CN104995605B - 监视方法和计算机装置 - Google Patents

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Abstract

不使通过中断来执行各种处理的装置的存储器大容量化，而能够可靠且容易地掌握各处理的处理负荷的问题。使执行分别被预先决定了中断的优先级的多个处理的计算机装置在每次执行各处理时测量表示其处理负荷的指标，将最新的测量值按优先级进行存储，并且在该最新的测量值超过此前测量到的最大值的情况下用该最新的测量值来更新该最大值。然后，使上述计算机装置执行以从上级控制器接收到请求发送最新的测量值的测量结果发送请求为契机来向上级控制器发送此时的最新的测量值和最大值的处理，使上级控制器将从计算机装置发送来的最新的测量值和最大值累积在存储装置中。

Description

监视方法和计算机装置
技术领域
本发明涉及一种对计算机装置中的程序执行的处理负荷进行监视的技术。
背景技术
近年来，电动汽车正在迅速普及。电动汽车上搭载有三相交流电动机等电动机来作为动力源，并且搭载有对该电动机进行驱动控制的逆变器等驱动装置、以及与驱动装置通信来对其进行控制的VCU(Vehicle Control Unit：车辆控制单元)等上级控制器。上级控制器根据驾驶员的操作来生成向驱动装置提供的转矩指令等各种指令值(例如，x[Nm]等表示输出转矩的物理量的值)。驱动装置根据从上级控制器提供的指令值来调整向电动机提供的交流电力。由此，实现电动汽车的行驶控制。另外，上级控制器还执行以下处理：获取驱动装置的存储器中保存的各种数据(例如，表示输出转矩、转速(每单位时间的转数)等的当前值的数据)，基于这些数据来进行各种仪表类的显示控制。由此，能够使驾驶员掌握车辆的状态。
通过按照预先安装在驱动装置中的控制程序使该驱动装置的CPU(CentralProcessing Unit(中央处理单元)：以下为控制部)工作，来实现根据从上级控制器提供的指令值来调整向电动机提供的电力的处理。在控制程序的开发工程中，验证按照控制程序执行的各处理的处理负荷是否收敛在设想的范围内。作为表示处理负荷的指标，可以列举出各处理的执行时间的时间长度(换言之，控制部执行控制程序的执行时间的时间长度，下面单称为“执行时间”)、将各处理的执行时间换算成每单位时间的比例而得到的CPU占用率。这是由于，处理负荷越高则执行时间越长，CPU占用率越高。例如是以下情况：在将各处理的执行时间用作表示处理负荷的指标的情况下，使用硬件计时器来按每个处理测量执行时间。由上述控制部按照控制程序执行的处理大致分为定期处理和不定期处理，该定期处理是通过计时器中断等来以固定的时间间隔周期性地执行的处理，该不定期处理是通过不定期地产生的中断来执行的处理。在产生优先级高的其它处理的中断的情况下，如果不从利用硬件计时器得到的测量时间减去该其它处理的执行时间，则无法测量出被中断的处理的正确的执行时间。因此，提出了各种能够正确地测量程序的执行时间的技术，作为其一例，可以列举出被称为“堆栈方式(stack method)”的测量方法(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2003-288237号公报
发明内容
发明要解决的问题
在电动机的控制程序的开发工程中，将发挥上级控制器的作用的试验装置(例如个人计算机等)与驱动装置连接，使用该试验装置来监视在驱动装置中根据上述要领测量出的执行时间，由此验证各处理的处理负荷是否收敛在设想的范围内。但是，在以往的处理负荷监视技术中，存在以下不便：在试验装置上仅显示表示各处理的处理负荷的指标的最近的测量值，因此试验负责人不能容易地掌握各处理的处理负荷的问题。即，存在以下不便：即使存在处理负荷有偏差的处理，也难以立即掌握该偏差的大小，而且，在处理负荷超出设想地高的情况下，无法迅速分析其原因。这种不便似乎能够通过以下方式来消除：使驱动装置的存储器大容量化，存储上述测量值的时间序列；或者除了上述测定值以外还存储表示驱动装置的动作状态的数据。但是，只是在开发或维护控制程序的阶段需要测量处理负荷，因此从实际运用的观点来看，会将容量不必要地大的存储器搭载于驱动装置，非常浪费而并不理想。另外，还存在以下问题：在驱动装置中的控制程序的执行过程中，以几十微秒间隔这样的短的周期产生中断，而另一方面，试验装置以几毫秒间隔这样的长的周期来进行动作，因此有可能会错过暴露出问题的测量结果。
本发明是鉴于以上说明的问题而完成的，其目的在于提供如下一种技术：不使通过中断来执行各种处理的装置的存储器大容量化，而能够可靠且容易地掌握各处理的处理负荷的问题。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明是一种监视方法，用于使与计算机装置进行通信的上级控制器监视使上述计算机装置执行多个处理的情况下的表示各处理的处理负荷的指标的测量值，该多个处理是分别通过中断来执行的，并且分别被预先决定了中断的优先级，该监视方法的特征在于，使上述计算机装置和上级控制器分别执行以下的处理。使计算机装置在每次执行上述多个处理的各个处理时测量上述指标，将最新的测量值按优先级进行存储，并且，在该最新的测量值超过此前测量到的最大值的情况下，用该最新的测量值来更新该最大值，另一方面，使上述计算机装置以从上述上级控制器接收到请求发送最新的测量值的测量结果发送请求为契机，向上述上级控制器发送此时的最新的测量值和最大值。另一方面，使上级控制器执行以下处理：以比上述多个处理中执行周期最长的处理的执行周期长的周期向上述计算机装置发送上述测量结果发送请求，将从上述计算机装置发送来的最新的测量值和最大值累积在存储装置中。
根据本发明的监视方法，与上述计算机装置中的上述多个处理的各个处理相关的表示处理负荷的指标的测量值和最大值被累积在与上级控制器(作为试验装置而发挥功能的装置)连接的存储装置中，因此无需使上述计算机装置的存储器大容量化。另外，通过对上述存储装置中存储的测量值等实施统计分析，能够容易地掌握各处理的处理负荷的偏差的大小等，从而能够容易地掌握处理负荷的问题。此外，测量结果发送请求的发送周期比多个处理中执行周期最长的处理的执行周期长，但是在从上次发送起至本次发送为止的期间测量出的指标的最大值被存储在上述计算机装置侧，因此不会发生处理负荷的异常的检测遗漏。这样，根据本发明，不使通过中断来执行各种处理的装置的存储器大容量化，而能够可靠且容易地使试验负责人掌握各处理的处理负荷的问题。此外，作为上述表示各处理的处理负荷的指标，只要使用各处理的执行时间或CPU占用率即可，作为上述执行时间的测量方法，只要采用前述的堆栈方式即可。
在更优选的方式中，上述上级控制器针对上述多个处理的各个处理存储有根据该处理的优先级而决定的与上述指标有关的阈值，上述上级控制器执行以下处理：将从上述计算机装置接收到的最新的测量值与相应的阈值进行比较，使输出装置输出与该比较的结果相应的警告消息。根据这种方式，试验负责人即使不逐一细查存储装置中累积的测量值和最大值，也能够容易地掌握处理负荷的异常。
在更优选的方式中，特征在于，上述计算机装置在更新上述最大值时将表示此时的动作状态的动作状态数据与该新的最大值相对应地进行存储，并且，以接收到上述测量结果发送请求为契机，与此时的最新的测量值和最大值一起将与该最大值相对应的动作状态数据发送到上述上级控制器，上述上级控制器使显示装置显示从上述计算机装置接收到的最新的测量值、最大值以及动作状态数据。根据这种方式，能够基于动作状态数据来查明异常的产生原因。
在更优选的方式中，特征在于，上述指标是上述多个处理的各个处理的执行时间，上述计算机装置以减去测量该指标所需的时间的方式按每个处理计算上述测量值。在上述计算机装置是电动汽车中的驱动装置的情况下，以几十微秒间隔这样的短的时间间隔产生中断。在通过这种高速的中断来进行动作的装置中，即使利用以往的堆栈方式来测量出程序的执行时间，也难以正确地测量。这是由于，在以往的堆栈方式中，未考虑测量处理所需的时间，另一方面，在通过高速中断来进行动作的装置中，由于进行中断屏蔽、带符号的运算，而无法忽略测量处理所需的时间。然而，根据本方式，能够正确地测量以几十微秒为单位来产生中断的计算机装置中的各处理的执行时间(处理负荷)。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的包括试验装置10和驱动装置20的试验系统1的结构例的图。
图2是表示该试验装置10的结构例的图。
图3是表示该试验装置10从驱动装置20接收的测量数据的数据格式的一例的图。
图4是用于说明该试验装置10的控制部110所执行的统计分析处理1542c的图。
图5是表示该驱动装置20的结构例的图。
图6是用于说明该驱动装置20中的执行时间测量的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(A：结构)
(A-1；系统结构)
图1是表示作为本发明的计算机装置的一个实施方式的包括驱动装置20的试验系统1的结构例的图。驱动装置20例如是逆变器，与电动机30一起搭载于电动汽车。图1所示的试验系统1是用于进行驱动装置20的维护检查、开发工程中的各种试验的计算机系统。
如图1所示，试验系统1除了作为试验对象的驱动装置20和电动机30以外还包括试验装置10。试验装置10例如是个人计算机，通过双绞线缆等信号线与驱动装置20连接。试验装置10通过该信号线向驱动装置20提供各种指令M，另一方面，通过该信号线接收从驱动装置20发送的各种数据D。在本实施方式中，观察电动机30的动作根据从试验装置10向驱动装置20提供的指令M而发生什么样的变化、或者使用试验装置10来确认从驱动装置20返送回来的数据D，由此推进驱动装置20的试验。
驱动装置20将从车载电池等直流电源(在图1中省略图示)供给的直流电力变换为交流电力PW并将该交流电力PW提供给电动机30。驱动装置20包括控制部(省略图示)和存储器，该控制部执行预先安装的控制程序，该存储器被用作执行该控制程序时的工作区。在本实施方式中，通过使控制部执行上述控制程序来实现以下处理：根据从上级控制器(在本实施方式中，在实际运用试验装置10、驱动装置20以及电动机30时为VCU)提供的各种指令M来控制向电动机30提供的交流电力PW。
在驱动装置20中，利用前述的堆栈方式的测量方法来测量按照上述控制程序执行的各种处理的执行时间。这样测量的执行时间被用作表示按照控制程序执行的各种处理的处理负荷的指标。进行驱动装置20的试验的试验负责人能够使用试验装置10来监视上述测量结果是否收敛在设想的范围内。除此以外，在本实施方式中，还通过对驱动装置20和试验装置10的结构及动作下工夫，来使试验负责人能够容易地掌握与上述各种处理的执行时间有关的问题(与设想相比花费过多的时间等)。下面，以显著地呈现本实施方式的特征的试验装置10和驱动装置20为中心来进行说明。
(A-2：试验装置10的结构)
图2是表示试验装置10的结构例的图。如图2所示，驱动装置10包括控制部110、通信接口(在图2中简记为“I/F”，下面在本说明书中也同样)部120、用户I/F部130、自由运行计时器(free running timer)140、存储部150以及对这些结构要素之间的数据发送接收进行居间调解的总线160。
控制部110例如是CPU。控制部110通过执行存储部150(更正确地说，非易失性存储部154)中存储的试验程序1542来作为试验装置10的控制中枢而发挥功能。在后面明示控制部110按照试验程序1542来执行的处理。
