在多部件物理仿真中在现场制定校准模型的制作方法

1.本发明涉及系统仿真，更具体地，涉及对物理部件的特性进行建模。


背景技术：

2.系统的仿真可包括对多个系统部件单独进行仿真的环境，例如，使用物理计算方法进行仿真，其中，运行每个仿真的部件。例如，仿真可涉及使用物理计算模型对系统的热行为进行建模，物理计算模型模拟每个单独系统部件的热行为。由于每个部件可以以复杂的方式与一个或多个其它部件相互作用，因此系统的仿真可能非常耗费资源和时间。因此，在工业中需要一种有效地对部件进行建模以进行系统仿真的方法。


技术实现要素：

3.本发明的实施例提供在多部件物理仿真中在现场制定校准模型。简而言之，本发明旨在从选定部件的物理计算模型创建校准模型。接收对选定部件的虚拟实验的设置，并定义输入参数。选择将要由校准模型建模的输出参数。在变化的输入参数的预定值范围内，对所定义的输入参数进行虚拟实验。来自虚拟实验的结果数据被记录并用于产生校准模型。
4.通过检查以下附图和详细描述，本发明的其它系统、方法和特征对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的或者变得显而易见。旨在使得包括在本说明书中的所有这种附加系统、方法和特征在本发明的范围内并由所附的权利要求保护。
附图说明
5.包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图中的部件不一定按比例，而是作为强调以清楚地说明本发明的原理。附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
6.图1a是描绘使用多个仿真系统部件对系统进行仿真的示意图。
7.图1b是描绘使用相应的校准模型代替两个仿真系统部件来对图1a的系统进行仿真的示意图。
8.图2是用于创建部件的现场校准模型的方法的示例性实施例的流程图。
9.图3是执行虚拟实验的图2方框的示例的示意图。
10.图4是将从虚拟实验记录的结果编译到校准模型中的图2方框的示例的示意图。
11.图5是示出当物理计算仿真查询图4的校准模型时由校准模型产生的建模响应的示意图。
12.图6是示出虚拟实验中的原始数据集的结构和构造的示意图。
13.图7是描绘打孔板的虚拟实验设置的示例的示意图。
14.图8a是示出小型散热器的虚拟实验设置的示例的示图。
15.图8b是示出图8a的侧视图的示图。
16.图9是示出用于执行本发明的功能的系统的示例的示意图。
具体实施方式
17.以下定义对于解释应用于本文公开的实施例的特征的术语有用，且仅意味着定义本公开中的元素。
18.如本公开中所使用的，短语“校准模型”可以指的是在真实世界物理部件的环境的虚拟仿真中表示真实世界物理部件的行为的虚拟对象。校准模型具有多维接口边界，以接收一个或多个输入值并基于建模行为产生一个或多个输出值。产生一个或多个输出值，而不必在环境仿真期间实时执行严格的迭代计算。
19.如本公开中所使用的，系统部件的“物理计算模型”是基于计算机的仿真，其基于导出的数学表达式，根据部件的底层物理属性对系统部件的行为进行建模。物理计算模型接收定义部件的结构特征(尺寸、材料等)的参数，且当被执行时，物理计算模型根据模型在经受各种操作和/或环境条件时如何响应，使用计算来产生输出。
20.如本公开中所使用的，“虚拟实验”通常指的是使用系统部件的物理计算模型来执行测试设置。在虚拟实验期间，可使用不同输入值运行和重新运行测试，以记录指定输出的相应输出响应。对应于不同输入的测试的每次运行在本文中被称为“阶段”。
21.如本公开中所使用的，“响应表面”指的是n维连续表面，其给具有边界范围的n维输入的连续变化提供连续输出值。响应表面由一系列离散的n维输入参数和相应的输出参数构成。
22.如本公开中所使用的，“功能实体模型单元(fmu)”指的是用于系统级仿真的方法。系统中的每个功能块试图单独地表示系统部件的操作。这种简化的功能表示接受某些输入，对这些输入进行评估，以提供一些输出。fmu的输出作为输入馈送到另一fmu，或者作为系统的一个期望输出。应注意，在功能块之间没有物理计算，且每个系统部件的功能建模是单独建模，fmu方法不能有效地获取系统部件相互作用的复杂非线性效应。总之，fmu仿真主要由与其它模型相互作用的简化模型组成。
