用于影響控制設(shè)備的控制程序的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于影響控制設(shè)備的控制程序的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]控制設(shè)備大量用在技術(shù)的多種領(lǐng)域中。特別重要的應(yīng)用領(lǐng)域此外可能是汽車中的馬達(dá)控制、傳動(dòng)控制和行駛機(jī)構(gòu)控制以及飛機(jī)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制。通常必需的是改變存儲(chǔ)在已編程的且有運(yùn)行能力的控制設(shè)備上的程序代碼，例如用于以測(cè)試方式地通過具有改變的或擴(kuò)展的功能的第二程序例程替換存儲(chǔ)在所述程序代碼中的第一程序例程。如果不存在程序代碼的源代碼，則為此必需的是對(duì)存儲(chǔ)在控制設(shè)備上的二進(jìn)制代碼加以影響。為此的方法由文獻(xiàn)DE 10 2004 027 033 Al已知。
[0003]—種已知的方法在于，第二程序例程這樣整合到控制程序中，使得所述第二程序例程由也實(shí)施第一程序例程的同一處理器核心實(shí)施。所述方法的不利是，由于處理器核心的額外負(fù)荷使控制程序的處理減速。
[0004]另一已知的方法在于，第二程序例程能由設(shè)置在控制設(shè)備外部的第二處理器核心實(shí)施，例如在與控制設(shè)備連接的影響設(shè)備中。能夠?qū)崿F(xiàn)第二程序例程的并行執(zhí)行。所述方法的不利是對(duì)于其實(shí)現(xiàn)所必需的附加的硬件耗費(fèi)和在第二程序例程和控制程序之間的數(shù)據(jù)交換中的較高的延遲。
[0005]此外，學(xué)術(shù)文章“Operat1n am offenen Herzen”(Elektroniknet.de，2008年 10月6 日,http://www.elektroniknet.de/automotive/technik-know-how/test-entwicklungstool s/article/1129/0/0perat1n_am_offenen_Herzen/)提及第二程序例程在具有多個(gè)處理器核心的控制設(shè)備中的控制設(shè)備內(nèi)部的并行實(shí)施的可能性。
[0006]專利US8 074 118 B2描述了用于快速覆寫控制設(shè)備中的變量的可能性。
[0007]由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于影響控制設(shè)備的控制程序的方法的普遍缺點(diǎn)在于，為了其實(shí)施需要在控制程序的源代碼方面或者在其機(jī)器代碼方面改變控制程序。
[0008]控制程序大多模塊化地構(gòu)造，即其由預(yù)先產(chǎn)生的函數(shù)組成，所述函數(shù)特別是根據(jù)圖形化編程的原理結(jié)合成控制程序。與此相應(yīng)，不僅第一程序例程而且第二程序例程大多理解為一個(gè)函數(shù)或多個(gè)函數(shù)的結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在此背景下，本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種影響控制設(shè)備的控制程序的方法，所述方法進(jìn)一步擴(kuò)展現(xiàn)有技術(shù)。
[0010]所述任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的用于影響控制設(shè)備的控制程序的方法來解決。有利的實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一主題，提出一種用于影響控制設(shè)備的控制程序的方法。所述控制設(shè)備具有用于容納控制程序的第一存儲(chǔ)器，而控制程序具有多個(gè)第一函數(shù)，其中，所述第一函數(shù)中的至少一個(gè)第一函數(shù)構(gòu)造用于控制執(zhí)行器。此外設(shè)置多個(gè)變量，其中，給所述變量中的每一個(gè)變量配屬一個(gè)存儲(chǔ)器地址并且在變量和第一函數(shù)之間構(gòu)造預(yù)給定的配屬。控制設(shè)備具有至少一個(gè)處理器，其中，控制設(shè)備的處理器整體具有多個(gè)計(jì)算核心并且在第一計(jì)算核心中實(shí)施具有第一函數(shù)的控制程序。根據(jù)本發(fā)明，在實(shí)施控制程序期間在控制設(shè)備的第二核心中執(zhí)行第二函數(shù)，其中，第一函數(shù)給在確定的存儲(chǔ)器地址處的變量配屬第一值并且將所述第一值在第一時(shí)刻寫入到變量的存儲(chǔ)器地址中，第二函數(shù)給相同的變量配屬第二值，在較遲的第二時(shí)刻以第二值覆寫變量，并且在更遲的第三時(shí)刻，控制程序訪問變量的經(jīng)改變的值。
