Способ функционирования процессора в среде реального времени

Авторы патента:


Способ функционирования процессора в среде реального времени
Способ функционирования процессора в среде реального времени

 


Владельцы патента RU 2547237:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к способу функционирования процессора в среде реального времени. Техническим результатом является понижение потребления энергии. В способе процессор после обработки события реального времени переключается из рабочего состояния в состояние покоя. При предстоящем наступлении последующего события реального времени генерируется вспомогательный сигнал, посредством которого процессор перед наступлением последующего события реального времени переключается в рабочее состояние, при этом посредством, по меньшей мере, одного вспомогательного датчика обнаруживается превышение или спадание параметра ниже заданного вспомогательного порогового значения, и вспомогательным датчиком генерируется вспомогательный сигнал, причем вспомогательное пороговое значение достигается в течение изменения значения параметра перед пороговым значением. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Среды реального времени представляют собой случаи применения компьютеров или подобных устройств обработки данных, которые определенное событие или реакцию должны предоставлять не только корректно, но и гарантированным образом в пределах заданного временного интервала, чтобы обеспечивать безупречную работу оборудования, например робота.

Современные высокопроизводительные процессоры, которые используются в компьютерах, часто имеют высокие мощности потерь при соответствующей генерации тепла. Поэтому часто предусматривается энергосберегающий режим или состояние покоя, в которое процессоры могут переключаться, когда они в текущий момент не требуются.

В средах реального времени энергосберегающие режимы современных процессоров чаще всего не могут использоваться, так как требуемое для повторного возвращения процессора из состояния покоя в рабочее состояние время «пробуждения» влияет на время запаздывания отклика системы, так что требования синхронизации в необходимом случае не выдерживаются. Время запаздывания отклика является временным интервалом между событием реального времени, например, сигналом сенсора, и наиболее поздним допустимым моментом времени требуемой реакции на событие реального времени.

В WO 2009/148472 А2 описано электронное устройство с процессором и планировщиком экономии энергии, который поддерживает таблицу событий, в которой сохраняются завершенные события и для каждого из этих событий временная метка и допустимая временная длительность. Согласно сохраненным в таблице событий временным меткам и допустимым временным длительностям, происходит смена режима работы процессора между состоянием покоя и рабочим состоянием.

В US 2008/0114967 А1 описано устройство на интегральных схемах с термодатчиками, вычислительными блоками и управляющим блоком для управления работой вычислительных блоков в зависимости от сигналов термодатчиков.

Поэтому задачей изобретения является создание улучшенного способа функционирования процессора в средах реального времени.

Указанная задача решается в соответствии с изобретением способом с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствующем изобретению способе функционирования процессора в среде реального времени процессор после обработки события реального времени переключается из рабочего состояния в состояние покоя (также определяемое как энергосберегающий режим, состояние низкой мощности или состояние бездействия), причем при предстоящем наступлении последующего события реального времени генерируется вспомогательный сигнал, посредством которого процессор перед наступлением последующего события реального времени переключается в рабочее состояние (также определяемое как режим полной нагрузки или полностью рабочий режим). На ожидаемое событие реального времени можно тогда реагировать несмотря на применение состояния покоя с минимальным временем запаздывания отклика. За счет состояния покоя может экономиться энергия и снижаться отдача тепла.

В первой форме выполнения способа функционирования процессора в среде реального времени процессор после обработки первого события реального времени переключается из рабочего состояния в состояние покоя. Вспомогательный сигнал генерируется таймером. По истечении дифференциального интервала, который включает в себя известный временной интервал между двумя последовательными событиями реального времени за вычетом защитного интервала, процессор посредством таймера переключается в рабочее состояние, так что на ожидаемое событие реального времени можно реагировать с минимальным временем запаздывания отклика. Эта форма выполнения пригодна для сред реального времени с хорошо известным режимом синхронизации, то есть сред реального времени, для которых известен точный временной интервал между двумя событиями реального времени. Таким образом, может экономиться энергия и снижаться отдача тепла.