通信I/F部120例如是NIC(Network Interface Card：网络接口卡)，通过通信线与驱动装置20连接。通信I/F部120通过上述通信线向驱动装置20提供从控制部110提供的各种指令M，另一方面，通过上述通信线接收从驱动装置20发送来的各种数据D并将其提供给控制部110。用户I/F部130包括显示部和操作部(在图2中省略图示)。显示部例如包括液晶显示器及其驱动电路。显示部在控制部110的控制下，显示用于使试验负责人完成驱动装置20的试验的各种用户接口画面。作为在显示部上显示的用户接口画面的一例，可以列举出用于使试验负责人指定电动机30的运转模式(转矩指定模式、速度指定模式等)的画面、用于使试验负责人指定电动机30的转矩、转速的画面、显示电动机30的输出转矩、转速的当前值的画面等。操作部例如包括鼠标等指示设备、键盘。操作部将与对指示设备、键盘进行的操作相应的数据交给控制部110。由此，试验负责人的操作内容被传递到控制部110。自由运行计时器140是硬件计时器。自由运行计时器140被利用于各种计时处理。
存储部150包括易失性存储部152和非易失性存储部154。易失性存储部152例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。易失性存储部152被控制部110用作执行试验程序1542时的工作区。非易失性存储部154例如是硬盘等能够重写数据的非易失性存储器。如图2所示，非易失性存储部154中保存有试验程序1542。该试验程序1542是用于使控制部110执行图2的结果收集处理1542a、警告处理1542b以及统计分析处理1542c的程序。
结果收集处理1542a是如下的处理：以固定的时间间隔来周期性地获取表示驱动装置20中的各处理的处理负荷的指标(在本实施方式中，各处理的执行时间)的瞬时值、最大值以及表示测量出该最大值的时间点的驱动装置20的动作状态的动作状态数据，并累积在非易失性存储部154中。在此，瞬时值是指以上述固定的时间间隔到来的各个数据获取定时的上述指标的最新的测量值。另外，最大值是指从数据获取定时起回溯上述固定的时间而得到的时间区间(即，到上一次数据获取定时为止的时间区间)内的上述指标的最大值。而且，动作状态数据是指表示驱动装置20的动作模式(是转矩指定模式还是速度指定模式)、转矩和转速的指令值及当前值等的数据。
在该结果收集处理1542a中，控制部110通过通信I/F部120以固定的时间间隔来周期性地发送用于请求发送上述瞬时值等的通信消息(以下为测量结果发送请求)。如前所述，在驱动装置20中，通过中断来以几十微秒单位这样的短的时间间隔执行定期处理和不定期处理，但是试验装置10是一般的个人计算机，是以更长的周期(几毫秒单位的周期)产生中断的装置。因此，上述数据获取定时的到来间隔也以几毫秒为单位，是与驱动装置20中的各种处理的执行间隔相比足够长的时间间隔。
驱动装置20在每次接收到测量结果发送请求时返送测量数据，该测量数据包括在上一次接收时以后测量出的各处理的执行时间的瞬时值、最大值以及动作状态数据(参照图3)，详情在后面叙述。如图3所示，该测量数据是按各处理的种类(在图3所示的例子中，定制部和核心部这两种)和优先级(在图3所示的例子中，级别L1、L4～L7这五种)对各处理的执行时间的瞬时值、最大值以及动作状态数据进行了分类的数据。关于在驱动装置20中执行的处理的种类和优先级，在驱动装置20的说明中进行明示。控制部110通过通信I/F部120接收像这样从驱动装置20返送回来的测量数据，并将测量数据按其接收顺序依次写入到非易失性存储部154的规定的存储区域。
警告处理1542b是如下的处理：在通过结果收集处理1542a获取到的最近的瞬时值(或最大值)超过预先决定的阈值的情况下，使上述显示部显示警告消息。在此，关于上述阈值，只要按在驱动装置20中执行的处理的种类和优先级来适当决定即可。具体地说是以下情况：按在驱动装置20中执行的处理的种类和优先级来预先决定执行时间的上限值，根据相对于该上限值的比例(例如，百分率)来决定上述阈值。另外，按在驱动装置20中执行的处理的种类和优先级决定的阈值的数量不限定于一个，也可以决定大小互不相同的多个阈值。
例如是以下情况：在根据相对于执行时间的上限值的比例来决定上述阈值的情况下，将上限值的50％、70％以及90％的各值决定为上述阈值。然后，只要如下那样即可：在通过结果收集处理1542a获取到的瞬时值(或最大值)小于上述上限值的50％的情况下，使显示部显示表示处于正常运行状态的消息，在通过结果收集处理1542a获取到的瞬时值(或最大值)为上述上限值的50％以上且小于上述上限值的70％的情况下，使显示部显示用于促使唤起注意的消息，在通过结果收集处理1542a获取到的瞬时值(或最大值)为上述上限值的70％以上且小于上述上限值的90％的情况下，使显示部显示用于通知产生异常的消息，在通过结果收集处理1542a获取到的瞬时值(或最大值)为上述上限值的90％以上的情况下，使显示部显示用于指示停止驱动装置20的消息。
统计分析处理1542c是如下的处理：对非易失性存储部154中累积的测量数据实施统计分析，使用户I/F部130的显示部显示表示该分析结果的图像。在此，关于统计分析的具体内容，可考虑各种方式。例如可考虑以下方式等：按处理的种类和优先级来计算在驱动装置20中执行的处理的执行时间的瞬时值的平均值、标准偏差；对预先决定的多个时间区间内的各瞬时值的出现频数的频数分布进行统计，使显示部以图4的(a)所示的直方图形式进行显示；或者，如图4的(b)所示那样，将各数据获取定时的瞬时值按其获取顺序(即，时间序列顺序)排列地显示。