[0012]在此，第二函數(shù)至少部分具有與第一函數(shù)不同的程序代碼。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置管理實(shí)例，所述管理實(shí)例使對(duì)變量的存儲(chǔ)器地址通過控制程序并且通過第二程序的訪問、即對(duì)變量的控制器地址的讀訪問與寫訪問這樣在時(shí)間上彼此協(xié)調(diào)，使得第一時(shí)刻位于第二時(shí)刻之前并且第二時(shí)刻位于第三時(shí)刻之前。
[0013]管理實(shí)例理解為以下控制例程:所述控制例程使第二函數(shù)通過第二計(jì)算核心的實(shí)施在時(shí)間上與控制程序通過第一計(jì)算核心的執(zhí)行相協(xié)調(diào)。管理實(shí)例可以實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件或兩者的組合。第二函數(shù)的執(zhí)行在預(yù)給定時(shí)刻的開始特別是屬于所述管理實(shí)例的任務(wù)，從而第一函數(shù)和第二函數(shù)的執(zhí)行至少部分地并行進(jìn)行，特別是與第一函數(shù)的執(zhí)行的開始同時(shí)，以便確保數(shù)據(jù)一致性。為了確保數(shù)據(jù)一致性，管理實(shí)例至少構(gòu)造用于使變量以第二值的覆寫這樣在時(shí)間上與控制程序通過第一計(jì)算核心的執(zhí)行相協(xié)調(diào)，從而變量以第二值的覆寫在時(shí)間上在第一函數(shù)的對(duì)變量的最后寫訪問之后進(jìn)行，但是在在第一程序的執(zhí)行后控制程序?qū)ψ兞康牡谝蛔x訪問之前。本發(fā)明的有利實(shí)施方案規(guī)定用于通過管理實(shí)例來確保數(shù)據(jù)一致性的其他措施，特別是這樣使得管理實(shí)例確保不僅由第一函數(shù)而且由第二函數(shù)讀取并且利用的變量或者作為參數(shù)(Argument)傳遞給兩個(gè)函數(shù)的變量以統(tǒng)一的值傳遞給兩個(gè)函數(shù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，所述方法一方面能夠以小的硬件耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榈诙瘮?shù)的執(zhí)行通過控制設(shè)備內(nèi)部的處理器資源實(shí)現(xiàn)，而另一方面由于第二函數(shù)在第二處理器核心上的并行執(zhí)行使控制程序通過第一處理器核心的執(zhí)行僅僅最小地減速。在此不重要的是，第二計(jì)算核心是否自始沒有加載控制程序的執(zhí)行或者在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法之前是否這樣相應(yīng)地操作控制設(shè)備。
[0015]例如，首先計(jì)算核心可以加載控制程序的由于安全原因?qū)崿F(xiàn)的冗余實(shí)施，所述冗余實(shí)施在開發(fā)過程期間變得不必要并且因此在開發(fā)過程的范疇內(nèi)阻礙實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0016]在本發(fā)明的一種進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，管理實(shí)例至少部分通過管理程序?qū)崿F(xiàn)，所述管理程序在不同于第一計(jì)算核心的其它計(jì)算核心上相對(duì)于控制設(shè)備的控制程序并行地實(shí)施。在此，所述其它計(jì)算核心可以涉及控制設(shè)備的計(jì)算核心或者涉及設(shè)置在控制設(shè)備外部的計(jì)算核心、例如在與控制設(shè)備電路連接的監(jiān)控單元或接口單元中設(shè)置的計(jì)算核心。