Защитный интервал следует выбирать таким образом, что процессор при наступлении события реального времени переключается в рабочее состояние и готов для обработки события реального времени. Предпочтительным образом защитный интервал выбирается в диапазоне от 10% до 30%, в частности 20%, продолжительности известного временного интервала между двумя следующими друг за другом событиями реального времени. Например, известный временной интервал между событиями реального времени может составлять пять секунд. В качестве защитного интервала выбирается, например, одна секунда, так что процессор на дифференциальный временной интервал в четыре секунды переключается в состояние покоя.

В другой форме выполнения способа функционирования процессора в среде реального времени процессор обрабатывает события реального времени в форме сигнала по меньшей мере одного датчика. Сигнал генерируется датчиком, когда последний обнаруживает превышение или спадание ниже заданного порогового значения некоторого параметра. После обработки первого события реального времени процессор переключается из рабочего состояния в состояние покоя. Кроме того, предусмотрен по меньшей мере один вспомогательный датчик, который контролирует тот же параметр, но обнаруживает превышение или спадание ниже заданного вспомогательного порогового значения некоторого параметра и затем генерирует вспомогательный сигнал. Вспомогательное пороговое значение выбирается при этом таким образом, что оно достигается в течение изменения значения параметра перед пороговым значением. С помощью вспомогательного сигнала процессор переключается в рабочее состояние, так что он при последующем достижении порогового значения готов реагировать на событие реального времени, то есть сигнал датчика. Эта форма выполнения обеспечивает для приложений реального времени, при которых временной интервал между следующими друг за другом событиями реального времени не известен или варьируется, что время запаздывания отклика выдерживается. И в этой форме выполнения может экономиться энергия и снижаться отдача тепла процессора.

Параметр, контролируемый вспомогательным процессором, может представлять собой расстояние, причем пороговое значение является положением, достижение которого представляет собой событие реального времени. Вспомогательное пороговое значение является тогда вспомогательным положением, которое достигается при прохождении расстояния перед упомянутым положением.

Приложение реального времени может представлять собой, например, применение с моторным приводом. При этом приводной мотор в ходе его работы вызывает изменение параметра, контролируемого датчиком и вспомогательным датчиком. Например, с помощью привода мотора проходят упомянутое расстояние. Вследствие достижения обнаруживаемого датчиком положения, процессор отключает приводной мотор. Для того чтобы отключение осуществлялось с высокой точностью, должно выдерживаться время запаздывания отклика. Это обеспечивается посредством других форм выполнения способа.

С каждым датчиком могут быть ассоциированы два вспомогательных датчика, из которых один обнаруживает превышение заданного вспомогательного порогового значения параметра перед превышением порогового значения, причем другой вспомогательный датчик обнаруживает спадание ниже другого заданного вспомогательного порогового значения параметра перед спаданием ниже порогового значения. Например, таким образом, может обнаруживаться изменение положения с двух направлений.

Формы выполнения способа могут предпочтительно применяться в роботе.

Ниже более подробно поясняются примеры выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг.1 - импульсная диаграмма для пояснения способа функционирования процессора в среде реального времени с известным временным интервалом между двумя последовательными событиями реального времени, и

Фиг.2 - среда реального времени и приводимый мотором компонент, который проходит расстояние, причем положение компонента контролируется датчиком и вспомогательным датчиком.

Фиг.1 показывает импульсную диаграмму для пояснения способа функционирования процессора в среде реального времени с известным временным интервалом ZI между двумя последовательными событиями EZE1, EZE2, EZE3 реального времени.

