关键实时系统中执行任务的方法技术方案

本发明专利技术涉及用于执行由一组连续并备选的处理操作组成的任务的方法。方法包括以下步骤：a)为每个处理操作分配硬件资源需求和时间约束；b)将时隙与每个具有对应于处理操作的时间约束的持续时间的处理操作相关联；c)识别在该处决定两个备选处理操作(a，b)中的一个或另一个处理操作的执行的分支点；d)将公共时隙(+2)与两个备选处理操作相关联；e)为公共时隙分配等于两个备选处理操作中的需求的较大者的需求(max(a,b))；f)针对每一个分支点重复步骤c)；g)组合所生成的时隙到与任务相关联的执行模板中；以及h)基于向执行模板的时隙分配的需求，配置实时多任务系统以便约束任务的执行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设计为采用通过时基设定的强制时间线来执行进程的关键实时系统。本专利技术特别涉及在它们的实施中要求高等级性能的实时系统，并且涉及其中在向系统中的每个任务所分配的硬件执行资源的使用中要求高等级安全性的关键系统。本专利技术特别适用于诸如在运输(汽车，铁路，海运，航空航天)，工业自动化，能源的领域中使用的进程控制系统，以及如通信网络的对于其受控资源分配很重要的其它系统。
技术介绍
在关键实时系统中，任务通常被建模为周期性活动，导致基于任务调度的固定优先级规则的多任务系统的实现，提供性能成绩的保障。例如，在文章中描述过这样的系统。然而，当非常简单的周期性任务的模型通过任意分割使多任务系统的设计成为不是周期性的先验的特定实时活动的周期性任务，从而使该多任务系统的设计复杂化或对其约束时，该方法缺乏灵活性。实际上，当非周期性实时活动以周期性活动的形式实施时，这会导致增加任务数量或提高执行速度以便分别地满足时间约束。然后每个任务可能对于每个周期性的执行不再有用，其将负面地影响多任务系统的性能。其它方法，诸如在文章“和中描述的这些内容，提出更灵活的任务模型以便描述每一个任务为时间活动的序列。然后使任务形式化为具有时间约束的进程的图的形式，其中如美国专利N0.7，299，383中所提议的，如果有需要，则进程可以是有条件的。那么可能实现多任务系统的高灵活性和高等级性能，并且甚至正式保证任务可被调度，但这种保证一般要求系统中的动态调度。这导致其中针对调度竞争的任务或任务进程中的任务之间的时间干涉，并且因此可能在并发任务之前或之后执行任务。在关键系统中，其中执行的安全性是最重要的，因为耗尽一切地测试所有可能的调度组合或证明故障状态的不存在是不可能的，所以避免动态调度系统。于是优选采用简化的测试组合的系统，因此限制任务之间的时间干扰的系统。这通常导致使用缺乏灵活性的静态方法。
技术实现思路
存在用于配置基于灵活性任务模型的实时系统，但是提供限制时间干涉的实施方式的需求。本专利技术涉及用于执行由一组连序并备选的进程组成的任务的方法。方法包括步骤:a)为每个进程指派硬件资源需求和时间约束；b)为每个进程分配具有对应于进程的时间约束的持续时间的时隙；c)识别在该处决定两个备选进程中的一个或另一个进程的执行的分支点；d)为两个备选进程分配公共时隙；e)为公共时隙指派等于两个备选进程中的资源需求的较大者的资源需求；f)针对每一个分支点，迭代步骤c)；g)组合在与任务相关联的执行模板中生成的时隙；以及h)根据向执行模板的时隙指派的资源需求，配置实时多任务系统以便约束任务的执行。方法可包括以定义由转换节点连接的一组进程的图的形式来表示任务的步骤，其中每一个转换节点在任务在多任务系统上的执行期间根据时基定义同步点；从进程的源转换节点和目的地转换节点中，定义向每一个进程分配的时隙的极限；对于具有公共源节点和两个相应目标节点的两个备选进程，合并两个目标节点为合并的目标节点；并且由公共源节点和所合并的目标节点，定义备选进程两者的公共时隙。针对在步骤c)具有不同的时间约束的两个备选进程，方法可包括以下步骤:在具有最长时间约束的两个备选进程中的第一备选进程中生成中间转换节点，产生在源节点与中间节点之间的第一部分备选进程，和在中间节点和第一备选进程的目标节点之间的第二部分进程；为第一部分备选进程指派第一资源需求和等于第二备选进程的时间约束的时间约束；为第二部分进程指派第二资源需求，和等于两个备选进程的时间约束之差的时间约束，其中该第二资源需求使第一和第二资源需求之和等于第一备选进程的资源需求；根据步骤d)进行第一部分备选进程和第二备选进程。方法可包括以下步骤:在每个时隙，通过监视器检查进行中的进程的执行遵守向时隙指派的资源需求；并且如果进行中的进程的执行超过资源需求并且进行中的进程是第一部分备选进程，则忽略通过监视器发出故障信号。方法可包括以下步骤:根据第一部分备选进程的执行，设定状态变量；如果进行中的进程的执行超过资源需求并且设定了状态变量，则忽略通过监视器发出故障信号；并且对应于合并的目标节点的同步点清除状态变量。方法可包括针对图的循环部分的下列步骤:将每个具有更长时间约束的进程分成一组具有更短时间约束的部分进程，该更短时间约束为循环部分中时间约束的最大公约数，从而将图的循环部分转变成为归一化的子图，该子图定义一系列全部具有相同归一化时间约束的完整或部分进程；以及在对应的部分进程之间为每个具有更长时间约束的进程分配资源需求，从而部分进程的资源需求之和等于具有更长时间约束的进程的资源需求。方法可包括以下步骤:将子图的第一部分的末端与子图的第二部分的始端重叠，使得子图的第一部分的末端的转换节点与子图的第二部分的始端的相应的节点重合，从而通过两对连续的重合节点定义与具有第一对的两个节点作为相应起源的进程公用的时隙；以及指派共有时隙，因此限定资源需求等于与第一对节点相关的进程中最大的资源需求，并且时间约束等于归一化的时间约束。【附图说明】从仅出于示例性目的提供并在附图中表示的本专利技术的特定实施例的以下描述中，其它优点和特征将变得更显而易见，在附图中:图1是符合具有采用相同时间约束的分支备选的灵活性任务模型的实时任务图的示例；图2A和2B示出图1中的图的可能处理序列中的一种处理序列的部分执行轨迹，以及并行任务的当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，用于形成符合实时多任务系统的灵活性模型的任务的离线调度进程，所述方法包括由用于编译定义所述任务的源代码的工具链执行的下列步骤：a)为每个进程指派硬件资源需求和时间约束；b)为每个进程分配具有对应于所述进程的时间约束的持续时间的时隙；c)识别在该处决定两个备选进程(a，b)中的一个或另一个进程的执行的分支点；d)为所述两个备选进程分配公共时隙(+2)；e)为所述公共时隙指派等于所述两个备选进程中的所述资源需求的较大者的资源需求(max(a,b))；f)针对每一个分支点迭代步骤c)；g)组合在与所述任务相关联的执行模板中生成的时隙；以及h)从所述执行模板中产生所述多任务系统的静态调度参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·大卫，
申请(专利权)人：克罗诺安全公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR