專利名稱：用于檢查操作系統(tǒng)的實時特性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
可編程控制器是用于對機器或設(shè)備進(jìn)行控制或調(diào)整的裝置。對于上述類型的控制器的核心要求是實時性。實時在此意味著系統(tǒng)必須在預(yù)定的時間范圍內(nèi)、即在真實世界中過程消耗的時間中對一個事件有反應(yīng)。同時也存在所述類型的系統(tǒng)，其可以在現(xiàn)代的計算機系統(tǒng)上運行。這些系統(tǒng)在系統(tǒng)方面通過實時操作系統(tǒng)、即具有針對絕對遵守時間條件和過程特性的可預(yù)測性的附加實時功能的操作系統(tǒng)確保例如直至500 μ s的實時特性。例如通過具有高優(yōu)先級的軟件和/或硬件-中斷請求(特別是所謂的系統(tǒng)-管理-中斷請求)對實時特性的中斷導(dǎo)致實時操作系統(tǒng)的“Blackout” (熄滅)。實時操作系統(tǒng)的時間系統(tǒng)然后完全停止工作。在中斷的事件之后，實時操作系統(tǒng)的時間繼續(xù)流逝，和未出現(xiàn)過中斷一樣。因此不能遵守反應(yīng)時間。此外在系統(tǒng)方面并不識別這種超過情況。目前，系統(tǒng)-管理-中斷請求(SMI，在計算機固件中實現(xiàn)的最高優(yōu)先級的中斷請求)對于實時操作系統(tǒng)來說是個大問題。這種中斷在固件方面、例如在處理器中的特定溫度(過熱溫度、閾值溫度)時被觸發(fā)，但也或者通過計算機功能鍵(如顯示器切換、擴音器調(diào)節(jié)、亮度改變)被觸發(fā)。通過USB接口也可以觸發(fā)SMI。SMI的持續(xù)時間可以是從幾毫秒到部分大于200ms。實時操作系統(tǒng)不能阻止這種中斷，并且因此失去了其實時性。使用者僅僅可能在控制器“停機”并且導(dǎo)致產(chǎn)品故障時才注意到這種情況。
背景技術(shù)：
實時操作系統(tǒng)的中斷導(dǎo)致了任一種上面說明的“Blackout”，例如SMI或過程(實時操作系統(tǒng)外部的)，該處理器以較高的優(yōu)先級使用CPU或系統(tǒng)資源，目前通過實時操作系統(tǒng)不能識別這種中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，給出一種對于上述問題的解決方案和一種用于檢查實時操作系統(tǒng)的特性的可能性。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法來實現(xiàn)。該方法檢查實時操作系統(tǒng)的實時特性，該操作系統(tǒng)具有負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)的實時特性的第一時間系統(tǒng)(實時擴展SMI追蹤器)，其中周期性地調(diào)用檢驗例程用于進(jìn)行實施，并且將檢驗例程的實際的實施時間點和檢驗例程的預(yù)期的周期性實施時間點進(jìn)行比較。取決于所需的實時特性，在實時操作系統(tǒng)中周期性地調(diào)用例程(Routine)。調(diào)用間隔至少相應(yīng)于所需的實時特性。通過硬件計時器(對此例如可以應(yīng)用在計算機系統(tǒng)中存在的時間戳計數(shù)器TSC)進(jìn)行對調(diào)用間隔的檢查。特別有利的設(shè)計在從屬權(quán)利要求中給出。如果例程的調(diào)用間隔和目標(biāo)值有偏差，則對此相應(yīng)記錄(例如出現(xiàn)偏差時實際的調(diào)用間隔和時間戳)。因此可以獲得實時特性的例如基于系統(tǒng)管理請求中斷SMI的偏差，并且同樣可以進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)。可能的反應(yīng)是(列舉并不是決定性的) 報警信號和/或 停止控制和/或 獲得SMI的中斷時間點和持續(xù)時間；和 考慮系統(tǒng)特性。對所謂的有實時能力的系統(tǒng)的實時性進(jìn)行的檢查具有各種優(yōu)點。可以和應(yīng)用的實時操作系統(tǒng)無關(guān)地執(zhí)行對系統(tǒng)的實時性連續(xù)檢查和可能的記錄。