К моменту времени возникновения события EZE1 реального времени процессор находится в рабочем состоянии BZ и остается там для обработки события EZE1 реального времени. После обработки процессор переключается в состояние покоя RZ. Временной интервал ZI между каждыми двумя последовательными событиями EZE1, EZE2, EZE3 реального времени является известным. Определяется дифференциальный интервал DI из временного интервала ZI за вычетом защитного интервала SI. По истечении дифференциального интервала DI процессор вновь переводится в рабочее состояние BZ, чтобы быть готовым для обработки следующего события EZE2 реального времени. Эта процедура повторяется для события EZE3 реального времени и при необходимости для других событий реального времени.

Предпочтительным образом защитный интервал SI выбирается в диапазоне от 10% до 30%, в частности 20%, продолжительности известного временного интервала ZI. Например, известный временной интервал ZI может составлять пять секунд. В качестве защитного интервала SI тогда выбирается, например, одна секунда, так что процессор до истечения дифференциального интервала DI в четыре секунды может переключаться в состояние покоя RZ.

Фиг.2 показывает среду 1 реального времени и приводимый мотором компонент 2, который проходит расстояние s, причем положение компонента 2 контролируется датчиком 3 и вспомогательным датчиком 4. Приводной мотор 5 компонента 2 управляется процессором 6. В показанном на фиг.2 положении процессор 6 переключен в состояние покоя, после чего он при необходимости обрабатывал заданное событие реального времени.

Во время прохождения расстояния s приводимый мотором компонент 2 сначала достигает положения вспомогательного датчика 4, что обнаруживается им как превышение вспомогательного порогового значения HSW, после чего генерируется вспомогательный сигнал HS, посредством которого процессор 6 переключается в рабочее состояние BZ.

Приводимый мотором компонент 2 продолжает свое движение и достигает положения датчика 3, что обнаруживается им как превышение порогового значения SW, после чего генерируется сигнал, который представляет событие EZE реального времени. Процессор к этому моменту времени находится уже в рабочем состоянии BZ, тем самым он может реагировать на событие EZE реального времени. Например, процессор 6 отключает приводной мотор 5 вследствие события EZE реального времени.

Вспомогательное пороговое значение HSW выбирается таким образом, что оно при изменении параметра достигается перед пороговым значением SW.

Параметром, контролируемым датчиком 3 или вспомогательным датчиком 4, может быть расстояние s или другой параметр, например выбранный из физических, химических или электрохимических параметров (см. например, B. Rohr, H. Wiele, “Lexikon der Technik”, VEB Bibliographisches Institut Leipzig, 1982, стр. 513).

С каждым датчиком 3 могут быть ассоциированы два вспомогательных датчика 4, 4', из которых один обнаруживает превышение заданного вспомогательного порогового значения HSW параметра перед превышением порогового значения SW, а другой вспомогательный датчик 4' обнаруживает спадание ниже другого вспомогательного порогового значения HSW' параметра перед спаданием ниже порогового значения SW. Например, таким образом, может обнаруживаться приближение компонента 2 к положению датчика 3 с двух направлений.

1. Способ функционирования процессора (6) в среде (1) реального времени, причем процессор (6) после обработки события (EZE, EZE1-EZE3) реального времени переключается из рабочего состояния (BZ) в состояние покоя (RZ), причем при предстоящем наступлении последующего события (EZE, EZE1-EZE3) реального времени генерируется вспомогательный сигнал (HS), посредством которого процессор (6) перед наступлением последующего события (EZE, EZE1-EZE3) реального времени переключается в рабочее состояние (BZ), отличающийся тем, что процессор (6) обрабатывает события (EZE) реального времени в форме сигнала по меньшей мере одного датчика (3), причем сигнал генерируется датчиком (3), когда последний обнаруживает превышение или спадание ниже заданного порогового значения (SW) контролируемого датчиком параметра (s), причем после обработки события (EZE) реального времени процессор (6) переключается из рабочего состояния (BZ) в состояние покоя (RZ), причем посредством по меньшей мере одного вспомогательного датчика (4, 4′) обнаруживается превышение или спадание параметра (s) ниже заданного вспомогательного порогового значения (HSW, HSW′), и вспомогательным датчиком (4) генерируется вспомогательный сигнал (HS), причем вспомогательное пороговое значение (HSW, HSW′) достигается в течение изменения значения параметра (s) перед пороговым значением (SW).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательный сигнал (HS) генерируется таймером, причем процессор (6) по истечении дифференциального интервала (DI), который включает в себя известный временной интервал (ZI) между двумя последовательными событиями (EZE1-EZE3) реального времени за вычетом защитного интервала (SI), посредством таймера переключается в рабочее состояние (BZ).