在直方图中，一般来说在以平均值为中心的2σ(σ为标准偏差)的范围内分布有大致全部的样本，位于该范围外的样本表示某种异常的可能性高。通过进行图4的(a)所示的直方图形式的显示，能够使试验负责人直观地掌握是否存在异常。另外，如图4的(a)所示，在存在大幅脱离直方图的包络线W的样本的情况下，能够使试验负责人直观地掌握存在处理负荷极其罕见地大幅变动的情况。另外，在如图4的(b)所示那样将各数据获取定时的瞬时值按其获取顺序进行排列的结果是处理负荷周期性地变高的情况下，试验负责人能够以处理负荷变高的周期为线索来估计原因是什么。另外，在将CPU占用率用作表示驱动装置20中的各处理的处理负荷的指标的情况下，也可以计算各优先级的处理的执行时间在上述测定结果发送请求的发送间隔中所占的比例来作为该处理的CPU占用率，以图4的(c)所示的饼状图形式进行显示。在此，关于CPU占用率的计算，既可以按处理的种类和优先级来进行，而且也可以不管处理的种类而按优先级来进行。根据图4的(c)所示的显示方式，能够使试验负责人直观地掌握各处理的CPU占用率是否收敛在设想的范围内。此外，图4的(c)中的“空闲时间”是从上述发送间隔减去测量数据所表示的各处理的执行时间的瞬时值的总和而得到的值，表示任何处理都不执行的期间的时间长度。
以上是试验装置10的结构。
(A-3：驱动装置20的结构)
接着，参照图5来说明驱动装置20的结构。图5是表示驱动装置20的结构例的图。如图5所示，驱动装置20包括控制部210、通信I/F部220、电力变换部230、自由运行计时器240、存储部250以及对这些结构要素之间的数据发送接收进行居间调解的总线260。控制部210与试验装置10中的控制部110同样地是CPU。控制部210通过执行存储部250(更正确地说，非易失性存储部254)中存储的程序来作为驱动装置20的控制中枢而发挥功能。通信I/F部220与试验装置10中的通信I/F部120同样地是NIC。通信I/F部220通过通信线与试验装置10的通信I/F部120连接。自由运行计时器240与试验装置10中的自由运行计时器140同样地是硬件计时器。在进行前述的堆栈方式的执行时间测量时利用自由运行计时器240。
电力变换部230与前述的直流电源和电动机30连接。电力变换部230包括IGBT等开关元件(在图5中省略图示)。在本实施方式中，通过这些开关元件的开关动作(导通/截止的切换)，来实现从直流电源供给的直流电力向交流电力PW的变换。由控制部210来进行电力变换部230所包括的开关元件的导通/截止控制。
存储部250包括易失性存储部252和非易失性存储部254。易失性存储部252与试验装置10中的易失性存储部152同样地是RAM。易失性存储部252被控制部210用作执行各种程序时的工作区。另外，易失性存储部252既被用作进行上述堆栈方式的执行时间测量时的堆栈，还利用于数据的保存，该数据表示按照控制程序执行的用于控制电动机30的各种处理的执行时间。非易失性存储部254例如是FLASH ROM(Flash Read-Only Memory：快闪只读存储器)等能够重写数据的非易失性存储器。如图5所示，非易失性存储部254中预先保存有起到前述的控制程序的作用的软件库(通信控制库2542、电力变换部控制库2544以及测量辅助库2546)。
通信控制库2542是用于使控制部210实现与试验装置10进行通信的处理(即，各种指令M的接收和各种数据D的发送)的程序的集合体。电力变换部控制库2544是用于使控制部210执行根据从试验装置10提供的各种指令M来进行电力变换部230的工作控制的处理的程序的集合体。通信控制库2542是由组装驱动装置20来制造电动汽车的制造商等根据该电动汽车所搭载的车载网络的规格而制作的。也就是说，通信控制库2542所包含的各程序是使控制部210作为按搭载驱动装置20的电动汽车的每个车载网络适当定制出的定制部而发挥功能的程序。与此相对，电力变换部控制库2544是由驱动装置20的制造商制作的。电力变换部控制库2544所包含的各程序是使控制部210作为实现电力变换部230的工作控制的核心部而发挥功能的程序。
由控制部210按照通信控制库2542或电力变换部控制库2544所包含的程序执行的处理大致分为前述的定期处理和不定期处理。在本实施方式中，指示开始执行这些处理的中断是以几十微秒这样的短的时间间隔产生的。对这些处理预先设定有优先级，定期处理的优先级被设定得最低。控制部210在这些不定期处理和定期处理中的任一个处理的执行中，当产生了指示执行优先级比该执行中的处理高的处理的中断时，暂时中断执行中的处理，而执行该优先级高的处理。然后，当完成了该优先级高的处理的执行时，控制部210再开始执行处于执行中断的处理。
测量辅助库2546所包含的程序是用于使控制部210执行以下处理的程序：测量处理，测量按照通信控制库2542或电力变换部控制库2544所包含的程序执行的处理的执行时间；测量结果发送处理，向试验装置10通知该测量结果。此外，在本实施方式中，将按照通信控制库2542或电力变换部控制库2544所包含的程序执行的处理作为执行时间的测量对象，但是也可以仅将按照前者执行的处理作为执行时间的测量对象。这是因为，如前所述，通信控制库2542是由搭载驱动装置20和电动机30的车辆的制造商开发的软件，事先验证通信控制库2542所包含的各程序的执行时间是否收敛在预先决定的时间(由驱动装置20的制造商从保证驱动装置20的正常动作这样的观点出发来推荐的时间、或者根据要求规格等决定的时间)内(换言之，各处理的处理负荷是否收敛在设想内)这对上述车辆的制造商来说是极为重要的。
首先，说明用于使控制部210实现测量处理的程序。
以能够从通信控制库2542或电力变换部控制库2544所包含的各程序中作为所谓API(Application Programming Interface：应用编程接口)来调用的方式安装用于使控制部210执行测量处理的程序。例如是以下情况：为了测量某处理的执行时间，而事先在用于使控制部210执行该处理的程序的开头嵌入用于调用指示执行测量开始处理的API(以下，测量开始API)的代码，该测量开始处理用于开始测量执行时间。另一方面，事先在该程序的末尾嵌入用于调用指示执行测量结束处理的API(以下，测量结束API)的代码，该测量结束处理用于结束执行时间的测量。这样一来，以用于开始执行作为执行时间的测量对象的处理的中断的产生为契机，控制部210首先执行测量开始处理，以该作为测量对象的处理的执行结束为契机来执行测量结束处理。
