CN104678820B - 嵌入式前后台系统及其的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式前后台系统，其包括，输入模块，用于接收第N循环周期的输入信号；输出模块，用于在第N循环周期输出控制模块在第N‑1循环周期产生的输出信号；控制模块，根据第N循环周期的输入信号计算得到第N循环周期的输出信号，其中，在第1循环周期中，控制输入模块接收第1循环周期的输入信号，并控制输出模块停止输出，在第N+1循环周期中，控制输出模块输出第N循环周期的输出信号，之后控制输入模块接收第N+1循环周期的输入信号，并生成第N+1循环周期的输出信号。因此，该嵌入式前后台系统能够有效地确保输出模块运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。本发明还公开了一种嵌入式前后台系统的控制方法。

Description

嵌入式前后台系统及其的控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种嵌入式前后台系统以及一种嵌入式前后台系统的控制方法。

背景技术

在不采用操作系统的控制系统中，嵌入式前后台系统是一种常用的实时控制系统。嵌入式前后台系统通常由输入模块、控制算法模块、输出模块等部分组成。相关技术中，各模块在一定的时钟周期内按照从输入模块到控制算法模块，再到输出模块的顺序循环执行。而外部的异步事件通过中断的方式在后台运行，而其他的主体任务则运行于前台。当外部事件发生时，主体任务把控制器让给后台的中断处理函数运行。中断处理函数运行完后，程序返回到前台的主体任务中继续运行。

这样，在嵌入式前后台系统中，外部事件发生时就会触发中断处理函数。但是，相关技术存在的缺点是，嵌入式前后台系统中存在的执行时间不确定性，即大量中断处理函数被调用时间和数量具有不确定性，从而导致循环周期中的输出模块运行时钟周期稳定性难以得到保障。然而，在汽车领域的实时控制系统中，输出模块运行时钟周期的精确性非常重要，输出模块运行时钟周期的不确定，会导致CAN总线通信周期与设计的循环周期有偏差，进而带来CAN总线上的问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。

为此，本发明的一个目的在于提出一种嵌入式前后台系统，该嵌入式前后台系统通过在每个循环周期内先控制输出模块进行输出，再控制输入模块进行输入，从而有效地确保输出模块运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。

本发明的另一个目的在于提出一种嵌入式前后台系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种嵌入式前后台系统，包括输入模块、输出模块和控制模块，其中，所述输入模块，用于接收第N循环周期的输入信号，其中，所述N为正整数；所述输出模块，用于在所述控制模块的控制之下在所述第N循环周期输出所述控制模块在第N-1循环周期产生的输出信号；所述控制模块，用于根据所述第N循环周期的输入信号计算得到所述第N循环周期的输出信号，其中，在第1循环周期中，所述控制模块控制所述输入模块接收第1循环周期的输入信号，并控制所述输出模块停止输出，在第N+1循环周期中，所述控制模块控制所述输出模块输出第N循环周期的输出信号，之后所述控制模块控制所述输入模块接收第N+1循环周期的输入信号，并根据所述输入模块接收的第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。

根据本发明实施例提出的嵌入式前后台系统，在第1循环周期中，控制模块控制输入模块接收第1循环周期的输入信号，并控制输出模块停止输出，在第N+1循环周期中，控制模块控制输出模块输出第N循环周期的输出信号，之后控制模块控制输入模块接收第N+1循环周期的输入信号，并根据输入模块接收的第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。因此，该嵌入式前后台系统通过在每个循环周期内先控制输出模块进行输出，再控制输入模块进行输入，从而有效地确保输出模块运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。

在一个实施例中，所述的嵌入式前后台系统还包括：计时模块，所述计时模块用于记录每个循环周期的运行时间，其中，在所述第1循环周期，所述计时模块在所述输入模块进行接收第1循环周期的输入信号之前，所述计时模块开始计时，在所述第N+1循环周期，所述计时模块在输出模块输出第N循环周期的输出信号之前，所述计时模块开始计时。

进一步地，所述控制模块在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期，并控制所述计时模块开始计时以记录第2循环周期的运行时间；所述控制模块在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期，并控制所述计时模块开始计时以记录第N+2循环周期的运行时间。从而确保每个循环周期的实际运行时间精确等于设计的运行时间。

优选地，在第1循环周期前，所述控制模块控制所述嵌入式前后台系统进行初始化。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了嵌入式前后台系统的控制方法，包括如下步骤：在第1循环周期中接收第1循环周期的输入信号，并停止输出；在第N+1循环周期中，，输出第N循环周期的输出信号，之后接收第N+1循环周期的输入信号，根据所述第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号，其中，N为正整数。