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что защитный интервал выбирается в диапазоне от 10% до 30%, в частности 20%, продолжительности известного временного интервала (ZI) между двумя следующими друг за другом событиями (EZE1-EZE3) реального времени.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что параметр, контролируемый датчиком (3) и вспомогательным датчиком (4), представляет собой расстояние (s), причем пороговое значение (SW) является положением, достижение которого представляет собой событие (EZE) реального времени.

5. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что процессор (6) во время обработки события (EZE) реального времени отключает приводной мотор (5), причем приводной мотор (5) во время работы обуславливает изменение параметра (s).

6. Способ по любому из пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что с каждым датчиком (3) ассоциированы два вспомогательных датчика (4, 4′), из которых один обнаруживает превышение заданного вспомогательного порогового значения (HSW) параметра (s) перед превышением порогового значения (SW), причем другой вспомогательный датчик (4′) обнаруживает спадание ниже другого заданного вспомогательного порогового значения (HSW′) параметра (s) перед спаданием ниже порогового значения (SW).

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он реализуется в роботе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области средств инструктирования устройству входить в активный режим. Техническим результатом является снижение потребления энергии устройством.

Изобретение относится к схеме бытового прибора. Технический результат заключается в снижении потребления энергии в режиме ожидания бытового прибора.

Изобретение относится к портативным вычислительным устройствам и, более подробно, к стыковочным станциям портативных вычислительных устройств. Техническим результатом является повышение эффективности управления распределением питаний между портативным вычислительным устройством (PCD) и стыковочной станцией PCD.

Изобретение относится к средствам обеспечения энергосберегающего планирования потоков и динамического использования процессоров. Технический результат заключается в уменьшении потребления электроэнергии.

Изобретение относится к вычислительным устройствам, таким как мобильные телефоны и персональные цифровые помощники (PDA). Техническим результатом является уменьшение потребления энергии и увеличение срока службы батареи устройства за счет идентификации планов на основе принятого уведомления о доступности ресурса, времени активации и фактора допуска.

Изобретение относится к интегральным микросхемам и может быть использовано для динамического управления напряжением и частотой в интегральных микросхемах. .

Изобретение относится к области управления устройством отображения. .

Изобретение относится к генерированию сигнала режима ожидания для электрического управляющего устройства, прежде всего, для управляющего устройства стиральной машины.