如上所述，测量开始处理是在作为执行时间的测量对象的处理的执行开始之前执行的处理。在该测量开始处理中，控制部210首先读入自由运行计时器240的计时器值。接着，控制部210判定是否存在通过该测量开始处理的后续的处理(即，作为执行时间的测量对象的处理)而执行将会被中断的其它处理，在不存在相应的其它处理的情况下，将所读入的计时器值进行符号反转后推入(push)设置于易失性存储部252内的堆栈。在此，关于是否存在通过该测量开始处理的后续的处理而执行将会被中断的其它处理，只要基于堆栈中是否保存有计时器值来进行判定即可。具体地说是以下情况：如果堆栈中保存有计时器值，则判定为存在执行将会被中断的其它处理。另外，将所读入的计时器值进行符号反转后推入堆栈是基于与专利文献1所公开的技术相同的理由。
在存在执行将会被中断的其它处理的情况下，控制部210计算从自由运行计时器240的计时器值与上述堆栈的最上层中保存的计时器值之差减去预先决定的第一校正值所得到的值来作为表示该其它处理的此前的执行时间的值，在用该值对上述堆栈的最上层的保存内容进行更新之后，将该读入的计时器值进行符号反转后推入上述堆栈。也就是说，在本实施方式的驱动装置20中，上述堆栈兼具存储装置的作用，即用于存储表示通过优先级高的处理的中断而执行被中断的处理的此前的执行时间的值。此外，在后面明示上述第一校正值的详情。
测量结束处理是以作为执行时间的测量对象的处理的执行结束为契机来执行的处理。在该测量结束处理中，控制部210读入自由运行计时器240的计时器值，从该计时器值与上述堆栈的最上层中保存的计时器值之差减去预先决定的第二校正值，来计算两个计时器值所表示的期间内的该结束执行的处理的执行时间。此外，在表示作为执行时间的测量对象的处理的、在上述期间以前的执行时间的值存储在易失性存储部252(在本实施方式中为上述堆栈的最上层，详情在后面叙述)中的情况下，控制部210将该值与上述减法运算结果相加来计算该结束执行的处理的执行时间。在后面明示上述第二校正值的详情。
在该测量结束处理中，控制部210将根据上述的要领计算出的执行时间按测定结束处理的调用源的处理的类别(例如，是定制部的处理还是核心部的处理)和调用源的处理的优先级(即，中断级别)来写入到测量数据(参照图3)的瞬时值字段。此外，控制部210将瞬时值字段中写入的执行时间与最大值字段的保存内容进行比较，在前者较大的情况下用该执行时间来更新最大值字段的保存内容，并且将表示此时的驱动装置20的动作状态的动作状态数据(例如，转矩、转速的指令值及当前值、控制部210的内部寄存器的保存内容等)写入到动作状态数据字段。
如图6所示，上述第一校正值是同第一所需时间Ta1与第二所需时间Ta2之和相应的值，该第一所需时间Ta1是从指示开始执行作为执行时间的测量对象的处理的中断的产生起至测量开始处理MS中的计时器值的读入为止的时间，该第二所需时间Ta2是从测量结束处理ME中的计时器值的读入起至中断结束为止的时间。此外，在图6所示的例子中，在测量开始处理MS之前的符号WH和在测量结束处理ME之后的符号WH表示中断处理器(handler)。另一方面，第二校正值是同第三所需时间Tc1e与第四所需时间Tc2s之和相应的值，该第三所需时间Tc1e是从测量开始处理中的计时器值的读入起至该测量开始处理的执行完成为止的时间，该第四所需时间Tc2s是从测量结束处理的执行开始起至该测量结束处理中的计时器值的读入为止的时间。
关于上述第一校正值和上述第二校正值的具体值，只要根据控制部210的种类、规格来决定即可，并且，关于第一校正值(上述第一时间Ta1和上述第二时间Ta2)，只要决定为与作为执行时间的测量对象的处理的优先级相应的值即可。这是为了正确地测量各个优先级不同的处理的执行时间。在本实施方式中，关于优先级最高的处理，决定为Ta1＝34微秒、Ta2＝54微秒，关于其它处理，决定为Ta1＝60微秒、Ta2＝78微秒。另外，关于第二校正值(上述第三时间Tc1e和上述第四时间Tc2s)，决定为Tc1e＝52微秒、Tc2s＝24微秒。在本实施方式中，上述第一校正值与上述优先级相对应地被预先嵌入到测量开始处理的程序，上述第二校正值被预先嵌入到测量结束处理的程序。
以上是用于使控制部210实现测量处理的程序的详情。
接着说明用于使控制部210实现测量结果发送处理的程序。
该程序是以从试验装置10接收到测量结果发送请求为契机来执行的。在按照该程序执行的测量结果发送处理中，控制部210从易失性存储部252读出前述的测量数据来返送给试验装置10，并且对测量数据进行初始化(对测量数据的各字段设置NULL(0x00))。
以上是驱动装置20的结构。
(B：动作)
下面，说明试验装置10和驱动装置20所执行的动作中的显著地呈现本发明的特征的动作。此外，在下面说明的动作例中，设控制部210按照通信控制库2542和电力变换部控制库2544所包含的各程序来执行n(n为2以上的自然数)种处理SLx(x＝1～n)，并且x的值越小则所设定的优先级Lx越高。另外，驱动装置20的测量数据全部被初始化为NULL。下面，首先，以在这种状况下在处理SL2的执行过程中通过中断来开始执行处理SL1的情况为例来说明测量开始处理和测量结束处理的处理内容。此外，在下面说明的动作例中，在处理SL2的开始时间点未执行其它处理，在用于使控制部210执行各个处理SLx(x＝1～n)的各程序(通信控制库2542所包含的程序)中，在其开头嵌入有用于调用测量开始API的代码，在其末尾嵌入有用于调用测量结束API的代码。另外，在调用测量开始API和测量结束API时，将表示其调用源是核心部的程序还是定制部的程序的标识符、表示按照该程序实现的处理的优先级的值用作该API的自变量。这是为了，使上述第一校正值的值根据调用源的处理的优先级而不同，并且将执行时间的测量结果按上述程序的类别和优先级进行分类来生成测量数据。