23.如本公开中所使用的，“降阶模型”(rom)是复杂系统的简化表示。这种简化模型可用于fmu，以辅助系统级仿真。
24.如本公开中所使用的，“实验设计(doe)”指的是在特定范围内对输入参数的有效组合进行受控实验(模拟或真实)的技术。观察每个实验变量的结果，最终有助于分析每个参数对系统的影响。
25.现在，将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在附图和说明书中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。
26.如图1a所示，系统100的仿真可涉及使用物理计算方法对多个系统部件单独进行仿真的环境，其中，在仿真期间执行每个建模部件121-125的仿真。例如，仿真可涉及通过使用模拟五个系统部件121-125中的每一个的热行为的物理计算模型来对系统100的热行为进行建模。在此，仿真接收输入110并产生输出150。由于每个部件121-125可以以复杂的方式与一个或多个其它部件相互作用，所以系统100的仿真可能非常耗费资源和时间。
27.如图1b所示，不是对每个部件121-125执行物理计算模型，而是使用校准模型代替一个或多个部件的物理计算模型。例如，第二物理计算模型122由第一校准模型132代替，第
四物理计算模型124由第二校准模型134代替。图1b的校准模型132、134作为图1a的相应串联物理计算模型122、124的黑盒替代物来运行，在执行系统仿真100时接受相同的输入并提供相同的输出。每个校准模型132、134相比相应物理计算模型122、124耗费较少的资源，例如，至少小一个数量级。
28.通常，两种类型的用户与校准模型132、134相互作用。如本公开中所使用的，“开发者”是给校准模型132、134开发知识库的用户，该知识库由用于相应部件的校准模型132、134所包含的实验结果的库组成。“消费者”是消费校准模型132、134以代替物理计算来使用的用户。应注意，在某些情况下，本文可使用“用户”来表示“消费者”或“开发者”，都合适。
29.如本公开中所使用的,“建模的输出”指的是部件的识别参数，部件对指定输入参数的响应在基于部件的物理计算模型的虚拟实验期间在部件表面上的多个位置处预先跟踪和记录。在虚拟实验期间，部件的物理计算模型接收输入，并产生和跟踪所识别的参数的输出值。部件的校准模型在随后的系统测试中代替模型的相应物理计算模型，并响应于所接收的输入产生建模的输出。
30.本发明的实施例涉及一种方法，用于针对由于其物理特性而不具有现存的模型的部件在现场制定在仿真环境中使用的校准模型。在该方法的示例性实施例中，提供由开发者手动创建的、部件的仿真实验设置来作为输入，以确定仿真的参数。然后消费者选择一系列期望的输入和输出参数来针对每个输入进行测量。该实施例产生可集成到物理仿真中的校准模型。
31.相比之下，虽然fmu可用于系统级仿真，但是不存在物理计算，只有模型与其它模型相互作用。例如，考虑发电厂的fmu表示。发电厂中的许多部件需要温度调节，以不超过某一温度。考虑一个这样的部件的fmu表示，基于fmu模型估计其温度将达到100c。这是fmu的输出之一，该输出馈送到发电厂中的冷却系统的fmu表示。冷却fmu在接收到该输入时，将估计某个所需的冷却剂流速，进而调节冷却剂控制阀，以实现这一冷却剂流速。用于表示这些功能块的操作的fmu模型是降阶模型，且不与物理仿真集成。然而，如果需要添加新部件(分流阀)，则会中断/改变冷却剂流动，且需要知道这个新部件的最佳放置位置，就需要进行物理计算。fmu模型无法考虑这种变化。与fmu不同，本文实施例描述的校准模型可与物理仿真集成。实施例提供一种方法，该方法通过提供有效地对部件进行建模的过程方法来浓缩/获取开发者在某类部件上的专业知识。通过创建可存档于库中的虚拟实验设置来实现这一点。例如，开发者可设计虚拟实验来提取部件(例如，散热器)的有效热导率。使用仿真部件执行虚拟实验所产生的结果包含于校准模型响应表面中，该校准模型响应表面在一系列各种操作、环境、几何条件下对建模部件的行为进行建模。