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Группа изобретений относится к средствам дистанционного управления. Технический результат - увеличение дальности действия устройства дистанционного управления в системе при минимизации потребления мощности всей системы. Для этого изобретение описывает систему управления устройством, при этом система содержит модуль дистанционного управления для передачи сигнала в форме электромагнитного излучения и модуль повторителя, содержащий детектор для детектирования электромагнитного излучения для получения сигнала приема повторителя и первый модуль преобразования сигнала для пассивного преобразования сигнала приема повторителя в сигнал возбуждения переключения повторителя для приведения в действие первого переключателя для переключения модуля повторителя между неактивным режимом, в котором модуль повторителя полностью отключен от первого источника питания, так что модуль повторителя никакой ток не потребляет, и рабочим режимом, в котором ток потребляется модулем повторителя из первого источника питания. Модуль повторителя дополнительно содержит сигнальный модуль, питаемый первым источником питания, для формирования сигнала передачи повторителя на основании сигнала приема повторителя и интерфейс передачи повторителя для ретрансляции сигнала передачи повторителя в форме электромагнитного излучения. Система также содержит управляемое устройство, содержащее модуль интерфейса дистанционного управления для детектирования электромагнитного излучения, передаваемого интерфейсом передачи повторителя для получения сигнала приема устройства. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройству обработки данных и способу переключения рабочей нагрузки между первой и второй компоновкой схем обработки, в частности к способу повышения производительности обработки рабочей нагрузки после указанного переключения. Техническим результатом является уменьшение задержки при переключении рабочей нагрузки. В устройстве для сокращения количества выборок из памяти, требуемых целевой компоновкой схем обработки после переноса, кэш исходной компоновки схем обработки поддерживается в состоянии с включенным питанием в течение периода просмотра. В течение периода просмотра, компоновка схем просмотра кэша просматривает значения данных в исходном кэше и извлекает значения данных просмотра для целевой компоновки схем обработки. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к способам проведения анализа электропотребления в сложных вычислительных и коммуникационных системах. Техническим результатом является повышение точности оценки энергопотребления. Способ содержит этапы, на которых: а) выполняют калибровку устройства путем: конфигурации и запуска устройства; отключения от внешнего источника питания; запуска тестового приложения; сбора и передачи данных в основную систему; повторения всех предыдущих шагов для каждого тестового приложения; расчета необходимых временных данных, расчета коэффициентов модели с помощью метода наименьших квадратов; б) выполняют оценку энергопотребления путем: конфигурации и запуска устройства; запуска анализируемого приложения; сбора данных и передачи данных в основную систему; расчета необходимых временных данных; расчета израсходованного за время работы приложения заряда, как отдельно для каждого фактора, так и суммарного, а также относительного вклада пользовательских функций, используя линейную модель и коэффициенты, найденные на этапе калибровки. 8 ил.

