[发明专利]基于LET编程模型的实时系统及任务构建方法

权利要求书

1.一种基于LET编程模型的实时系统，其特征在于，包括实时内核加速器和实时执行器；所述实时内核加速器包括，

时间服务模块，用于提供机器周期精确的时间信息；

时间触发任务管理模块，用于对时间触发的任务管理；所述时间触发任务管理模块包括，

任务时间约束模块，包括多个任务时间约束子模块，分别对应每个任务，所述任务时间约束子模块包括一相位寄存器和一周期掩码寄存器，用于接收时间服务模块提供的时间信息，并使用相位寄存器和周期掩码寄存器根据时间信息判断时间触发任务是否满足时间约束；

任务状态模块，用于管理任务的任务状态，包括一任务就绪寄存器和一任务存在标识寄存器；

优先级判优模块，接收任务状态模块的任务状态信息并输出当前处于就绪状态的最高优先级任务的优先级，当最高优先级任务产生变化时，向CPU发送中断信号，使其能够进行上下文切换来切换任务；

时间触发赋值管理模块，用于对时间触发的赋值；

所述实时执行器包括，

硬件抽象层，提供中断管理和硬件加速器功能接口；

任务TCB结构数据，由内核的任务初始化API生成；

内核API，提供任务调度和任务管理的接口。

2.根据权利要求1所述的基于LET编程模型的实时系统，其特征在于，所述时间服务模块包括一加法器和一寄存器，所述寄存器保存系统复位后的CPU周期数，每个CPU周期到来时，加法器对该寄存器加一，记录CPU启动后的周期数。

3.根据权利要求1所述的基于LET编程模型的实时系统，其特征在于，所述时间触发赋值管理模块包括，

时间约束模块，包括多个时间约束子模块，用于对普通时间触发赋值寄存器模块和时间触发I/O赋值寄存器模块进行约束，所述时间约束子模块包括一相位寄存器和一周期掩码寄存器，用于接收时间服务模块提供的时间信息，根据时间信息判断时间触发赋值是否满足时间约束；

时间触发寄存器模块，包括多个普通时间触发赋值寄存器子模块和I/O时间触发赋值子模块，所述普通时间触发赋值寄存器子模块和I/O时间触发赋值子模块均包括一时间触发赋值Buffer寄存器和一时间触发寄存器，对普通时间触发赋值寄存器子模块和I/O时间触发赋值子模块的写操作为对时间触发赋值Buffer寄存器写，读操作为对时间触发寄存器的读，当且仅当从相应的时间约束子模块传过来满足时间约束信号时，时间触发寄存器的值更新为时间触发赋值Buffer寄存器的值；

时间触发赋值控制模块，包括一数据方向寄存器和与外界相连的外界引脚，外界引脚根据数据方向寄存器的值决定其数据方向。

4.根据权利要求1所述的基于LET编程模型的实时系统，其特征在于，所述实时内核加速器通过AXI总线接口与处理器相连，实时内核加速器的各个寄存器都映射到相应的内存地址中，处理器通过访问映射的内存地址与内核加速器进行通信和同步。

5.根据权利要求1所述的基于LET编程模型的实时系统，其特征在于，所述内核API包括，

任务初始化API，接收用户的任务初始化结构体，初始化相应任务的TCB和栈结构，同时在硬件加速器的时间触发任务管理器中注册任务；

启动调度器API，用于启动硬件加速器中时间触发任务管理；

任务挂起API，用于挂起时间触发任务管理器中处于就绪状态的任务；

任务恢复API，用于把处于挂起状态的任务转变成就绪状态；

任务删除API，用于删除任务的TCB和反注册时间触发任务管理器中的任务。

6.一种基于LET编程模型的实时系统的任务构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：用户创建LET任务，定义LET任务的周期、相位、输入和输出，通过内核API的任务初始化API初始化任务，将任务属性初始化为时间触发；

S02：使用启动调度器API，启动硬件加速器中时间触发任务管理模块；

S03：到达任务的输入时刻和释放时刻，实时内核加速器的时间触发赋值模块触发赋值行为，完成任务的输入，时间触发任务模块把任务从等待状态修改为就绪状态，并向CPU发送中断信号；

S04：CPU接收到中断信号，完成上下文切换后执行任务，CPU执行完任务，将任务的输出放到时间触发赋值的Buffer，然后执行其他优先级比较低的任务或者事件触发的任务；

S05：任务的输出时刻到达，实时内核加速器的时间触发赋值模块触发赋值行为，完成任务的输出。