用於在實時環境中運行處理器的方法

2023-06-18 06:22:21

專利名稱：用於在實時環境中運行處理器的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在實時環境中運行處理器的方法。
背景技術：
實時環境是計算機或類似數據處理裝置的應用情況，所述計算機或類似的數據處理裝置必須不僅正確地而且保證在預定的時間段內提供確定的結果或反應，以確保設備例如機器人的順利運行。在計算機中採用的現代高性能處理器通常具有高的功率損耗，伴隨產生相應的熱量。由此通常設置當處理器暫時不被需要時可以被切換到的節能模式或休眠狀態。
但是在實時環境中現代處理器大多不能使用節能模式，因為對於處理器從休眠狀態到運行狀態重新啟動所需要的激活時間影響了系統的等待時間，從而不能遵守同步要求。等待時間是指介於實時事件(例如傳感器信號)和對相應實時事件所需的最遲允許反應時間之間的時間段。

發明內容
由此本發明要解決的技術問題是，實現一種在實時環境中用於運行處理器的改進方法。按照本發明通過具有權利要求I的特徵的方法解決上述技術問題。優選的擴展是從屬權利要求的內容。在按照本發明的用於在實時環境中運行處理器的方法中將處理器在處理一個實時事件之後從運行狀態切換到休眠狀態(也稱為節能模式、低功率狀態或靜止狀態)，其中在下一個實時事件即將到來的情況下產生輔助信號，藉助該輔助信號將處理器在下一個實時事件發生之前切換到運行狀態(也稱為滿載模式或全操作模式)。對於預計的實時事件由此儘管使用了休眠狀態仍可以以最小的等待時間進行反應。通過休眠狀態可以節省能量並且減小發熱。在用於實時環境中運行處理器方法的第一實施方式中，將處理器在處理第一個實時事件之後從運行狀態切換到休眠狀態。由定時器產生輔助信號。在間隔差(該間隔差由在兩個相繼的實時事件之間的已知時間間隔減去安全間隔而構成)過去之後，通過定時器將處理器切換到運行狀態，從而可以以最小的等待時間對預計的實時事件做出反應。該實施方式適合於具有公知的定時特性的實時環境，即其中已知在兩個實時事件之間的精確時間段的這些實時環境。以這種方式可以節省能量並且減少發熱。安全間隔這樣來選擇，使得確保處理器在發生實時事件時切換到運行狀態，並且準備好處理實時事件。優選地，安全間隔在兩個相繼的實時事件之間的已知時間間隔的持續時間的10%和30%、特別是20%之間的範圍中選擇。例如在兩個實時事件之間的已知時間間隔可以為五秒。作為安全間隔例如選擇一秒，從而處理器對於四秒的間隔差被切換到休眠狀態。
在用於實時環境中運行處理器方法的另一個實施方式中，處理器以至少一個傳感器信號的形式處理實時事件。如果傳感器探測到上超或下超參數的預定的閾值，則由傳感器產生該信號。在處理第一個實時事件之後處理器從運行狀態被切換到休眠狀態。此外，設置至少一個輔助傳感器，該輔助傳感器監視相同的參數，但是是對該參數的預定的輔助閾值的上超或下超進行探測，然後產生輔助信號。在此這樣選擇輔助閾值，使得其在該參數的值改變期間在該參數的閾值之前被達到。通過輔助信號，處理器被切換到運行狀態，從而其在然後達到參數的閾值時已經準備好對實時事件(即傳感器的信號)做出反應。該實施方式確保實時應用在相繼的實時事件之間的時間間隔未知或改變的情況下遵守等待時間。在該實施方式中也可以節省能量並且減少處理器的發熱。由傳感器和由輔助傳感器監視的參數可以是路徑，其中參數的閾值是如下的位置該位置的到達或超出表示了實時事件。輔助閾值則是如下的輔助位置在經過該路徑的情況下在所述位置之前到達該輔助位置。實時應用例如可以是電機驅動的應用。在此，驅動電機在其運行期間導致通過傳 感器和輔助傳感器監視的參數的改變。例如通過電機的驅動而經過該路徑。由於到達由傳感器探測的位置，處理器斷開驅動電機。為了精確進行該斷開，必須遵守等待時間。這一點通過該方法的另外的實施方式來確保。可以為每個傳感器分配兩個輔助傳感器，其中的一個輔助傳感器對在上超閾值之前對參數的預定的輔助閾值的上超進行探測，而另一個輔助傳感器對在下超閾值之前對參數的另一個預定的輔助閾值的下超進行探測。例如這樣可以從兩個方向探測對指定位置的接近。該方法的實施方式可以有利地應用於機器人。


