[发明专利]用于缩短时间控制的操作系统的响应时间的方法

说明书

本发明涉及一种用于缩短时间控制的分布式实时计算机系统中节点计算机(120)的响应时间的方法，其中节点计算机(120)的操作系统任务(205)在节点计算机(120)的应用任务(207)的先验已知的开始时刻(213)之前计算节点计算机(120)的控制寄存器的内容，并将该内容写入节点计算机(120)的控制寄存器中；该内容表征节点计算机(120)中的应用任务(207)的运行期环境的特性。

技术领域

本发明涉及用于缩短时间控制的分布式实时计算机系统中节点计算机的响应时间的方法。

此外，本发明涉及时间控制的分布式实时计算机系统的节点计算机，在该节点计算机上执行操作系统并且在该节点计算机上执行应用软件。

此外，本发明涉及具有一个或多个根据本发明的节点计算机的时间控制的分布式实时计算机系统。

本发明属于计算机技术领域。本发明涉及用于缩短时间控制的计算机系统中的响应时间的方法。

背景技术

传感器技术和计算机技术的发展实现了自主地工作的技术对象(例如，机器)或自主地控制目标的车辆在很大程度上自主的控制。在该实时计算机应用中，特别需要计算机系统的快速反应。

在下文中，我们将包括特别是节点计算机的操作系统在内的所有程序集合称之为“操作系统软件”。

我们将包括特别是节点计算机上的应用系统在内的所有程序集合称之为“应用软件”。

概念“软件”(特别是节点计算机的软件)应理解为操作系统软件和应用软件的合集。

我们将执行程序(即，软件过程)，特别是在机器(例如，在节点计算机上或在通信网络中)执行，称为任务。

操作系统软件的任务或操作系统的任务也被称为操作系统任务，应用软件的任务或应用系统的任务也被称为应用任务。

我们通过有限状态机来对任务的行为进行建模(不管它是操作系统任务还是应用任务)并且将根据给定的输入数据和旧状态来计算新结果和新状态的任务称为计算任务。

通信任务是从发送方向接收方传送一条或多条消息的任务。例如，通信任务在此指的是将发送方与接收方彼此连接的通信系统的任务。

根据现有技术，控制系统(其是用于受控对象(例如，以上提及的技术对象和车辆)的实时控制和/或调节的系统)周期性地在分布式计算机系统、特别是实时计算机系统上运行[1，第7页]。此类分布式计算机系统包括通过通信系统交换数据的多个节点计算机。

在周期性的观测时刻(采样点)观测受控对象。所获取的数据形成尽可能快地计算执行器的新的设定值(Sollwerten)的基础，这些设定值影响受控对象的行为。

我们将在每次观测之后执行的一系列计算任务和通信任务的周期性重复执行称为帧。

在一帧中可以运行一个或多个实时事务(RT事务，参见[1，第24页])。

两个时间参数与每一帧是相关的：

-帧区间(采样时间)表示两个相继帧之间的时间间隔。每秒处理的帧的数目往往以赫兹(Hz)来表达。

-执行历时(也称为响应时间)表示采样点与帧结果输出至受控对象的执行器之间的时间间隔。帧的执行历时越短，则控制系统的质量越好。在非常快的过程中，小于100μs的响应时间可能是必要的。

本发明的任务在于，缩短时间控制的分布式计算机系统中的帧的执行历时。

发明内容