32.在实施例中，开发者给新类型的部件生成知识库(例如，新类型的次要电子冷却部件，不是散热器、风扇、板、管道等)。对于开发者来说，实施例提供测试场地(虚拟实验(ve))，观察部件对以受控方式变化的输入参数(在下文定义)的响应。虚拟实验允许消费者集成由部件制造商提供的数据(由制造商运行的有限实验)以及物理计算。虚拟实验可链接到外部参数，例如，外部fmu型系统或者一些参数的一些外部功能依赖性。
33.开发者可给一类部件(例如，部件类型：散热器)开发这种测试场地的库，并将实验设置存档。存档的实验设置可用作未来ve的模板，其中定义要使用的重要参数，例如，要测量哪些量。对于部件及其输入参数范围的传统或典型变化，开发者还可将校准模型库存档。
对于定制或非标准部件，用户继续获取一类部件(散热器)的校准模型，并添加到校准模型的档案中。因此，用户将由开发者或消费者创建的实验设置存档，以供重复使用，且还将校准模型存档。
34.在需要非常专业的部件且可能没有给这样的物品生成校准模型的情况下，消费者可求助于使用在现场存档的虚拟实验设置，运行输入参数变化的子集，并产生有限范围的校准模型，然后集成到系统物理仿真中。
35.虚拟实验的目的是获取组件单独地对以受控方式变化的输入参数的响应。虽然部件可表现出多种类型的响应，但是通常虚拟实验旨在获取与该部件对正在建模的解的影响相关的响应。例如，虽然打孔板可随着温度升高而被加热，但是虚拟实验可能仅获取板对于压降的响应。
36.图2是用于创建部件的现场校准模型的方法的示例性实施例的流程图200。应注意，流程图中的任何过程描述或框应当理解成表示模块、段、代码部分或步骤，包括用于在过程中实现特定逻辑功能的一个或多个指令，且替代实现方式包括在本发明的范围内，其中，如本发明领域的合理技术人员所理解的那样，根据所涉及的功能，功能可以不以所示出或所讨论的顺序执行，包括基本上同时执行或以相反的顺序执行。
37.如框210所示，消费者接收针对选定部件的虚拟实验设置，例如，由开发者创建的针对部件的虚拟实验设置。如框220所示，消费者给虚拟实验定义一组输入参数。输入参数的示例包括操作参数、环境参数和几何参数，以及其它参数。在风扇部件的ve的情况下，示例性操作参数可包括风扇的每分钟转数(rpm)和相对于风扇输入的风扇出风口开度角。示例性几何参数可包括风扇叶片超前角、风扇叶片的数量和轮毂半径等。示例性环境参数包括环境空气流量、环境温度和压力等。在接收到部件和虚拟实验的选择时，进行虚拟实验的系统可推导出输入的某些方面和/或其范围，例如，几何参数和封闭接口边界。然后用户可通过设置参数的变化范围来决定包括这些参数，或者忽略这些参数。
38.如框230所示，可选择一个或多个输入参数在一定值范围内进行测试。例如，虚拟实验可设置为在风扇rpm值的范围内重复。如框240所示，识别一个或多个输出变量。在ve期间记录输出变量的值。例如，对于对打孔板进行建模的ve，所识别的建模的输出变量可以是板厚度方向上的压降。在散热器的情况下，建模的输出变量可以是散热器的有效热导率。如框250所示，识别选定部件的接口边界。接口边界可以是物理仿真中的部件覆盖区，或者如果需要，可由用户指定。输出变量值记录在部件接口边界上的多个点上。通常，部件的cad几何形状在导入到仿真环境中时被自动检测。
39.如框260所示，进行虚拟实验。可重复ve来记录使用可变范围识别的输入参数的输出。参照图3，ve的执行在下文进一步详细描述。如框270所示，ve的结果编译到校准模型中，例如，通过将原始数据与一种或多种插值技术(例如，使用多项式、ai、回归等)组合，将接口边界(响应表面)的离散表示转换成连续表示来编译，并提供建模函数m＝[m1，m2，
…
]，如下文参考图4进一步详细描述的。
[0040]
虽然一般来说，本领域技术人员已知ve的执行，但是在此提供经由doe引擎执行的具体示例，doe引擎采用迭代和离散化数值方案来对仿真进行求解，如图3针对打孔板的具体示例所示。替代实施例可以以其它方式执行ve，例如，使用基于ai的方法和/或迭代、离散化数值方案来对物理方程进行求解，这与使用无网格方法或熟悉物理学的神经网络来对物
理特性进行求解相反。使用doe方法运行一系列虚拟实验，对每个变化的输入参数执行物理计算仿真。如上所述，开发者给选定部件的实验提供模板310，在此选定部件是打孔板。通过设置实验的输入参数320，模板310可适合特定的虚拟实验315。在此，每个仿真变量由“i”索引并由输入参数集[ei，oi，gi，di]表征，其中，ei、oi、gi、di和ri分别指示环境参数、操作参数、几何参数和外部依赖性参数的第i个变形。这些参数中的每一个又是输入的集合/阵列，例如，环境参数ei表示阵列ei＝[e1i，e2i……
