本發(fā)明屬于工程系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)領(lǐng)域，其涉及一種實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，具體涉及一種多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)算法模擬、進(jìn)行被控對(duì)象建模以及完成控制系統(tǒng)閉環(huán)仿真的關(guān)鍵。它要求仿真任務(wù)的時(shí)間比例和真實(shí)系統(tǒng)的時(shí)間比例保持一致，因此可以實(shí)時(shí)穩(wěn)定的接收動(dòng)態(tài)輸入以及發(fā)送動(dòng)態(tài)輸出，實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)還可以接入實(shí)物系統(tǒng),從而避免了復(fù)雜系統(tǒng)建模造成的誤差，進(jìn)一步保證了仿真的實(shí)時(shí)性，因此它在控制系統(tǒng)的分析、研究和設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著控制系統(tǒng)中被控對(duì)象的日趨復(fù)雜，多任務(wù)仿真的難度也日益增加。仿真環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)越多，規(guī)模越大，所需要的仿真任務(wù)也就越多，各個(gè)仿真任務(wù)直接的異構(gòu)性差異會(huì)越來(lái)越大。主要表現(xiàn)在多任務(wù)仿真在同周期任務(wù)的基礎(chǔ)上，逐漸增加了異周期任務(wù)的要求，在多任務(wù)同源時(shí)鐘的基礎(chǔ)上，也逐漸增加了異構(gòu)時(shí)鐘的要求。而傳統(tǒng)的仿真機(jī)，對(duì)于時(shí)鐘管理的控制集中在解決同源同周期的多任務(wù)要求，無(wú)法解決對(duì)于同源異周期的多時(shí)鐘多任務(wù)仿真，以及異構(gòu)時(shí)鐘的多時(shí)鐘多任務(wù)仿真要求。

在多任務(wù)仿真中，大量的仿真任務(wù)被建立，仿真任務(wù)的接口、調(diào)度機(jī)制沒(méi)有進(jìn)行有效合適的管理，影響仿真引擎的執(zhí)行效率和仿真任務(wù)的開(kāi)發(fā)效率。在傳統(tǒng)仿真機(jī)中，系統(tǒng)調(diào)度、時(shí)鐘管理以及仿真任務(wù)的執(zhí)行往往是混在一起，這樣既不利于開(kāi)發(fā)工作清晰透明、仿真任務(wù)的移植和維護(hù)，更加無(wú)法剝離仿真任務(wù)對(duì)特定仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依賴和仿真任務(wù)對(duì)特定時(shí)鐘源的設(shè)計(jì)依賴。

隨著分布式應(yīng)用環(huán)境的愈發(fā)成熟，總線通信技術(shù)得到了更多的關(guān)注和應(yīng)用，總線可以是各個(gè)仿真任務(wù)和仿真節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換的通道。通過(guò)總線完成各個(gè)仿真任務(wù)的時(shí)鐘調(diào)度，不僅可以節(jié)約現(xiàn)有的時(shí)鐘資源，更可以利用總線數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，優(yōu)化仿真任務(wù)的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)仿真機(jī)無(wú)法在數(shù)據(jù)總線中獲取總線數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作為仿真時(shí)鐘，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的仿真機(jī)對(duì)分布式應(yīng)用的局限性大大增加。

隨著控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，仿真任務(wù)的研制，將會(huì)有快速設(shè)計(jì)、快速仿真、快速驗(yàn)證的的設(shè)計(jì)要求。這就意味著對(duì)仿真設(shè)備資源的需要有更高的利用率。傳統(tǒng)的仿真設(shè)備只能向一組仿真任務(wù)提供硬件資源和系統(tǒng)資源的支持，無(wú)法實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)用。

中國(guó)授權(quán)公告號(hào)為cn102929158b的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種多核多模型并行分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，其描述了一種提供任務(wù)調(diào)度的辦法，在多核處理器上完成多模型的仿真功能，但無(wú)法對(duì)多時(shí)鐘應(yīng)用進(jìn)行仿真。