[0017]在本發(fā)明的另一進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，所述管理實(shí)例至少部分通過附加程序部分實(shí)現(xiàn)，所述附加程序部分補(bǔ)充地整合到控制程序的程序代碼中并且由第一處理器核心實(shí)施，特別是通過至少一個(gè)補(bǔ)充地嵌入到控制程序中的服務(wù)例程實(shí)施。在此不重要的是，所述附加程序部分是已經(jīng)在控制設(shè)備的初始程序化時(shí)在源代碼層面上實(shí)現(xiàn)還是事后通過由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法嵌入到控制程序的二進(jìn)制代碼中。就此而言，附加程序部分無論如何不是控制程序的以下部分:控制程序在沒有附加程序部分的情況下也是有運(yùn)行能力的且能運(yùn)轉(zhuǎn)的。
[0018]在本發(fā)明的另一進(jìn)一步擴(kuò)展方案中，所述管理實(shí)例至少部分通過與控制設(shè)備電路連接的監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)，特別是通過構(gòu)造為接口單元的監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)。接口單元理解為以下單元:所述單元構(gòu)造用于建立在控制設(shè)備與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、例如用于編程或配置控制設(shè)備的PC之間的數(shù)據(jù)連接。
[0019]如果管理實(shí)例沒有以附加程序部分的形式實(shí)現(xiàn)，則其必須構(gòu)造為用于在執(zhí)行控制程序時(shí)監(jiān)控第一計(jì)算核心，以便第二函數(shù)的執(zhí)行在時(shí)間上與控制程序的執(zhí)行相協(xié)調(diào)。所述管理實(shí)例優(yōu)選構(gòu)造為用于通過處理器的數(shù)據(jù)接口來監(jiān)控第一處理器核心的運(yùn)行。數(shù)據(jù)接口理解為處理器的以下接口:所述接口可以通過第二計(jì)算核心或監(jiān)控單元讀取并且其所輸出的數(shù)據(jù)允許對(duì)通過第一計(jì)算核心當(dāng)前處理的存儲(chǔ)器地址進(jìn)行推斷，特別是用于監(jiān)控程序計(jì)數(shù)器的接口、追蹤接口或調(diào)試接口。
[0020]在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，所述管理實(shí)例構(gòu)造為用于通過處理器的數(shù)據(jù)接口探測(cè)控制程序的函數(shù)的調(diào)用或結(jié)束并且與第一函數(shù)同時(shí)地開始第二函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)第一函數(shù)和第二函數(shù)的并行執(zhí)行。
[0021]在另一擴(kuò)展方案中，所述管理實(shí)例構(gòu)造為用于通過數(shù)據(jù)接口探測(cè)控制程序的函數(shù)的正在進(jìn)行的執(zhí)行。例如可能的是，數(shù)據(jù)接口的傳輸速率過小而不能精確探測(cè)第一函數(shù)的調(diào)用的時(shí)刻。如果處理器例如僅僅構(gòu)造為用于通過數(shù)據(jù)接口通知控制程序的每隔九個(gè)存儲(chǔ)器地址的處理，則對(duì)于管理實(shí)例而言不能求取調(diào)用確定的第一函數(shù)的準(zhǔn)確時(shí)刻。但是，如果是通過第二計(jì)算核心開始第二函數(shù)的執(zhí)行的情形，所述管理實(shí)例可以確定是否已經(jīng)在所處理的最后十個(gè)存儲(chǔ)器地址內(nèi)調(diào)取了第一函數(shù)。此外可能的是，管理實(shí)例根據(jù)與函數(shù)明確聯(lián)系的事件識(shí)別出控制程序的函數(shù)的正在進(jìn)行的執(zhí)行，例如根據(jù)對(duì)變量的訪問，對(duì)所述變量?jī)H僅通過所述函數(shù)訪問，或者根據(jù)執(zhí)行程序代碼中的位置的到達(dá)來識(shí)別控制程序的函數(shù)的正在進(jìn)行的執(zhí)行，在所述程序代碼處在控制設(shè)備的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有函數(shù)。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造方案中，管理實(shí)例構(gòu)造為用于識(shí)別第一函數(shù)的結(jié)束并且在第一函數(shù)結(jié)束之后引