以下為對附圖的簡述以下根據(jù)實施例闡述了本發(fā)明。在此示出圖1是流程圖， 圖2是針對具有SMI的流程的實例。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖，該方法用于作為在實時操作系統(tǒng)內(nèi)部的 SMI追蹤器的例程來實現(xiàn)。首先開始調(diào)用例程。在此將時間計數(shù)器重置為TSCalt:= TSCakt。現(xiàn)在在此例如以IOOys的調(diào)用間隔重復(fù)調(diào)用例程。但也可能是其它值。然后計算差值TSC_DIFF: = TSCakt -TSCalt ο在可能的情況下，可將該差值轉(zhuǎn)換成或者說換算成其它的單位(μ S)。一旦差值不超過事先確定的極限值、例如本實施例中的600 μ S，則不執(zhí)行進(jìn)一步操作。在調(diào)用間隔結(jié)束后，重新調(diào)用例程。否則也就是說如果計算值超過了極限值，則可以首先執(zhí)行各種操作。例如可以將偏差存儲在存儲器中，并且進(jìn)而進(jìn)行登記(protokolliert)，在此也可以和時間戳一起儲存，然后同樣再次執(zhí)行例程。在圖2中分別示出了通過根據(jù)本發(fā)明的方法對SMI的識別。繪出的時基是示例性的。實時(RT)計時器構(gòu)成了實時操作系統(tǒng)的時基。TSC直接由處理器構(gòu)成，并且獨立于可能發(fā)生的系統(tǒng)中斷、SMI。示例性地由此出發(fā)，即應(yīng)用程序-調(diào)用間隔。其出現(xiàn)Ims的SMI。這使得實時系統(tǒng)的時基提供用于SMI的持續(xù)時間。實際的應(yīng)用程序調(diào)用間隔由此延長到6ms。通過監(jiān)測例程“SMI追蹤器”現(xiàn)在可以識別并且保持該特性。該追蹤器在整個 100 μ S中被周期性地調(diào)用，并且通過獨立的時間戳計數(shù)器TSC監(jiān)測調(diào)用間隔。在上述實例中得出1100 μ S的偏差(SMI的持續(xù)時間+調(diào)用間隔)。以獲得的SMI的中斷為基礎(chǔ)，可以在控制方面對此進(jìn)行考慮，并且將存在中斷通知給應(yīng)用者或者相應(yīng)地在其它方面做出反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢驗操作系統(tǒng)的實時特性的方法，所述操作系統(tǒng)具有負(fù)責(zé)用于所述操作系統(tǒng)的實時特性的第一時間系統(tǒng)，其特征在于，周期性地調(diào)用檢驗例程(SMI追蹤器)用于進(jìn)行實施，并且將所述檢驗例程的實際的實施時間點和所述檢驗例程的預(yù)期的周期性實施時間點進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，應(yīng)用獨立的第二時間系統(tǒng)(TSC)用于進(jìn)行檢驗。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，計算在所述實際的實施時間點和預(yù)期的實施時間點之間的差值，并且只要確定了差值就記錄所述差值。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)確定的或記錄的所述這個或多個差值可以得出偏差的原因。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)確定的或記錄的所述這個或多個差值可以作出反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，控制器發(fā)出報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在確定差值時使所述控制器停止工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，求出干擾的持續(xù)時間并且執(zhí)行對操作系統(tǒng)特性的校正。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于檢驗操作系統(tǒng)的實時特性的方法，該操作系統(tǒng)具有負(fù)責(zé)用于操作系統(tǒng)的實時特性的第一時間系統(tǒng)(實時延伸SMI追蹤器)，其中周期性地調(diào)用檢驗例程用于進(jìn)行實施，并且將檢驗例程的實際的實施時間點和檢驗例程的預(yù)期的周期性實施時間點進(jìn)行比較。
文檔編號G05B19/042GK102549510SQ201080041209
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者延斯·克得萊斯, 馬庫斯·瓦爾特 申請人:西門子公司