根据本发明实施例提出的嵌入式前后台系统的控制方法，在第1循环周期中，接收第1输入信号，并停止输出；在第N+1循环周期中，输出第N循环周期的输出信号，之后接收第N+1循环周期的输入信号，根据第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号，其中，N为正整数。因此，该嵌入式前后台系统的控制方法通过在每个循环周期内先进行输出，再进行输入，从而有效地确保输出的运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。

在一个实施例中，所述的嵌入式前后台系统的控制方法还包括：记录每个循环周期的运行时间。其中，在所述第1循环周期，接收第1循环周期的输入信号之前，开始计时；在所述第N+1循环周期，输出第N循环周期的输出信号之前，开始计时。

进一步地，在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期；在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期。从而确保每个循环周期的实际运行时间精确等于设计的运行时间。

优选地，在第1循环周期前，控制所述嵌入式前后台系统进行初始化。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的嵌入式前后台系统的方框示意图；

图2为根据本发明另一个实施例的嵌入式前后台系统的方框示意图；

图3为根据本发明实施例的嵌入式前后台系统的控制方法的流程图；以及

图4为根据本发明一个具体实施例的嵌入式前后台系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的嵌入式前后台系统以及该嵌入式前后台系统的控制方法。

图1为根据本发明一个实施例的嵌入式前后台系统的方框示意图。如图1所示，该嵌入式前后台系统包括：输入模块1、输出模块2和控制模块3。其中，输入模块1用于接收第N循环周期的输入信号；输出模块2用于在控制模块的控制之下在第N循环周期输出控制模块在第N-1循环周期产生的输出信号，其中，N为正整数。

如图1所示，控制模块3用于根据第N循环周期的输入信号计算得到第N循环周期的输出信号。其中，在第1循环周期中，控制模块3控制输入模块1接收第1循环周期的输入信号，并控制输出模块2停止输出，在第N+1循环周期中，控制模块3控制输出模块2输出第N循环周期的输出信号，之后控制模块3控制输入模块1接收第N+1循环周期的输入信号，并根据输入模块1接收的第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。这样，防止在第1循环周期中输入模块1尚未接收第1循环周期的输入信号即进行输出，从而避免由此引发的输出信号不正确。

也就是说，在第1循环周期中，只进行信号输入处理，不进行信号输出处理，控制模块3根据输入模块1接收的第1循环周期的输入信号计算得到的第1循环周期的输出信号为下一循环周期的输出模块2所用，从第2循环周期开始，控制模块3先利用第N循环周期计算所得的第N输出信号，控制输出模块2进行信号输出处理，再控制输入模块1接收第N+1循环周期的输入信号。这样，把每个循环周期连贯起来看，总是先进行输入，然后才进行输出，而在每个循环周期内都是先进行输出，再进行输入，无论信号输入中有多少中断处理函数，都能保障输出模块的运行时间的精度，例如输出CAN总线报文的时间的精度。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示，嵌入式前后台系统还包括：计时模块4。其中，计时模块4用于记录每个循环周期的运行时间，其中，在第1循环周期，计时模块4在输入模块1接收第1循环周期的输入信号之前，计时模块4开始计时，在第N+1循环周期，计时模块4在输出模块2输出第N循环周期的输出信号之前，计时模块4开始计时。

进一步地，控制模块3在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期，并控制计时模块4开始计时以记录第2循环周期的运行时间；控制模块3在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期，并控制计时模块4开始计时以记录第N+2循环周期的运行时间。从而确保每个循环周期的实际运行时间精确等于设计的运行时间。

也就是说，每个循环周期都是从计时模块4开始计时时启动，一直到循环周期的运行时间达到设计的运行时间时停止。

优选地，在第1循环周期前，控制模块3控制嵌入式前后台系统进行初始化。主要包括底层驱动各模块的初始化。

根据本发明实施例提出的嵌入式前后台系统，在第1循环周期中，控制模块控制输入模块接收第1循环周期的输入信号，并控制输出模块停止输出，在第N+1循环周期中，控制模块控制输出模块输出第N循环周期的输出信号，之后控制模块控制输入模块接收第N+1循环周期的输入信号，并根据输入模块接收的第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。因此，该嵌入式前后台系统通过在每个循环周期内先控制输出模块进行输出，再控制输入模块进行输入，从而有效地确保输出模块运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。

图3为根据本发明一个实施例的嵌入式前后台系统的控制方法的流程图。如图3所示，该嵌入式前后台系统的控制方法包括如下步骤：

S1，在第1循环周期中，接收第1循环周期的输入信号，并停止输出。

也就是说，在嵌入式前后台系统中，前台主体程序在第1循环周期中，只进行信号输入处理，不进行信号输出处理。这样，防止在第1循环周期中输入模块1尚未接收第1循环周期的输入信号即进行输出，从而避免由此引发的输出信号不正确。

S2，在第N+1循环周期中，输出第N循环周期的输出信号，之后接收第N+1循环周期的输入信号，根据第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。其中，N为正整数。