Изобретение относится к компьютерной технике, а именно к системам формирования изображения. Техническим результатом является повышение быстродействия активации устройства формирования изображения. Предложено устройство формирования изображений. Устройство включает в себя блок переключения, сконфигурированный для переключения состояния устройства формирования изображений из первого состояния во второе состояние в случае, когда выключатель электропитания выключен, и переключения состояния в первое состояние в случае, когда выключатель электропитания включен. А также, устройство содержит блок извлечения, сконфигурированный для извлечения периода времени выключения, в течение которого выключатель электропитания был выключен, в случае, когда выключатель электропитания включен. Кроме того, устройство также включает в себя блок управления активацией, сконфигурированный для выдачи команды сброса системы и для перезапуска устройства формирования изображений в случае, когда период времени выключения не больше, чем предопределенный период времени, и для возврата устройства формирования изображений из второго состояния в первое состояние без выдачи команды сброса системы в случае, когда период времени выключения больше, чем предопределенный период времени. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройству обработки данных. Техническим результатом является повышение эффективности управления питания за счет изменения информации определения регистра в режиме энергосбережения. Устройство обработки данных включает в себя первое и второе устройства обработки информации. Первое устройство обработки информации имеет первый режим питания и второй режим питания, в котором потребление электроэнергии является меньшим, чем в первом режиме питания. Второе устройство обработки информации способно осуществлять связь с первым устройством обработки информации и внешним устройством через сеть. Информация определения принимается из первого устройства обработки информации и внешнего устройства. Если пакет принят из внешнего устройства во втором режиме питания, пакет анализируется, чтобы идентифицировать информацию определения, соответствующую пакету. Обработка выполняется согласно информации обработки, включенной в информацию определения. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области регулирования процессов для режима ожидания в компьютерной среде. Предлагается, по меньшей мере, один метод и/или одна система для присваивания классификаций управления питанием процессу, перехода компьютерной среды в режим ожидания с подключением на основании классификаций управления питанием, присвоенных процессам, и перехода компьютерной среды из режима ожидания с подключением в режим выполнения. То есть классификации управления питанием, например привилегированный, регулируемый и/или приостанавливаемый, могут быть присвоены процессам на основании различных факторов, например таких, как обеспечивает ли процесс требуемые функции, и/или обеспечивает ли процесс функции, используемые для базового режима работы компьютерной среды. Таким образом, компьютерную среду можно переводить в маломощный режим ожидания с подключением, в котором возможно продолжение выполнения требуемых функций, при снижении энергопотребления посредством приостановки и/или регулирования других функций. Так как некоторые функции еще могут выполняться, то компьютерная среда может быстро переходить в режим выполнения, чтобы быстро снабжать пользователя обновленной информацией. 2 н. и 13 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электрическим бытовым приборам. Технический результат заключается в снижении потребления энергии в режиме ожидания. Технический результат достигается за счет электрического бытового прибора, который содержит электронный блок управления, питаемый блоком питания низкого напряжения и устройство для снижения энергопотребления бытовым электрическим прибором в режиме ожидания, который содержит: двухпозиционное реле, которое переключается низковольтным сигналом включения в рабочее состояние, включая блок питания низкого напряжения, или переключается низковольтным сигналом выключения в отключенное состояние, выключая блок питания низкого напряжения; низковольтный емкостной блок питания выполнен с возможностью генерирования низковольтного сигнала включения; и устройство управления с ручным управлением, установленное между низковольтным емкостным блоком питания и двухпозиционным реле, для подачи низковольтного сигнала включения на двухпозиционное реле. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к по меньшей мере одной системе и/или одному методу присваивания классификации управления питанием, по меньшей мере одному процессу, связанному с компьютерной средой, перевода компьютерной среды в режим ожидания с подключением на основании классификаций управления питанием, присвоенных процессам, и перевода компьютерной среды из режима ожидания с подключением в режим выполнения. Способ содержит этапы, на которых: идентифицируют процесс, которому должна быть присвоена классификации управления питанием. Присваивают классификацию управления питанием, например, привилегированный, регулируемый и/или приостанавливаемый, которая может быть присвоена процессам на основании различных факторов, например, таких как: обеспечивает ли процесс требуемые функции, и/или обеспечивает ли процесс функции, используемые для базового режима работы компьютерной среды. Таким образом, компьютерную среду можно переводить в маломощный режим ожидания с подключением, в котором возможно продолжение выполнения требуемых функций, при снижении энергопотребления посредством приостановки и/или регулирования других функций. Технический результат заключается в создании способа и системы снижения энергопотребления с возможностью быстро переходить в режим выполнения, чтобы быстро снабжать пользователя обновленной информацией. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к системе с несколькими устройствами отображения, которая создана посредством объединения множества устройств отображения. Технический результат заключается в экономии электроэнергии и поддержании одинакового срока службы каждого устройства отображения. Система состоит из блока отображения и компоновки видеоокон и контроллера источника питания. Блок отображения и компоновки видеоокон компонует и отображает все видеоокна, которые должны быть отображены только на некоторых устройствах отображения. Контроллер источника питания управляет питанием устройства отображения, в котором не отображается видеоокно. 5 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области мобильных устройств связи, а именно к мобильному терминалу с функцией будильника. Техническим результатом является реализация сигнала будильника при нахождении терминала в выключенном состоянии, что позволяет продлить срок службы батареи и уменьшить потребление энергии мобильного телефона. Для этого получают установленное время для звонка будильника и оценивают, является ли временная разница между контролируемым текущим временем и установленным временем для звонка будильника меньшей, чем первая установленная временная разница. При этом, если оценено, что эта временная разница является меньшей, чем первая установленная временная разница, активизируют систему для выполнения операции загрузки. В случае когда идентификатор сигнализации, соответствующий загрузке, сформированный во время, когда система выполняет операцию загрузки, получен, определяют текущее время как время для звонка будильника и запускают будильник для выполнения операции звонка согласно определенному времени для звонка будильника. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Наверх