中國(guó)授權(quán)公告號(hào)為cn103136032b的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種多核體系并行仿真系統(tǒng)，其描述了以快速的搭建出針對(duì)定硬件環(huán)境的仿真模型，從而加速了對(duì)多核體系靜態(tài)調(diào)度算法的驗(yàn)證，但并沒(méi)有對(duì)多任務(wù)應(yīng)用和多時(shí)鐘應(yīng)用提供仿真支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)解決了現(xiàn)有技術(shù)不能夠進(jìn)行多時(shí)鐘多任務(wù)的仿真的問(wèn)題，能夠按多任務(wù)應(yīng)用需求，形成同源時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和異構(gòu)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)多任務(wù)的仿真需求。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：時(shí)鐘域控制模塊，其用于獲取若干脈沖時(shí)鐘源，并向仿真控制模塊輸出若干時(shí)鐘激勵(lì)信息；仿真控制模塊，其用于通過(guò)時(shí)鐘調(diào)度機(jī)制，對(duì)所述的時(shí)鐘激勵(lì)信息進(jìn)行分配和管控，向若干仿真任務(wù)發(fā)送時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)對(duì)仿真任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；硬件接口映射模塊，其用于以仿真任務(wù)語(yǔ)言的形式描述硬件接口的操作；以及仿真任務(wù)模塊，其用于在所述的仿真控制模塊的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行一次獨(dú)立運(yùn)算，并通過(guò)所述的硬件接口映射模塊，完成一次相應(yīng)的硬件接口操作。

其中，所述的時(shí)鐘激勵(lì)信息包含：同源時(shí)鐘激勵(lì)信息和/或異構(gòu)時(shí)鐘激勵(lì)信息。

其中，所述的仿真任務(wù)包含：若干同步性任務(wù)和/或若干異步性任務(wù)。

所述的時(shí)鐘域控制模塊包含：脈沖時(shí)鐘獲取子模塊，其用于在脈沖時(shí)鐘源中進(jìn)行時(shí)鐘信號(hào)的采集，將采集到的脈沖時(shí)鐘源進(jìn)行中斷委托，發(fā)送給時(shí)鐘激勵(lì)子模塊；總線時(shí)鐘獲取子模塊，其用于在總線中進(jìn)行總線信號(hào)的采集，將采集到的總線數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，并進(jìn)行中斷委托，發(fā)送給時(shí)鐘激勵(lì)子模塊；時(shí)鐘激勵(lì)子模塊，其用于接收所述的脈沖時(shí)鐘獲取子模塊和總線時(shí)鐘獲取子模塊的中斷委托，當(dāng)接收到時(shí)脈沖時(shí)鐘信號(hào)或總線數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘激勵(lì)子模塊將產(chǎn)生時(shí)鐘激勵(lì)信號(hào)，并發(fā)送給所述的仿真控制模塊。

所述的仿真控制模塊包含：資源配置子模塊，其用于將若干仿真任務(wù)的資源配置信息，均發(fā)送給仿真任務(wù)集中間層子模塊，同時(shí)將若干仿真任務(wù)的時(shí)鐘信息均發(fā)送給時(shí)鐘調(diào)度子模塊；時(shí)鐘調(diào)度子模塊，其用于從所述的時(shí)鐘域控制模塊中獲取時(shí)鐘激勵(lì)信息；仿真任務(wù)集中間層子模塊，其用于對(duì)仿真任務(wù)的基本屬性進(jìn)行定義，并根據(jù)資源配置信息和時(shí)鐘激勵(lì)信息，實(shí)例化若干仿真任務(wù)，形成仿真任務(wù)集。

所述的仿真任務(wù)的基本屬性包含：仿真任務(wù)所運(yùn)行的處理器信息、硬件環(huán)境、監(jiān)控總線環(huán)境，以及時(shí)鐘激勵(lì)信息接口。

所述的仿真控制模塊還包含：仿真任務(wù)集調(diào)度子模塊，其用于掛起仿真任務(wù)模塊，當(dāng)時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)時(shí)，在仿真任務(wù)模塊接收到對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘激勵(lì)信息后，向仿真任務(wù)模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)的仿真任務(wù)的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

