中，中央处理单元（CPU，Central Processing Unit）是PLC的控制中枢。PLC还具有编译器，其用于将串行的、用工程语言描述的自动控制程序（以下简称控制程序）转换为可供CPU执行的机器代码，进而CPU得以执行控制程序中的各个指令。

为了提高PLC的系统性能及处理能力，需要对控制程序进行并行化处理。比如：在多CPU的PLC中，多个CPU用于对整个自动控制系统要执行的控制程序进行并行执行，也就是说每个CPU执行此控制程序的一部分；PCL中的编译器除了要将串行的、用工程语言描述的控制程序转换为机器代码还要完成控制程序的并行化调度，以使这些机器代码能够并行的在多个CPU上执行。

然而，对于控制程序的并行化会增加PLC的计算复杂度。因此，如何能以较低的计算复杂度来实现较佳的控制程序的并行化已成为自动控制技术中的一个重要课题。

发明内容

本发明实施例提供了一种并行化自动控制程序的方法，该方法应用于具有多个内核的多内核可编程逻辑控制器（M-PLC）中，该方法包括：将所述M-PLC要执行的串行的自动控制程序划分为多个程序块；利用所述多个程序块将所述自动控制程序映射为并行模型；根据所述并行模型对所述多个程序块进行并行化调度，以将所述多个程序块分别分配给所述M-PLC中的各个内核；以及，分别将分配给各个内核的程序块转换为机器代码，并将转换后的机器代码下载到各个内核中，以供各个内核分别执行。

本发明实施例还提供了一种用于并行化自动控制程序的编译器，该编译器应用于具有多个内核的M-PLC中，该编译器包括：程序划分模块、并行模型模块，并行化调度模块及编译模块；其中：所述程序划分模块用于将所述M-PLC要执行的串行的自动控制程序划分为多个程序块；所述并行模型模块用于利用所述程序划分模块划分所述自动控制程序得到的多个程序块将所述自动控制程序映射为并行模型；所述并行化调度模块用于根据所述并行模型模块映射得到的并行模型对所述多个程序块进行并行化调度，以将各个程序块分别分配给所述M-PLC中的各个内核；及，所述编译模块用于根据所述并行化调度模块的调度结果，分别将分配给各个内核的程序块转换为机器代码，并将转换后的机器代码下载到各个内核中，以供各个内核分别执行。

采用本发明实施例能够实现基于M-PLC的自动控制程序的并行化调度。

附图简要说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为依据本发明实施例的并行化自动控制程序的方法流程图；

图2示出了一个程序依赖图（PDG，Program Dependency Graph）的示例；

图3示出了一个作为并行化调度的输入的PDG示例；

图4为本发明一实施例中计算PDG中各个结点优先级的方法流程图；

图5为本发明一实施例中根据结点优先级逐个调度PDG中各个结点的方法流程图；

图6为依据本发明实施例的用于执行本发明方法的编译器示意图；

图7为依据本发明实施例的并行化自动控制程序的方法流程图；及，

图8示出了依据本发明实施例的并行化调度示例。

实施本发明的方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。