专利名称：用于检查操作系统的实时特性的方法
技术领域：
可编程控制器是用于对机器或设备进行控制或调整的装置。对于上述类型的控制器的核心要求是实时性。实时在此意味着系统必须在预定的时间范围内、即在真实世界中过程消耗的时间中对一个事件有反应。同时也存在所述类型的系统，其可以在现代的计算机系统上运行。这些系统在系统方面通过实时操作系统、即具有针对绝对遵守时间条件和过程特性的可预测性的附加实时功能的操作系统确保例如直至500 μ s的实时特性。例如通过具有高优先级的软件和/或硬件-中断请求(特别是所谓的系统-管理-中断请求)对实时特性的中断导致实时操作系统的“Blackout” (熄灭)。实时操作系统的时间系统然后完全停止工作。在中断的事件之后，实时操作系统的时间继续流逝，和未出现过中断一样。因此不能遵守反应时间。此外在系统方面并不识别这种超过情况。目前，系统-管理-中断请求(SMI，在计算机固件中实现的最高优先级的中断请求)对于实时操作系统来说是个大问题。这种中断在固件方面、例如在处理器中的特定温度(过热温度、阈值温度)时被触发，但也或者通过计算机功能键(如显示器切换、扩音器调节、亮度改变)被触发。通过USB接口也可以触发SMI。SMI的持续时间可以是从几毫秒到部分大于200ms。实时操作系统不能阻止这种中断，并且因此失去了其实时性。使用者仅仅可能在控制器“停机”并且导致产品故障时才注意到这种情况。
背景技术：
实时操作系统的中断导致了任一种上面说明的“Blackout”，例如SMI或过程(实时操作系统外部的)，该处理器以较高的优先级使用CPU或系统资源，目前通过实时操作系统不能识别这种中断。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种对于上述问题的解决方案和一种用于检查实时操作系统的特性的可能性。该目的通过根据权利要求1的方法来实现。该方法检查实时操作系统的实时特性，该操作系统具有负责操作系统的实时特性的第一时间系统(实时扩展SMI追踪器)，其中周期性地调用检验例程用于进行实施，并且将检验例程的实际的实施时间点和检验例程的预期的周期性实施时间点进行比较。取决于所需的实时特性，在实时操作系统中周期性地调用例程(Routine)。调用间隔至少相应于所需的实时特性。通过硬件计时器(对此例如可以应用在计算机系统中存在的时间戳计数器TSC)进行对调用间隔的检查。特别有利的设计在从属权利要求中给出。如果例程的调用间隔和目标值有偏差，则对此相应记录(例如出现偏差时实际的调用间隔和时间戳)。因此可以获得实时特性的例如基于系统管理请求中断SMI的偏差，并且同样可以进行相应的反应。可能的反应是(列举并不是决定性的) 报警信号和/或 停止控制和/或 获得SMI的中断时间点和持续时间；和 考虑系统特性。对所谓的有实时能力的系统的实时性进行的检查具有各种优点。可以和应用的实时操作系统无关地执行对系统的实时性连续检查和可能的记录。
以下为对附图的简述以下根据实施例阐述了本发明。在此示出图1是流程图， 图2是针对具有SMI的流程的实例。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的方法的流程图，该方法用于作为在实时操作系统内部的 SMI追踪器的例程来实现。首先开始调用例程。在此将时间计数器重置为TSCalt:= TSCakt。现在在此例如以IOOys的调用间隔重复调用例程。但也可能是其它值。然后计算差值TSC_DIFF: = TSCakt -TSCalt ο在可能的情况下，可将该差值转换成或者说换算成其它的单位(μ S)。一旦差值不超过事先确定的极限值、例如本实施例中的600 μ S，则不执行进一步操作。在调用间隔结束后，重新调用例程。否则也就是说如果计算值超过了极限值，则可以首先执行各种操作。例如可以将偏差存储在存储器中，并且进而进行登记(protokolliert)，在此也可以和时间戳一起储存，然后同样再次执行例程。在图2中分别示出了通过根据本发明的方法对SMI的识别。绘出的时基是示例性的。实时(RT)计时器构成了实时操作系统的时基。TSC直接由处理器构成，并且独立于可能发生的系统中断、SMI。示例性地由此出发，即应用程序-调用间隔。其出现Ims的SMI。这使得实时系统的时基提供用于SMI的持续时间。实际的应用程序调用间隔由此延长到6ms。通过监测例程“SMI追踪器”现在可以识别并且保持该特性。该追踪器在整个 100 μ S中被周期性地调用，并且通过独立的时间戳计数器TSC监测调用间隔。在上述实例中得出1100 μ S的偏差(SMI的持续时间+调用间隔)。以获得的SMI的中断为基础，可以在控制方面对此进行考虑，并且将存在中断通知给应用者或者相应地在其它方面做出反应。
权利要求
1.一种用于检验操作系统的实时特性的方法，所述操作系统具有负责用于所述操作系统的实时特性的第一时间系统，其特征在于，周期性地调用检验例程(SMI追踪器)用于进行实施，并且将所述检验例程的实际的实施时间点和所述检验例程的预期的周期性实施时间点进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用独立的第二时间系统(TSC)用于进行检验。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，计算在所述实际的实施时间点和预期的实施时间点之间的差值，并且只要确定了差值就记录所述差值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据确定的或记录的所述这个或多个差值可以得出偏差的原因。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据确定的或记录的所述这个或多个差值可以作出反应。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制器发出报警信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定差值时使所述控制器停止工作。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，求出干扰的持续时间并且执行对操作系统特性的校正。
全文摘要
本发明公开了一种用于检验操作系统的实时特性的方法，该操作系统具有负责用于操作系统的实时特性的第一时间系统(实时延伸SMI追踪器)，其中周期性地调用检验例程用于进行实施，并且将检验例程的实际的实施时间点和检验例程的预期的周期性实施时间点进行比较。
文档编号G05B19/042GK102549510SQ201080041209
公开日2012年7月4日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者延斯·克得莱斯, 马库斯·瓦尔特 申请人:西门子公司