所述的仿真控制模塊還包含：數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊，其用于在監(jiān)控總線中監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息，并在所述的仿真任務(wù)集調(diào)度子模塊中通過(guò)任務(wù)間通信的隊(duì)列，完成對(duì)所需數(shù)據(jù)的提??；數(shù)據(jù)同傳子模塊，其用于將所述的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容通過(guò)監(jiān)控總線向仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)發(fā)送，同時(shí)還接收仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)的修改仿真數(shù)據(jù)指令，對(duì)對(duì)應(yīng)的仿真任務(wù)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊，其用于將所述的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容、仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)的修改仿真數(shù)據(jù)指令和數(shù)據(jù)同傳子模塊的操作內(nèi)容進(jìn)行本地存儲(chǔ)。

所述的硬件接口映射模塊規(guī)范的硬件操作包括：模擬量采集操作、模擬量輸出操作、i/o接口讀寫操作、任務(wù)間內(nèi)存交換操作、總線數(shù)據(jù)讀寫操作、反射內(nèi)存數(shù)據(jù)讀寫操作和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議讀寫操作；所述的總線數(shù)據(jù)讀寫操作包括：can總線數(shù)據(jù)讀寫操作和1553b總線數(shù)據(jù)讀寫操作。

本發(fā)明還提供了一種同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，該方法采用所述的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，其包含：

第一步：在資源配置子模塊中部署各同步性或/和異步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第二步：在仿真系統(tǒng)的初始化過(guò)程中，時(shí)鐘調(diào)度子模塊加載資源配置子模塊，獲取同步性或/和異步性任務(wù)任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第三步：在時(shí)鐘激勵(lì)子模塊中掛起時(shí)鐘激勵(lì)，等待時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)；

第四步：在進(jìn)行同步性任務(wù)時(shí)，當(dāng)時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前狀態(tài)時(shí)鐘t并進(jìn)行累加，遍歷同步性任務(wù)的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}，判斷前狀態(tài)時(shí)鐘t是否滿足t==t_i，滿足該條件時(shí)觸發(fā)對(duì)應(yīng)任務(wù)m_i的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，否則直到遍歷完成，等待下一個(gè)時(shí)鐘激勵(lì)；在進(jìn)行異步性任務(wù)時(shí)，當(dāng)異構(gòu)時(shí)鐘i的時(shí)鐘激勵(lì)i觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)i觸發(fā)，異步性任務(wù)i響應(yīng)執(zhí)行，等待其余時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)。

本發(fā)明還提供了一種同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序信號(hào)響應(yīng)方法，該方法通過(guò)根據(jù)所述的同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，觸發(fā)時(shí)鐘激勵(lì)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻ti=ti時(shí)，觸發(fā)第i個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使第i個(gè)同步性或/和異步性任務(wù)響應(yīng)執(zhí)行。

在進(jìn)行n個(gè)同步性任務(wù)時(shí)，同源時(shí)鐘的基頻為t0，當(dāng)ti=i*t0，0<i≤n，且為自然數(shù)時(shí)，在ti時(shí)刻時(shí)，對(duì)于第p個(gè)同步性任務(wù)，0<p≤n且為自然數(shù)，當(dāng)i能被整除p時(shí)，第p個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)觸發(fā)，第p個(gè)同步性任務(wù)響應(yīng)執(zhí)行；當(dāng)i不能被整除p時(shí)，第p個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)不觸發(fā)；當(dāng)i=0時(shí)，在t0時(shí)刻時(shí)，與n個(gè)同步性任務(wù)相應(yīng)的n個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)均觸發(fā)，n個(gè)同步性任務(wù)均響應(yīng)執(zhí)行。

在進(jìn)行n個(gè)異步性任務(wù)時(shí)，每個(gè)異步性任務(wù)相應(yīng)的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)的觸發(fā)時(shí)間隔開(kāi)，使各個(gè)異步性任務(wù)分別響應(yīng)執(zhí)行，各個(gè)異步性任務(wù)沒(méi)有公共同步節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能夠進(jìn)行多時(shí)鐘多任務(wù)的仿真的問(wèn)題，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明的仿真系統(tǒng)通過(guò)對(duì)采集的時(shí)鐘激勵(lì)信息進(jìn)行分配和調(diào)度，按多任務(wù)應(yīng)用需求，形成同源時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和異構(gòu)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)多任務(wù)的仿真需求；