在指示开始执行处理SL2的中断的产生时间点，不存在其它正在执行的处理。因此，如图6所示，在处理SL2的执行之前执行的测量开始处理MS中，控制部210读入自由运行计时器240的计时器值T1，将该计时器值T1进行符号反转后推入堆栈。之后，控制部210开始执行处理SL2，当产生指示开始执行处理SL1的中断时，使处理SL2的执行中断。控制部210将通过上述中断而被指示执行的程序从非易失性存储部254读出到易失性存储部252来开始其执行。如前所述，该程序的开头中也包含有测量开始API，因此控制部210首先执行测量开始处理MS。
在处理SL1之前的测量开始处理MS中，控制部210首先读入自由运行计时器240的计时器值T2。在本动作例中，存在由于处理SL1而执行被中断的处理，因此控制部210使上述计时器值T2与堆栈的最上层中保存的值(-T1)相加，再基于第一校正值来计算出Tα′＝T2-T1-Ta2-Ta1，以作为表示上述执行被中断的处理的到上述中断产生为止的执行时间的值。接着，控制部210将堆栈的最上层的保存内容更新为该值Tα′，之后，将从自由运行计时器240读入的计时器值T2进行符号反转后推入堆栈(参照图6)。此外，在不进行符号反转就将计时器值推入堆栈的情况下，只要使控制部210执行以下处理即可：计算自由运行计时器240的计时器值T2与堆栈的最上层中保存的计时器值T1之差，再减去上述第一校正值，由此计算出上述值Tα′。
在此应该关注的是，到上述中断产生为止的处理SL2的实际的执行时间Tα(如图6所示，Tα＝T2-T1-Tc1e-Ta1)与根据上述的要领计算出的值Tα′略微不同。这样，处理SL2的实际的执行时间Tα与通过测量开始处理MS而计算出的值Tα′略微不同，但是两者的误差在处理SL2的后续的测量结束处理ME中被校正，因此不会发生特别的问题。关于这一点，在后面详细说明。此外，在使与堆栈不同的其它存储装置起到存储表示通过优先级高的处理的中断而执行被中断的处理的此前的执行时间的值的作用的情况下，只要使控制部210执行以下处理即可：在处理SL1之前的测量开始处理MS中，拉出(pull)堆栈的最上层的值，根据该值和自由运行计时器240的计时器值来计算上述值Tα′，并将该值Tα′与处理SL2相对应地存储到上述存储装置，之后将上述计时器值进行符号反转后推入堆栈。
根据上述的要领而开始了处理SL1的执行的控制部210以该处理SL1的执行结束为契机来执行测量结束处理ME。在该测量结束处理ME中，控制部210拉出堆栈的最上层中保存的值(在本实施方式中，-T2)，计算该值与从自由运行计时器240读入的计时器值之和(在本动作例中，堆栈的最上层中保持的计时器值与从自由运行计时器240读入的计时器值之差)，再从该计算结果减去第二校正值。由此，在本动作例中，计算出表示处理SL1的执行时间的值Tx(Tx＝T3-T2-Tc1e-Tc2s)。控制部210将这样计算出的处理SL1的执行时间Tx与该处理SL1相对应地写入到测定结果数据(参照图3)的瞬时值字段。如前所述，在本动作例的开始时间点，测定结果数据被初始化，因此上述测量值Tx被保存为处理SL1的执行时间的最大值，此时的各动作状态定数据被保存在测定结果数据的动作状态数据字段。像这样保存在测量数据的瞬时值字段和最大值字段中的测量值Tx如图6所示那样与处理SL1的实际的执行时间一致。
接着，控制部210将堆栈的最上层的保存内容(在本动作例中，Tα′)更新为减去从自由运行计时器240读入的计时器值T3后的值(在本动作例中，-T3+Tα′)，结束测量结束处理ME。此外，在使与堆栈不同的其它存储装置起到存储表示通过优先级高的处理的中断而执行被中断的处理的此前的执行时间的值的作用的情况下，只要使控制部210执行以下处理即可：在本测量结束处理ME中，拉出堆栈的最上层的值，根据该值和自由运行计时器240的计时器值来计算出处理SL1的执行时间的测量值Tx并写入到测量数据的相应字段，之后将上述计时器值进行符号反转后推入堆栈。
如图6所示，当关于处理SL1的中断结束时，控制部210再开始执行处理SL2。但是，在本动作例中，由于再次产生用于指示开始执行处理SL1的中断，因此处理SL2的执行再次被中断。如图6所示，在基于该再次的中断进行的测量开始处理MS中，控制部210读入自由运行计时器240的计时器值T2′，基于该计时器值T2′和堆栈的最上层的保存内容(-T3+Tα′)来计算表示处理SL2的到该中断产生为止的执行时间的值Tα′+Tγ′(其中，Tγ′＝T2′-T3-Ta2-Ta1)，用该值来更新上述堆栈的最上层的保存内容。之后，控制部210将从自由运行计时器240读入的计时器值T2′进行符号反转后推入上述堆栈。此外，到上述中断产生为止的处理SL2的实际的执行时间Tγ如图6所示那样与根据上述的要领计算出的值Tγ′一致。
此后，以下方面与执行前述的第一次处理SL1时相同：以处理SL1的执行结束为契机来执行测量结束处理ME；在该测量结束处理ME中计算处理SL1的执行时间Ty(Ty＝T3′-T2′-Tc1e-Tc2s)并将该Ty保存在测量数据的瞬时值字段；在输出该测量值Ty后，堆栈的最上层的保存内容被更新为(-T3′+Tα′+Tγ′)；以及，根据上述的要领计算出的测量值Ty与处理SL1的实际的执行时间一致。此外，在关于该第二次处理SL1的测量结束处理中，如果测量值Ty为上一次的测量值Tx以上，则执行以下处理：除了更新上述瞬时值栏以外还将最大值栏的保存内容更新为该测量值Ty，再将动作状态数据保存在测量数据的相应字段；如果测量值Ty小于上一次的测量值Tx，则仅执行上述瞬时值字段的更新。