]，对于参数oi、gi和di，也是如此表示。
[0041]
在定义ve的范围之后，doe引擎(程序)325启动多个物理计算仿真，同时记录每个仿真变量的特定输入参数。仿真可以以分布式或串行方式执行，或者基于本领域技术人员熟悉的计算机资源获取算法来执行。在进入计算阶段之前，对于每个仿真变量，发生以下情况。doe程序更新环境参数、操作参数、外部参数和几何参数，以反映输入参数的具体变化。doe程序使cad几何形状离散化，以产生计算点的适当分布，例如，如第16/874,977号美国专利申请中所描述的，该美国专利申请通过引用整体并入本文中。例如，计算点的分布通常遵循行业标准预加载启发法。在此，表示选定部件的接口边界已离散化，例如，作为分段的表面网格。doe给每次迭代执行物理计算(对应于排列列表330)。在此，doe程序在沿着现在离散的接口边界的每个计算点(k)处监控和记录输出变量r'i(k)，例如，压力：p(k)和/或温度t(k)。
[0042]
在一些情况下，基于部件在建模，ve的输出可以在一些拓扑实体(s)上在统计上减少，以产生新的输出集ri(s)。例如，表面(s)上的平均压力＝p
avg
(s)。特定输入参数和作为结果的输出参数记录在存储器中，作为原始数据阵列390中的集合。原始数据390中的每个元素对应于仿真运行的特定变量和相应记录的输出[ei，oi，gi，di：ri]，其中，ei、oi、gi、di和ri分别是环境参数、操作参数、几何参数、外部参数和结果/输出参数的第i个变形。原始数据元素的集合是doe的输出。
[0043]
虽然对于上述示例，doe是用于接收ve模板并产生输出参数的工具，但是可使用其它技术来遍历输入参数的各种排列并获得作为结果的输出参数，即获得原始数据。例如，基于人工智能(ai)的技术(熟悉物理学的神经网络)计算和/或预测部件对各种输入参数的响应。例如，虽然doe可以对每个单一的输入组合运行物理计算仿真，并记录所获得的输出变量，但是ai方法可以对输入参数组合的子集运行物理计算，然后对剩余的或密切相关的组合预测ri。
[0044]
图4是示出从ve得到的原始数据转换成校准模型的示意图。通常，对于给定的部件类别，存在特定的建模函数或方法。这由部件的功能及其影响ve的仿真的方式确定。在此，建模函数被称为m。函数m取决于离散化空间中的空间坐标(x，y，z)或(k)、输入参数集[e，g，o，d]和输出参数[r]。
[0045]
一旦对用户指定的输入参数范围产生所有的原始数据集390(图3)，则执行以下步骤。在某些情况下，某些变化的输入参数的仿真可能没有收敛或产生不准确的结果。这可例如从仿真的收敛图确定，如第us 10,303,825 b2号美国专利中所描述的(通过引用整体并入本文中)。这样的错误结果要丢弃，且不包含在随后描述的步骤中。应注意，检测这种错误的仿真运行对于识别虚拟实验设置的任何缺点可能有用，因此可以是对用户(或一些自动启发式算法)有用的反馈，以改进仿真。
[0046]
过滤后的原始数据集ri(s)390用于通过多种技术重建响应表面420，这些技术例
如多项式曲线拟合、回归分析、ai技术或这些技术和其它现有技术的组合。这些技术将离散的数据点集合(ei，oi，gi，di：ri)转换成连续形式(e，o，g，d：r)。以连续方式表示数据可能有利，原因是对于不属于运行生成原始数据(ei，oi，gi，di)所使用的输入集的任何输入(ej，oj，gj，dj)，可获得预测结果rj。因此，连续表示，即响应表面420(图4)，优选用于建模。建模函数m(e，o，g，d，r(k))基于部件类型和功能。连续表示用于产生部件的建模响应。
[0047]
图5示出了当物理计算仿真510查询校准模型以产生响应430时，由校准模型410产生的建模响应430。物理计算仿真510提供输入参数集[ej，oj，gj，dj]，响应表面420用于预测可从这样的输入集产生的适当的输出参数[rj]，且校准模型410向仿真提供建模响应m
j 430。示例性实施例可产生工作流程，该工作流程将实验设置库、给各种类别的部件类型(板、风扇、散热器、热管等)设计的建模函数以及另一库存档，以允许将一个部件类别的一个或多个校准模型存档。