（2）本發(fā)明通過(guò)仿真任務(wù)集中間層子模塊將各個(gè)仿真任務(wù)的差異性資源（cpu、硬件環(huán)境、監(jiān)控總線環(huán)境以及時(shí)鐘激勵(lì)信息）和仿真任務(wù)本身進(jìn)行抽離，使仿真任務(wù)的設(shè)計(jì)、維護(hù)更加靈活和獨(dú)立；

（3）本發(fā)明以總線數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為仿真時(shí)鐘的辦法，擴(kuò)展了仿真系統(tǒng)的多時(shí)鐘應(yīng)用，和分布式總線應(yīng)用場(chǎng)景；

（4）本發(fā)明能夠進(jìn)行異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度，在硬件資源不沖突的條件下，多任務(wù)并行運(yùn)行沒(méi)有關(guān)聯(lián)特性，使仿真系統(tǒng)可以對(duì)多個(gè)仿真任務(wù)展開(kāi)應(yīng)用，增加了仿真系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)用性，提高了設(shè)備的利用率；

（5）本發(fā)明為多單位編隊(duì)類型的實(shí)時(shí)仿真的應(yīng)用提供了仿真系統(tǒng)，本發(fā)明的系統(tǒng)既可以作為多單位的集合體進(jìn)行編隊(duì)類型的仿真，也可以作為單位個(gè)體參與到多單位的集合中進(jìn)行編隊(duì)類型的仿真。當(dāng)作為多單位的集合體時(shí)，各個(gè)單位作為本仿真系統(tǒng)中的同步性任務(wù)應(yīng)用，受同源時(shí)鐘控制；當(dāng)作為單位個(gè)體時(shí)，本仿真系統(tǒng)為編隊(duì)系統(tǒng)中的其中一個(gè)同步性任務(wù)應(yīng)用，受編隊(duì)系統(tǒng)中的同源時(shí)鐘控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的流程圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的流程圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：時(shí)鐘域控制模塊，其用于獲取若干脈沖時(shí)鐘源，并向仿真控制模塊輸出若干時(shí)鐘激勵(lì)信息；仿真控制模塊，其用于對(duì)時(shí)鐘激勵(lì)信息進(jìn)行分配和管控，向若干仿真任務(wù)發(fā)送時(shí)鐘激勵(lì)信息，同時(shí)對(duì)仿真任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；硬件接口映射模塊，其用于以仿真任務(wù)語(yǔ)言的形式描述硬件接口的操作；以及仿真任務(wù)模塊，其用于在仿真控制模塊的時(shí)鐘激勵(lì)信息的驅(qū)動(dòng)下，完成一次獨(dú)立運(yùn)算，并通過(guò)硬件接口映射模塊，完成一次相應(yīng)的硬件接口操作。

上述時(shí)鐘激勵(lì)信息包含：同源時(shí)鐘激勵(lì)信息和/或異構(gòu)時(shí)鐘激勵(lì)信息。仿真任務(wù)包含：若干同步性任務(wù)和/或若干異步性任務(wù)。

上述時(shí)鐘域控制模塊包含：脈沖時(shí)鐘獲取子模塊，其用于在脈沖時(shí)鐘源中進(jìn)行時(shí)鐘信號(hào)的采集，將采集到的脈沖時(shí)鐘源進(jìn)行中斷委托，發(fā)送給時(shí)鐘激勵(lì)子模塊；總線時(shí)鐘獲取子模塊，其用于在總線中進(jìn)行總線信號(hào)的采集，將采集到的總線數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，并進(jìn)行中斷委托，發(fā)送給時(shí)鐘激勵(lì)子模塊；時(shí)鐘激勵(lì)子模塊，其用于接收脈沖時(shí)鐘獲取子模塊和總線時(shí)鐘獲取子模塊的中斷委托，當(dāng)接收到時(shí)脈沖時(shí)鐘信號(hào)或總線數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘激勵(lì)子模塊將產(chǎn)生時(shí)鐘激勵(lì)信號(hào)，并發(fā)送給仿真控制模塊。