当关于处理SL1的中断结束时，控制部210再一次地再开始执行处理SL2，当处理SL2的执行结束时，执行测量结束处理ME。在该测量结束处理ME中，控制部210根据堆栈的最上层的保存内容(Tα′+Tγ′-T3′)和从自由运行计时器240读入的计时器值T4来计算表示此前的处理SL2的执行时间的值Tα′+Tγ′+Tβ′(其中，Tβ′＝T4-T3′-Tc1e-Tc2s)。然后，控制部210将根据上述的要领计算出的测量值(Tα′+Tγ′+Tβ′)作为表示处理SL2的执行时间的瞬时值的数据来写入到测量数据的相应字段。另外，在此时的测量数据中，在处理SL2的执行时间的最大值字段中保存有表示初始值的数据，因此控制部210将测量值(Tα′+Tγ′+Tβ′)写入到该最大值字段，并且将此时的动作状态数据写入到测量数据的相应字段。
参照图6可以明确的是，关于第二次处理SL1的中断结束后到处理SL2的执行完成为止的实际的执行时间Tβ(如图6所示，Tβ＝T4-T3′-Ta2-Tc2s)与根据上述的要领计算出的值Tβ′略微不同。但是，Tβ与Tβ′之差(Tβ-Tβ′)是-Ta2+Tc1s，同Tα与Tα′之差Ta2-Tc1s相抵消。也就是说，Tα′+Tγ′+Tβ′＝Tα+Tγ+Tβ，可以正确地计算出处理SL2的执行时间。此外，在使与堆栈不同的其它存储装置起到存储表示通过优先级高的处理的中断而执行被中断的处理的此前的执行时间的值的作用的情况下，只要使控制部210执行以下处理即可：由于在堆栈的最上层仅保存有-T3′，因此从该值与从自由运行计时器240读入的计时器值T4之和减去上述第二校正值来计算值Tβ′，并加上上述存储装置中存储的Tα′和Tγ′来计算表示处理SL2的执行时间的值。
如以上所说明的那样，驱动装置20的测量数据的瞬时值字段的保存内容在每当处理SLn(n＝1或2)的各处理的执行结束时被更新，每当上述瞬时值超过此前的最大值时最大值字段和动作状态数据字段的保存内容被更新。而且，控制部210当通过通信I/F部220接收到从试验装置10发送来的测量结果发送请求时，从易失性存储部252读出接收到该请求的时间点的测量数据来发送到试验装置10，并对测量数据进行初始化。
另一方面，试验装置10的控制部110按照试验程序1542来执行以下处理：以固定的时间间隔来周期性地获取驱动装置20中的处理SLn(n＝1或2)的执行时间的瞬时值、最大值以及测量出最大值的时间点的动作状态数据并累积在易失性存储部152中。而且，控制部110按每个数据获取定时，将根据处理SLn(n＝1或2)的种类和优先级而预先决定的阈值与该数据获取定时的上述执行时间的瞬时值(或最大值)进行比较，例如在后者超过前者的情况下，使用户I/F部130的显示部显示警告消息。另外，试验负责人能够以在试验装置10的易失性存储部152中累积了足够的量的测量数据为契机来使控制部110执行统计分析处理1542c，从多个方面分析驱动装置20中的各处理的处理负荷是否存在问题。
这样，根据本实施方式，由于执行上述警告处理，因此试验负责人即使不逐一细查从驱动装置20获取到的数据也能够掌握异常的产生。另外，在本实施方式中，除了获取驱动装置20中的处理SLn(n＝1或2)的执行时间的瞬时值以外，还获取从上一次的数据获取定时到本次的数据获取定时的时间间隔内的上述执行时间的最大值，因此与仅获取瞬时值的方式相比也不会发生因最大值的获取遗漏引起的异常的错过。并且，根据本实施方式，还获取测量出最大值的时间点的动作状态数据，因此能够有助于查明异常的原因。
除此以外，根据本实施方式，各数据获取定时的处理SLn(n＝1或2)的执行时间的瞬时值、最大值以及测量出最大值的时间点的动作状态数据被累积在试验装置10的易失性存储部152中，因此无需使驱动装置20的存储部250大容量化。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，不使通过中断来执行各种处理的驱动装置20的存储器大容量化，而能够可靠且容易地掌握各处理的执行时间的问题。
(C：变形)
以上说明了本发明的实施方式，但是当然也可以对该实施方式施加以下的变形。
(1)在上述实施方式中，说明了监视由控制部210按照进行电动机30的驱动装置20中的电力变换部230的工作控制的程序执行的各种处理的处理负荷的情况。但是，利用本发明的监视方法的处理负荷的监视对象的处理并不限定于在进行电动汽车的电动机的驱动控制的驱动装置中执行的处理。例如也可以将在家庭用游戏机、便携式游戏机中执行的处理的处理负荷作为监视对象，另外还可以将在智能电话、平板型计算机等便携式计算机中执行的处理、或在路由器等网络设备中执行的处理的处理负荷作为监视对象。总之，只要是作为在计算机装置中通过中断来执行的处理的、对每个处理预先决定有优先级的处理即可，特别是在中断以几十微秒这样的极短的时间间隔产生的情况下有效。
(2)在上述实施方式中，作为第一校正值和第二校正值，使用根据控制部210的种类、规格而决定的值，并且，作为第一校正值，使用与作为执行时间的测量对象的处理的优先级相应的值，但是也可以使用仅根据控制部210的种类或规格而决定的值，另外还可以使用仅根据作为执行时间的测量对象的处理的优先级而决定的值。根据这种方式，虽然与上述实施方式相比执行时间的测量精度降低，但是，与使用这些校正值进行校正相应地能够以与以往的堆栈方式相比高的精度来测量执行时间。
(3)在上述实施方式中，第一校正值和第二校正值被嵌入到测量辅助库2546的各程序，但是也可以与上述各程序分开地将写入有这些校正值的表存储在非易失性存储部254中，使按照各程序进行工作的控制部210执行从该表读入各校正值来使用的处理。如果像这样与执行时间测量用的程序分开地事先存储各校正值，则即使在发生了例如控制部210的更换(换成性能更高的控制部)、各处理的中断级别的变更的情况下，也能够通过重写上述表来灵活地应对。