[0048]
图6示出了虚拟实验315中的原始数据集390的结构和构造。出于示例性目的，图6示出了具有输入参数集[ei，gi，oi，di]的仿真变量(i)。按照前面描述的示例，ei、gi、oi、di中的每一个又是参数阵列，例如：ei＝[e1i，e2i，
…
，eni]。环境参数阵列ei的示例可以是环境压力pi、环境温度ti、环境空气流速vi；因此，ei＝[pi，ti，vi]。已识别部件边界(“离散接口边界”)。例如，在涉及cad几何形状的应用中，覆盖区/接口边界可自动检测或者由用户指定。当仿真离散化时，接口边界同样离散化成k个计算点的集合。
[0049]
在虚拟实验315(图3)中，(例如，经由熟悉物理学的神经网络)计算/预测物理特性，且在沿着离散化接口边界420的计算点处产生输出参数。产生输出参数：[r'i(k)]，其中，单引号“'”指示每个计算点存在的数据。
[0050]
和输入参数一样，输出参数集是阵列。例如，[r'i(k)]可以是接口边界处每个k计算网格点处的温度、压力或组分分数的集合。因此，[r'i(k)]＝[t'i(k)，p'i(k)，phi'i(k)]。输出参数[r'i(k)]沿着某个拓扑实体s在统计上减少，以产生[ri(s)]。例如，参数压力和/或温度可以是沿着平坦表面平均的表面(s1，s2，
…sx
)，以产生[[ri(s1)]，[ri(s2)]，....，[ri(s
x
)]＝[[ti(s1)，pi(s1)]，[ti(s2)，pi(s2)]，....，[ti(s
x
)，pi(s
x
)]。
[0051]
对于另一示例，当压力仅仅是表面平均的：pi(s
x
)＝average(p'i(s
x
))时，使用均方根算子(ti(s
x
)＝rms(t’i
(k)，用于s
x
相关的所有k)可以在统计上降低温度。然而，在一些模型中，不需要执行这样的操作。这组输入参数[ei，gi，oi，di]和输出参数[ri]存储在表示原始数据390的阵列中。
[0052]
关于上述实施例的输入和输出，开发者决定相关输入参数及其范围和分辨率。例如，对于风扇，rpm的工作范围可以从100至2000rpm变化，变化的步长为10rpm。部件的参数范围通常根据预计部件工作所处的预期条件来设置。开发者选择如何对部件的效果进行建模，例如，散热片可建模成有效传导率，但是替代地，还可建模成有效传热系数。根据建模选择，沿着接口边界测量适当的变量。开发者设计虚拟实验设置，以获得校准模型，该校准模型可集成到涉及处于各种环境、操作和几何条件下的部件的物理计算中。输入集用于给一类部件准备虚拟实验设置。例如，上述输入可等同于通常对散热片进行建模的实验设置。
[0053]
在一些实施例中，上述输入可通过给每一类部件提供一组预定虚拟实验的软件提供商在某种程度上自动化。在电子冷却工作流程的情况下：例如，程序可配置成允许消费者给每一类部件选择预定的虚拟实验。
[0054]
例如，开发者可选择“散热器的校准实验”并给散热器类部件选择虚拟设置，然后提供散热片的cad几何形状以及参数范围内的保真度。然后可确定散热片的覆盖区。测量的输出参数以及环境变量和操作变量已对在覆盖区边界的测量进行预先设置。可基于cad几何形状来确定几何变量。在此，消费者可确定操作范围和哪些几何参数是相关的。虽然上文描述的示例仅针对电子冷却工作流程，但是实施例不限于此，且虚拟实验可预加载以用于其它类型的工作流程。
[0055]
给定上述输入，可以在接口边界处自动测量输出变量，且可测量和/或预测针对输入参数组合的输出变量。例如，可采用doe技术，doe技术涉及对每个输入参数组合运行物理计算仿真。替代地，ai技术可通过观察测量的对输入参数子集的响应来预测针对输入参数的特定组合的输出变量。相关性、曲线拟合、响应表面和其它技术获取上述信息，作为校准模型。输入集(实验设置)可被存档，以供将来修改。
[0056]
所得到的校准模型是部件对变化的输入参数的响应的函数表示。由此获得的校准模型集成到实时物理计算仿真中。校准模型经由接口边界与物理计算相互作用。校准模型包括实验设置(输入集)的存储表示。校准模型可存储成例如数字阵列。数字阵列存储响应表面，其中，构成响应表面的每个点表示某个输入参数和相应测量的输出变量。除了存储响应表面的离散表示之外，校准模型还包含将响应表面转换成连续表示的方法以及产生建模函数m的方法。