上述仿真控制模塊包含：資源配置子模塊，其用于將若干仿真任務(wù)的資源配置信息，均發(fā)送給仿真任務(wù)集中間層子模塊，同時(shí)將若干仿真任務(wù)的時(shí)鐘信息均發(fā)送給時(shí)鐘調(diào)度子模塊；時(shí)鐘調(diào)度子模塊，其用于從時(shí)鐘域控制模塊中獲取時(shí)鐘激勵(lì)信息；仿真任務(wù)集中間層子模塊，其用于對(duì)仿真任務(wù)的基本屬性進(jìn)行定義，并根據(jù)資源配置信息和時(shí)鐘激勵(lì)信息，實(shí)例化若干仿真任務(wù)，形成仿真任務(wù)集。

上述仿真任務(wù)的基本屬性包含：仿真任務(wù)所運(yùn)行的處理器信息、硬件環(huán)境、監(jiān)控總線環(huán)境，以及時(shí)鐘激勵(lì)信息接口。

上述仿真控制模塊還包含：仿真任務(wù)集調(diào)度子模塊，其用于掛起仿真任務(wù)模塊，當(dāng)時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)時(shí)，在仿真任務(wù)模塊接收到對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘激勵(lì)信息后，向仿真任務(wù)模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)的仿真任務(wù)的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

上述仿真控制模塊還包含：數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊，其用于在監(jiān)控總線中監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息，并在仿真任務(wù)集調(diào)度子模塊中通過(guò)任務(wù)間通信的隊(duì)列，完成對(duì)所需數(shù)據(jù)的提??；數(shù)據(jù)同傳子模塊，其用于將數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容通過(guò)監(jiān)控總線向仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)發(fā)送，同時(shí)還接收仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)的修改仿真數(shù)據(jù)指令，對(duì)對(duì)應(yīng)的仿真任務(wù)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊，其用于將數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容、仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控上位機(jī)的修改仿真數(shù)據(jù)指令和數(shù)據(jù)同傳子模塊的操作內(nèi)容進(jìn)行本地存儲(chǔ)。

上述硬件接口映射模塊規(guī)范的硬件操作還包括（但不限于）：模擬量采集操作、模擬量輸出操作、i/o接口讀寫操作、任務(wù)間內(nèi)存交換操作、總線數(shù)據(jù)讀寫操作、反射內(nèi)存數(shù)據(jù)讀寫操作和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議讀寫操作。上述硬件接口映射模塊規(guī)范的硬件操作還可以是其它可擴(kuò)展的自定義硬件接口操作。

上述總線數(shù)據(jù)讀寫操作包括：can總線數(shù)據(jù)讀寫操作和1553b總線數(shù)據(jù)讀寫操作。

本發(fā)明的一種同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，該方法采用多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，其包含：

第一步：在資源配置子模塊中部署各同步性或/和異步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第二步：在仿真系統(tǒng)的初始化過(guò)程中，時(shí)鐘調(diào)度子模塊加載資源配置子模塊，獲取同步性或/和異步性任務(wù)任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第三步：在時(shí)鐘激勵(lì)子模塊中掛起時(shí)鐘激勵(lì)，等待時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)；

第四步：在進(jìn)行同步性任務(wù)時(shí)，當(dāng)時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前狀態(tài)時(shí)鐘t并進(jìn)行累加，遍歷同步性任務(wù)的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}，判斷前狀態(tài)時(shí)鐘t是否滿足t==t_i，滿足該條件時(shí)觸發(fā)對(duì)應(yīng)任務(wù)m_i的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，否則直到遍歷完成，等待下一個(gè)時(shí)鐘激勵(lì)；在進(jìn)行異步性任務(wù)時(shí)，當(dāng)異構(gòu)時(shí)鐘i的時(shí)鐘激勵(lì)i觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)i觸發(fā)，異步性任務(wù)i響應(yīng)執(zhí)行，等待其余時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)。