以下藉助附圖詳細解釋本發明的實施例。其中，圖I示出了一幅脈衝圖，用於解釋在具有兩個相繼的實時事件之間已知的時間間隔的實時環境中運行處理器的方法，圖2示出了具有電機驅動組件的實時環境，所述組件經過路徑，其中組件的位置通過傳感器和輔助傳感器監視。
具體實施例方式圖I示出了一幅脈衝圖，用於解釋在具有兩個相繼的實時事件EZE1、EZE2、EZE3之間已知的時間間隔ZI的實時環境中運行處理器的方法。在發生實時事件EZEl的時刻處理器處於運行狀態BZ，並且保持運行狀態用於處理實時事件EZE1。在處理之後，傳感器被切換到休眠狀態RZ。在每兩個相繼的實時事件EZE1、EZE2、EZE3之間的時間間隔ZI是已知的。從時間間隔ZI減去安全間隔SI來確定間隔差DI。在間隔差DI過去之後處理器又被切換到運行狀態BZ，以便做好對於下一個實時事件EZE2的處理準備。該過程對於實時事件EZE3和必要時其他的實時事件重複。優選地安全間隔SI在已知的時間間隔ZI的持續時間的10%和30%、特別是20%之間的範圍中選擇。例如已知的時間間隔ZI可以是五秒。作為安全間隔SI，則例如可以選擇一秒，從而處理器被切換到休眠狀態RZ直到四秒的間隔差DI過去。圖2示出了具有電機驅動的組件2的實時環境1，該組件經過路徑S，其中組件2的位置通過傳感器3和輔助傳感器4監視。組件2的驅動電機5由處理器6控制。在圖2中所示出的位置中，處理器6在處理完前面必要的實時事件之後被切換到休眠狀態。在經過路徑s期間，電機驅動的組件2首先到達輔助傳感器4的位置，將這作為對輔助閾值HSW的上超進行探測，緊接著產生輔助信號HS，藉助該輔助信號將處理器6切換到運行狀態BZ。電機驅動的組件2繼續運動並且到達傳感器3的位置，後者將這作為對閾值SW上超進行探測，據此其產生信號，該信號表示實時事件EZE。處理器在該時刻已經在運行狀態BZ中，由此可以對實時事件EZE做出反應。例如處理器6由於實時事件EZE而斷開驅動電機5。這樣選擇輔助閾值HSW，使得在參數的值的改變期間在閾值SW之前到達該輔助閾·值。由傳感器3和輔助傳感器4所監視的參數可以是路徑s或另一個參數。可以為每個傳感器3分配兩個輔助傳感器4、4』，其中的一個輔助傳感器對在上超閾值SW之前對參數的預定輔助閾值HSW的上超進行探測，而另一個輔助輔助傳感器對在下超閾值SW之前對參數的另一個預定的輔助閾值HSW』的下超進行探測。例如這樣可以從兩個方向探測組件2對傳感器3的位置的接近。
權利要求
1.一種用於在實時環境(I)中運行處理器(6)的方法，其中，將所述處理器(6)在處理一個實時事件(EZE，EZEl至EZE3)之後從運行狀態(BZ)切換到休眠狀態(RZ)，其中，在下一個實時事件(EZE，EZEl至EZE3)即將到來的情況下產生輔助信號(HS)，藉助該輔助信號將處理器(6)在下一個實時事件(EZE，EZEl至EZE3)發生之前切換到運行狀態(BZ)。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述輔助信號(HS)由定時器產生，其中，由定時器在間隔差(DI)過去之後將所述處理器(6)切換到運行狀態，該間隔差由在兩個相繼的實時事件(EZEl至EZE3 )之間的已知時間間隔(ZI)減去安全間隔(SI)而構成。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述安全間隔(SI)在兩個相繼的實時事件(EZE1至EZE3)之間的已知時間間隔(ZI)的持續時間的10%和30%、特別是20%之間的範圍中選擇。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述處理器(6)處理以至少一個傳感器(3)的信號的形式的實時事件(EZE)，其中，如果所述傳感器(3)探測到上超或下超參數(s)的預定閾值(SW)，則由該傳感器產生該信號，其中，在處理一個實時事件(EZE)之後，將處理器(6)從運行狀態(BZ)切換到休眠狀態(RZ)，其中，藉助至少一個輔助傳感器(4，4』)對該參數(s)的預定輔助閾值(HSW，HSW )的上超或下超進行探測，並且由所述輔助傳感器(4 )產生輔助信號(HS )，其中，所述輔助閾值(HSW，HSW』)是在該參數(s )的值改變期間在所述閾值(Sff)之前被達到的。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，由所述傳感器(3)和由所述輔助傳感器(4)所監視的參數是路徑(S)，其中，所述閾值(SW)是如下的位置該位置的到達或超出表示了實時事件(EZE)。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，所述處理器(6)在處理實時事件(EZE )期間斷開驅動電機(5 )，其中，所述驅動電機(5 )在其運行期間導致所述參數(s )的改變。
7.根據權利要求4至6中任一項所述的方法，其特徵在於，為每個傳感器(3)分配兩個輔助傳感器(4，4』)，其中的一個輔助傳感器對在上超閾值(SW)之前對該參數(s)的預定的輔助閾值(HSW)的上超進行探測，而另一個輔助傳感器(4』)對在下超閾值(SW)之前對該參數(s)的另一個預定的輔助閾值(HSW』 )的下超進行探測。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的方法在機器人中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種用於在實時環境(1)中運行處理器(6)的方法，其中，將所述處理器(6)在處理一個實時事件(EZE，EZE1至EZE3)之後從運行狀態(BZ)切換到休眠狀態(RZ)，其中在下一個實時事件(EZE，EZE1至EZE3)即將到來的情況下產生輔助信號(HS)，藉助該輔助信號將處理器(6)在下一個實時事件(EZE，EZE1至EZE3)發生之前切換到運行狀態(BZ)。
文檔編號G05B19/042GK102959490SQ201180031712
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月9日 優先權日2010年7月2日
發明者C.西爾德納 申請人:西門子公司