(4)在上述实施方式中，说明了使第一校正值的值在优先级最高的处理和其它处理中不同的情况，但是也可以使处理内容在优先级最高的处理之前执行的测量开始处理与其它处理之前执行的测量开始处理中不同。具体地说，为了在测量开始处理的执行中禁止因其它处理引起的中断，一般在测量开始处理的开头进行中断禁止控制，在测量开始处理的末尾进行解除该禁止的控制，但是在优先级最高的处理之前执行的测量开始处理中，由于不会产生因其它处理引起的中断，因此省略上述禁止控制、禁止的解除。关于测量结束处理也同样地，也可以在优先级最高的处理的后续的测量结束处理中省略上述禁止控制、禁止的解除，在其它处理的后续的测量结束处理中执行上述禁止控制、禁止的解除。
(5)在上述实施方式中，将从驱动装置20发送来的测量数据累积在试验装置10的存储部150中，但是也可以将测量数据累积在通过USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)接口等外部设备接口而与试验装置10连接的存储装置中。另外，在上述实施方式中，使用户I/F部130的显示部显示警告消息、表示统计分析处理1542c的处理结果的画面，但是也可以使通过外部设备接口而与试验装置10连接的显示装置显示上述警告消息、画面。另外，在上述实施方式中，说明了使用户I/F部130的显示部显示警告消息的情况，但是当然也可以是进行声音输出的方式。
(6)在上述实施方式中，使试验装置10的控制部110执行结果收集处理1542a、警告处理1542b以及统计分析处理1542c这三种处理。但是，在仅进行处理负荷的实时监视的情况下也可以省略统计分析处理1542c，反之在不进行处理负荷的实时监视的情况下也可以省略警告处理1542b。另外，当在不进行处理负荷的实时监视的情况下使用统计分析专用的计算机装置来进行统计分析处理时，也可以省略统计分析处理1542c。另外，结果收集处理1542a中的动作状态数据的收集和累积不是必需的，也可以省略。而且，在省略动作状态数据的收集和累积的情况下，也可以省略测量结束处理中的动作状态数据的存储。
附图标记说明
1：试验系统；10：试验装置；110；210：控制部；120；220：通信I/F部；130：用户I/F部；230：电力变换部；140、240：自由运行计时器；150、250：存储部；152、252：易失性存储部；154、254：非易失性存储部；1542：试验程序；2542：通信控制库；2544：电力变换部控制库；2546：测量辅助库；160、260：总线；30：电动机。

Claims (7)

1.一种监视方法，使用与计算机装置进行通信的上级控制器来监视使上述计算机装置执行多个处理的情况下的表示各处理的处理负荷的指标的测量值，该多个处理是分别通过中断来执行的，并且分别被预先决定了中断的优先级，该监视方法的特征在于，
上述计算机装置在每次执行上述各处理时测量上述指标，将测量结果按优先级进行分类来存储为包括最新的测量值和最大值的测量数据，并且，该测量数据中的最新的测量值在每当上述各处理的执行结束时被更新，在该最新的测量值超过此前测量到的最大值的情况下，用该最新的测量值来更新该最大值，在更新上述最大值时将表示此时的动作状态的动作状态数据与新的最大值相对应地进行存储，
上述上级控制器以比上述计算机装置中的上述多个处理中执行周期最长的处理的执行周期长的周期向上述计算机装置发送用于请求发送最新的测量值的测量结果发送请求，
上述计算机装置以从上述上级控制器接收到上述测量结果发送请求为契机，向上述上级控制器发送包括在上一次接收上述测量结果发送请求以后测量出的各处理的最新的测量值和最大值以及与该最大值相对应的动作状态数据的测量数据，并且对所述测量数据进行初始化，
上述上级控制器将从上述计算机装置发送来的最新的测量值和最大值以及动作状态数据累积在与上述上级控制器连接的存储装置中。
2.根据权利要求1所述的监视方法，其特征在于，
上述上级控制器针对上述多个处理的各个处理存储有根据该处理的优先级而决定的与上述指标有关的阈值，
上述上级控制器执行以下处理：将从上述计算机装置接收到的最新的测量值与相应的阈值进行比较，使输出装置输出与该比较的结果相应的警告消息。
3.根据权利要求2所述的监视方法，其特征在于，
上述指标是上述多个处理的各个处理的执行时间或CPU占用率。
4.根据权利要求1所述的监视方法，其特征在于，
上述指标是上述多个处理的各个处理的执行时间或CPU占用率。
5.根据权利要求3所述的监视方法，其特征在于，
上述指标是上述多个处理的各个处理的执行时间，上述计算机装置以减去测量该指标所需的时间的方式按每个处理计算上述测量值。
6.根据权利要求4所述的监视方法，其特征在于，
上述指标是上述多个处理的各个处理的执行时间，上述计算机装置以减去测量该指标所需的时间的方式按每个处理计算上述测量值。
7.一种计算机装置，其特征在于，具备：
控制部，其执行多个处理，该多个处理是分别通过中断来执行的，并且分别被预先决定了中断的优先级；
通信接口部，其用于与上级控制器进行通信；以及
存储部，
其中，上述控制部在每次执行上述多个处理的各个处理时测量表示该处理的处理负荷的指标，将测量结果按优先级进行分类来作为包括最新的测量值和最大值的测量数据写入到上述存储部，并且，该测量数据中的最新的测量值在每当上述各个处理的执行结束时被更新，在该最新的测量值超过此前测量到的最大值的情况下，用该最新的测量值来更新该最大值，在更新上述最大值时将表示此时的动作状态的动作状态数据与新的最大值相对应地进行存储，另一方面，上述控制部以经由上述通信接口部从上述上级控制器接收到请求发送最新的测量值的测量结果发送请求为契机，从上述存储部读出包括在上一次接收上述测量结果发送请求以后测量出的各个处理的最新的测量值和最大值以及与该最大值相对应的动作状态数据的测量数据并向上述上级控制器发送该测量数据，并且对所述测量数据进行初始化。
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