本發(fā)明的一種同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序信號(hào)響應(yīng)方法，該方法通過(guò)根據(jù)同源異周期和/或異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，觸發(fā)時(shí)鐘激勵(lì)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻ti=ti時(shí)，觸發(fā)第i個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使第i個(gè)同步性或/和異步性任務(wù)響應(yīng)執(zhí)行。

在進(jìn)行n個(gè)同步性任務(wù)時(shí)，同源時(shí)鐘的基頻為t0，當(dāng)ti=i*t0，0<i≤n，且為自然數(shù)時(shí)，在ti時(shí)刻時(shí)，對(duì)于第p個(gè)同步性任務(wù)，0<p≤n且為自然數(shù)，當(dāng)i能被整除p時(shí)，第p個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)觸發(fā)，第p個(gè)同步性任務(wù)響應(yīng)執(zhí)行；當(dāng)i不能被整除p時(shí)，第p個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)不觸發(fā)；當(dāng)i=0時(shí)，在t0時(shí)刻時(shí)，與n個(gè)同步性任務(wù)相應(yīng)的n個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)均觸發(fā)，n個(gè)同步性任務(wù)均響應(yīng)執(zhí)行。

在進(jìn)行n個(gè)異步性任務(wù)時(shí)，每個(gè)異步性任務(wù)相應(yīng)的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)的觸發(fā)時(shí)間隔開(kāi)，使各個(gè)異步性任務(wù)分別響應(yīng)執(zhí)行，各個(gè)異步性任務(wù)沒(méi)有公共同步節(jié)點(diǎn)。

實(shí)施例1

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例1的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包含：仿真控制模塊1、時(shí)鐘域控制模塊2、仿真任務(wù)模塊3和硬件接口映射模塊4。

其中，仿真控制模塊1包含：資源配置子模塊101、仿真任務(wù)集調(diào)度子模塊102、仿真任務(wù)集中間層子模塊103、時(shí)鐘調(diào)度子模塊104、數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)子模塊105、數(shù)據(jù)同傳子模塊106和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊106。

其中，時(shí)鐘域控制模塊2包含：脈沖時(shí)鐘獲取子模塊202、總線時(shí)鐘獲取子模塊203和時(shí)鐘激勵(lì)子模塊201。

一種同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例1的同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的流程圖，進(jìn)行同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)時(shí)，方法具體如下：

第一步s1：在資源配置子模塊101中部署各同步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第二步s2：時(shí)鐘調(diào)度子模塊104在仿真系統(tǒng)的初始化過(guò)程中，進(jìn)行資源配置子模塊101的加載，獲取同步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第三步s3：在時(shí)鐘激勵(lì)子模塊中掛起時(shí)鐘激勵(lì)，等待時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)；

第四步s4：當(dāng)時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前狀態(tài)時(shí)鐘t進(jìn)行累加，遍歷同步性任務(wù)的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}，判斷前狀態(tài)時(shí)鐘t是否滿足t==t_i，滿足該條件時(shí)觸發(fā)對(duì)應(yīng)任務(wù)m_i的時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，否則直到遍歷完成，等待下一個(gè)時(shí)鐘激勵(lì)。

一種同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序信號(hào)響應(yīng)方法，如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例1的同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序圖，本實(shí)施例中的仿真系統(tǒng)的仿真任務(wù)中含有：三個(gè)同步性任務(wù)，分別為同步性任務(wù)1a（第1個(gè)同步性任務(wù)）、同步性任務(wù)2a（第2個(gè)同步性任務(wù)）和同步性任務(wù)3a（第3個(gè)同步性任務(wù)）。同步性任務(wù)1a的仿真周期（即時(shí)鐘信息周期）是t1，同步性任務(wù)2a的仿真周期（即時(shí)鐘信息周期）是t2，同步性任務(wù)3a的仿真周期（即時(shí)鐘信息周期）是t3。本系統(tǒng)的同源時(shí)鐘的基頻是t0。其中，t1=t0，t2=2t0，t3=3t0。同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度啟動(dòng)后，不同周期的任務(wù)響應(yīng)情況具體如下：