也就是说，在嵌入式前后台系统中，前台主体程序在第2循环周期及以后的循环周期中，先进行信号输出处理，再进行信号输入处理。并且第N+1循环周期的输出模块使用第N循环周期中计算所得的输出信号进行输出。

在一个实施例中，上述的嵌入式前后台系统的控制方法还包括：记录每个循环周期的运行时间。其中，在第1循环周期，接收第1循环周期的输入信号之前，开始计时；在第N+1循环周期，输出第N循环周期的输出信号之前，开始计时。

进一步地，在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期；在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期。从而确保每个循环周期的实际运行时间精确等于设计的运行时间。

优选地，在第1循环周期前，控制嵌入式前后台系统进行初始化。

在本发明一个具体实施例中，如图4所示，该嵌入式前后台系统的控制方法包括如下步骤：

S401，控制嵌入式前后台系统进行初始化。

其中，主要包括底层驱动各模块的初始化。

S402，开始计时。

S403，判断是否为第1循环周期，如果是，则执行步骤S407；如果否则执行步骤S404。

S404，判断第N循环周期的运行时间是否大于等于预设时间，如果是，则执行步骤S405；如果否，则继续执行步骤S404。

例如，在第1循环周期中，判断第1循环周期的运行时间是否大于等于预设时间。

S405，重新开始计时。

S406，输出第N-1循环周期的输出信号。

具体地，输出信号可以为CAN输出报文等。并且，本次输出的输出信号来于上一循环周期对输入信号进行计算后得到的结果。

S407，接收第N循环周期的输入信号。

S408，根据第N循环周期的输入信号生成第N循环周期的输出信号，返回步骤S404。

根据本发明实施例提出的嵌入式前后台系统的控制方法，在第1循环周期中，接收第1输入信号，并停止输出；在第N+1循环周期中，输出第N循环周期的输出信号，之后接收第N+1循环周期的输入信号，根据第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号，其中，N为正整数。因此，该嵌入式前后台系统的控制方法通过在每个循环周期内先进行输出，再进行输入，从而有效地确保输出的运行时间的稳定性，保障CAN总线通信时间的精度。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种嵌入式前后台系统，其特征在于，包括输入模块、输出模块和控制模块，其中，

所述输入模块，用于接收第N循环周期的输入信号，其中，所述N为正整数；

所述输出模块，用于在所述控制模块的控制之下在所述第N循环周期输出所述控制模块在第N-1循环周期产生的输出信号；

所述控制模块，用于根据所述第N循环周期的输入信号计算得到所述第N循环周期的输出信号，其中，在第1循环周期中，所述控制模块控制所述输入模块接收第1循环周期的输入信号，并控制所述输出模块停止输出，在第N+1循环周期中，所述控制模块控制所述输出模块输出第N循环周期的输出信号，之后所述控制模块控制所述输入模块接收第N+1循环周期的输入信号，并根据所述输入模块接收的第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号。

2.如权利要求1所述的嵌入式前后台系统，其特征在于，还包括：

计时模块，所述计时模块用于记录每个循环周期的运行时间，其中，在所述第1循环周期，所述计时模块在所述输入模块接收第1循环周期的输入信号之前，所述计时模块开始计时，在所述第N+1循环周期，所述计时模块在所述输出模块输出第N循环周期的输出信号之前，所述计时模块开始计时。

3.如权利要求2所述的嵌入式前后台系统，其特征在于，其中，

所述控制模块在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期，并控制所述计时模块开始计时以记录第2循环周期的运行时间；以及

所述控制模块在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期，并控制所述计时模块开始计时以记录第N+2循环周期的运行时间。

4.如权利要求3所述的嵌入式前后台系统，其特征在于，

在第1循环周期前，所述控制模块控制所述嵌入式前后台系统进行初始化。

5.一种嵌入式前后台系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在第1循环周期中，接收第1循环周期的输入信号，并停止输出；以及

在第N+1循环周期中，输出第N循环周期的输出信号，之后接收第N+1循环周期的输入信号，根据所述第N+1循环周期的输入信号生成第N+1循环周期的输出信号，其中，N为正整数。

6.如权利要求5所述的嵌入式前后台系统的控制方法，其特征在于，还包括：

记录每个循环周期的运行时间，其中，在所述第1循环周期，接收第1循环周期的输入信号之前，开始计时，在所述第N+1循环周期，输出第N循环周期的输出信号之前，开始计时。

7.如权利要求6所述的嵌入式前后台系统的控制方法，其特征在于，

在判断第1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第2循环周期；

在判断第N+1循环周期的运行时间大于等于预设时间时，启动第N+2循环周期。

8.如权利要求7所述的嵌入式前后台系统的控制方法，其特征在于，

在第1循环周期前，控制所述嵌入式前后台系统进行初始化。