[0057]
校准模型的功能表示独立于虚拟实验、建模或部件的细节。例如，具有对中间点进行插值的表格数据的校准模型可存储成数字阵列，例如：
[0058]
[
[0059]
1：v＝1，d＝0.5，t＝0.01，δp1
[0060]
2：v＝1，d＝0.8，t＝0.01，δp2
[0061]
3：v＝2，d＝0.5，t＝0.01，δp3
[0062]
…
[0063]
]
[0064]
因此，上述阵列中的每个元素表示对一组特定输入和测量输出运行的虚拟实验。该集合是响应表面的离散表示。对于特定仿真，当在某个接口位置时，特定的输入参数介于存储在阵列中的点之间，例如，v＝1.5，d＝0.65，t＝0.01，则最接近输入参数的数据点可被插值，用于δp。因此，离散表示与插值函数一起提供响应表面的连续表示。应注意，本示例仅仅描述了存储这些相关性的许多方式之一。
[0065]
替代地，校准模型可经由多项式曲线表示相关性。例如，测量数据可通过多项式进行曲线拟合，且校准模型存储多项式系数(a0，a1，a2，
…
)
[0066]
δp＝a0+a
1v2
+a2d2+a3t2+a4vd+a5vt+...(等式1)
[0067]
可以给开发者和消费者多种选择来表示和存储校准模型的连续表示。
[0068]
图7描绘以下示例700，其描述了打孔板的虚拟实验设置710。在此，打孔板几何参数(d，l，t)的完整cad表示放在受环境参数(v)影响的风洞中，并沿着由虚线表示的平面测量表面平均压力。运行多个仿真，每个仿真具有(v，t，d，l)的唯一组合。对于每个仿真，根据这些输入参数测量板上的压降。这在响应表面720上产生输入变量和测量变量之间的相关性。
[0069]
图8a和图8b描绘以下示例，其描述了散热器800的虚拟实验设置。与打孔板类似，在此，虚拟实验将挤压矩形片式散热器的完整cad几何形状表示放在风洞中。散热器基础热源、环境空气温度和入口速度表示为输入参数。
[0070]
与之前对打孔板进行的实验一样，在此，虚拟实验测量沿着接口边界(虚线)的压力(p)、温度(t)、热通量(h)。虚拟实验包括散热器几何形状和周围体积的一些部分，以隔离局部效应。各种几何参数(为了简单起见，仅示出其中的一些几何参数)包括散热片密度、散热片面积、形状、散热片区域。操作参数是散热片材料的热导率、散热器热源输入。环境参数是环境温度、速度、速度与散热片的相对角度。测量的参数是接口边界(虚线)处的热通量、温度、压力。
[0071]
用于执行上文详细描述的功能的系统可以是计算机，其示例在图9的示意图中示出。系统900包含处理器902、存储设备904、存储有定义上述功能的软件908的存储器906、输入和输出(i/o)设备910(或外围设备)、以及允许在系统900内通信的本地总线或本地接口912。本地接口912可以是例如但不限于：本领域已知的一个或多个总线或其它有线或无线连接。本地接口912可具有额外的元件(为了简单起见而予以省略)，例如控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器，以实现通信。此外，本地接口912可包括地址、控制和/或数据连接，以实现前述部件之间的适当通信。
[0072]
处理器902是用于执行软件，具体是存储在存储器906中的软件的硬件设备。处理器902可以是任何定制或商用的单核或多核处理器、中央处理单元(cpu)、与本系统900相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、或者通常用于执行软件指令的任何设备。
[0073]
存储器906可包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(ram，例如dram、sram、sdram等))和非易失性存储器元件(例如，rom、硬盘驱动器、磁带、cdrom等)中的任何一个或组合。此外，存储器906可结合电子、磁性、光学和/或其它类型的存储介质。应注意，存储器906可具有分布式架构，其中，各种部件彼此远离地布置，但是可由处理器902访问。
[0074]
