[发明专利]用于多核/众核可编程逻辑控制器的时间裕隙应用流水线平衡

权利要求书

1.一种用于为多核/众核可编程逻辑控制器执行时间裕隙流水线平衡的方法，包括下述步骤：

读取用于多核/众核可编程逻辑控制器PLC的源程序进入适当编译器，编译器生成程序的低级中间表示，使用对所述PLC程序的中间表示的时序分析结果，计算所述PLC程序中的多个流水线阶段的每一个的时间裕隙，其中时间裕隙用来指浪费在忙等待循环或类似实现中的较短流水线阶段上用于等待数据信号以触发其计算的时间，其中，PLC程序被划分为多个流水线阶段；

对于除最长阶段之外的所有流水线阶段，将每一流水线阶段的所述时间裕隙捐献给所述PLC的操作系统；

其中，捐献每一流水线阶段的所述时间裕隙包括生成由一组指令组成的施主代码，所述指令在被识别为时间裕隙时期的时间段内释放处理器核用于给定的流水线阶段；以及

发送用于所述PLC程序的机器可执行代码。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由编译器生成所述PLC程序的低级中间表示，其中，对所述低级中间表示执行所述时序分析；

获得流水线阶段的数量；以及

将所述PLC程序划分成为所述数量的流水线阶段，其中，计算每一流水线阶段的时间裕隙。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

建立与所述多个流水线阶段相对应的多个线程，并且将每一流水线阶段分派给一个线程；以及

将每一线程指定给所述PLC中专门执行用户程序的处理器核，其中，所述施主代码允许所述PLC的操作系统将系统服务调度至所述PLC中捐献了时间裕隙的那些处理器核，所述捐献了时间裕隙的那些处理器核包括专门执行用户程序的那些处理器核。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，用于每一流水线阶段的所述施主代码包括用于所述流水线阶段的睡眠指令、以及构造成当所述时间裕隙期满时唤醒所述流水线阶段的定时器触发消息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述施主代码插在输入队列上的读指令之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，对用于多个流水线阶段的每一个的时间裕隙的计算使用了来自所述PLC程序的先前运行的执行配置文件数据。

7.一种用于为多核/众核可编程逻辑控制器执行时间裕隙流水线平衡的方法，包括下述步骤：

在用于多核/众核可编程逻辑控制器PLC的程序被执行时，对该程序的多个流水线阶段执行运行时时序分析，以及对多个系统服务执行运行时时序分析，以编译所述PLC程序和所述系统服务的性能统计配置文件，其中，PLC程序被划分为多个流水线阶段；

使用性能统计配置文件，来计算用于所述PLC程序的多个流水线阶段的每一个的时间裕隙，其中时间裕隙用来指浪费在忙等待循环或类似实现中的较短流水线阶段上用于等待数据信号以触发其计算的时间；

对于除最长阶段之外的所有流水线阶段，将每一个流水线阶段的所述时间裕隙捐献给所述PLC的操作系统，

其中，捐献每一流水线阶段的所述时间裕隙包括生成由一组指令组成的施主代码，所述指令在被识别为所述时间裕隙时期的时间段内释放处理器核用于给定的流水线阶段；以及

分派系统服务线程给由时间裕隙平衡所释放的资源。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，对用于所述多个流水线阶段每一个的时间裕隙的计算使用了PLC程序的中间表示的编译时时序分析的结果，中间表示是读取用于多核/众核可编程逻辑控制器PLC的源程序进入适当编译器，由编译器生成的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述施主代码允许所述PLC的操作系统将系统服务重新调度至所述PLC中捐献了时间裕隙的那些处理器核，其中，使所述流水线平衡。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括对所述PLC程序的多个平衡后流水线阶段执行运行时间分析。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括：

加载包括多个线程的机器可执行的流水线化PLC程序；

将所述多个线程调度至所述多核/众核PLC中专门执行用户程序的处理器核，其中，每一个流水线阶段被分派给一个线程；以及

执行所述PLC程序。