（1）當(dāng)t0（t0=0）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b（第1個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)）觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b（第2個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)）觸發(fā)，同步性任務(wù)2a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b（第3個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)）觸發(fā)，同步性任務(wù)3a響應(yīng)執(zhí)行；

（2）當(dāng)t1（t1=t1）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b不觸發(fā)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b不觸發(fā)；

（3）當(dāng)t2（t2=t2）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b觸發(fā)，同步性任務(wù)2a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b不觸發(fā)；

（4）當(dāng)t3（t3=t3）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b不觸發(fā)；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b觸發(fā)，同步性任務(wù)3a響應(yīng)執(zhí)行；

（5）當(dāng)t4（t4=4t0）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b觸發(fā)，同步性任務(wù)2a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b不觸發(fā)；

（6）當(dāng)t5（t5=5t0）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b不觸發(fā)；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b不觸發(fā)；

（7）當(dāng)t6（t6=6t0）觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b觸發(fā)，同步性任務(wù)1響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b觸發(fā)，同步性任務(wù)2a響應(yīng)執(zhí)行；時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)3b觸發(fā)，同步性任務(wù)3a響應(yīng)執(zhí)行。

在上述同源異周期多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度中t0和t6是該仿真任務(wù)集的同步點(diǎn)。

實(shí)施例2

一種異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的方法，如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例2的異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的流程圖，進(jìn)行異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)時(shí)，方法具體如下：

第一步s1’：在資源配置子模塊101中部署有各異步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}；

第二步s2’：時(shí)鐘調(diào)度子模塊104在仿真系統(tǒng)的初始化過(guò)程中，進(jìn)行資源配置子模塊101的加載，獲取異步性任務(wù){(diào)m_1,m_2,...mi,…,m_n}的時(shí)鐘信息周期{t_1,t_2,...ti,…,t_n}

第三步s3’：在時(shí)鐘激勵(lì)子模塊中掛起每一個(gè)異構(gòu)時(shí)鐘激勵(lì)，等待時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)；

第四步s4’：當(dāng)異構(gòu)時(shí)鐘i的時(shí)鐘激勵(lì)i觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)i觸發(fā)，異步性任務(wù)i響應(yīng)執(zhí)行，等待其余時(shí)鐘激勵(lì)觸發(fā)。

一種異構(gòu)多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序信號(hào)響應(yīng)方法，如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例2的異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度的時(shí)序圖，本實(shí)施例中的仿真系統(tǒng)的仿真任務(wù)中還含有：兩個(gè)異步性任務(wù)，分別為異步性任務(wù)1a’（第1個(gè)異步性任務(wù)）和異步性任務(wù)2a’（第2個(gè)異步性任務(wù)）。異步性任務(wù)1a’的仿真周期（即時(shí)鐘信息周期）是t1，異步性任務(wù)2a’的仿真周期（即時(shí)鐘信息周期）是t2。異構(gòu)時(shí)鐘多任務(wù)時(shí)鐘調(diào)度啟動(dòng)后，不同周期的任務(wù)響應(yīng)情況具體如下：

（1）當(dāng)t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6觸發(fā)時(shí)，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)1b’（第1個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)）觸發(fā)，異步性任務(wù)1a’響應(yīng)執(zhí)行；

（2）當(dāng)t10、t11、t12、t13、觸發(fā)時(shí)，t10較t0慢半個(gè)周期，t11較t2慢半個(gè)周期，t12較t4慢半個(gè)周期，t13較t6慢半個(gè)周期，時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)2b’（第2個(gè)時(shí)鐘調(diào)度驅(qū)動(dòng)信號(hào)）觸發(fā)，異步性任務(wù)2a’響應(yīng)執(zhí)行；

上述異步性任務(wù)1和異步性任務(wù)2沒(méi)有公共同步節(jié)點(diǎn)。

綜上所述，本發(fā)明的多時(shí)鐘多任務(wù)并行實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)能夠按多任務(wù)應(yīng)用需求，形成同源時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和異構(gòu)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，從而滿足多時(shí)鐘多任務(wù)的并行仿真要求。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。