根据本发明，软件908定义由系统900执行的功能。存储器906中的软件908可包括一个或多个单独的程序，如下文所述，每个程序包含用于实现系统900的逻辑功能的可执行指令的有序列表。存储器906可包含操作系统(o/s)920。操作系统本质上控制系统900内的程序的执行，并提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。
[0075]
i/o设备910可包括输入设备，例如但不限于键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等。此外，i/o设备910还可包括输出设备，例如但不限于打印机、显示器等。最后，i/o设备910可进一步包括经由输入和输出进行通信的设备，例如但不限于：调制器/解调器(调制解调器；用于访问另一设备、系统或网络)、射频(rf)或其它收发器、电话接口、网桥、路由器或其它设备。
[0076]
当系统900在操作时，处理器902配置成执行存储在存储器906内的软件908，将数据传输到存储器906和从存储器906传输数据，以及根据软件908总体控制系统900的操作，如上所述。
[0077]
当系统900的功能在操作时，处理器902配置成执行存储在存储器906内的软件908，将数据传输到存储器906和从存储器906传输数据，以及根据软件908总体控制系统900的操作。操作系统920由处理器902读取，可能缓冲在处理器902内，然后执行。
[0078]
当系统900在软件908中实现时，应注意，用于实现系统900的指令可存储在任何计算机可读介质上，以由任何计算机相关设备、系统或方法使用或者与任何计算机相关设备、系统或方法结合使用。在一些实施例中，这种计算机可读介质可对应于存储器906或存储设备904之一或这两者。在本文档的上下文中，计算机可读介质是电子、磁性、光学或其它物理设备或器件，其可包含或存储计算机程序，以由计算机相关设备、系统或方法使用或者与计算机相关设备、系统或方法结合使用。用于实现系统的指令可体现在任何计算机可读介质中，以由处理器或其它此类指令执行系统、装置或设备使用或者与处理器或其它此类指令执行系统、装置或设备结合使用。虽然已通过示例方式提到处理器902，但是在一些实施例中，这种指令执行系统、装置或设备可以是任何基于计算机的系统、包含处理器的系统、或者可从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其它系统。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是可存储、通信、传播或传输程序，以由处理器或其它此类指令执行系统、装置或设备使用或者与处理器或其它此类指令执行系统、装置或设备结合使用的任何器件。
[0079]
这种计算机可读介质可以是例如但不限于：电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽列表)可包括如下项：具有一根或多根导线的电连接(电子)、便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(ram)(电子)、只读存储器(rom)(电子)、可擦除可编程只读存储器(eprom、eeprom或闪存)(电子)、光纤(光学)和便携式光盘只读存储器(cdrom)(光学)。应注意，计算机可读介质甚至可以是纸或其它合适的介质，在纸或其它合适的介质上打印程序，原因是程序可经由例如对纸或其它介质进行光学扫描而以电子方式获取，然后在必要时以适当的方式编译、解释或以其它方式处理，然后存储在计算机存储器中。
[0080]
在以硬件实现系统900的替代实施例中，系统900可使用以下技术的任意项或组合来实现，这些技术在本领域中是众所周知的：具有逻辑门的离散逻辑电路，用于在数据信号上实现逻辑功能；具有适当组合的逻辑门的专用集成电路(asic)、可编程门阵列(pga)、现场可编程门阵列(fpga)等。
[0081]
对本领域技术人员来说显而易见的是：在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明的结构进行各种修改和变化。按照上文所述，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，只要它们落入所附的权利要求及其等同物的范围内。