CN107025144B - 用于写入以及读取数据集的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在使用一个或多个写入过程（300）以及一个或多个读取过程（311、312、313）的情况下在具有一定数量的存储空间（201、202、203、204、305）的至少一个计算单元中写入以及读取数据集（100）的方法，其中在每个写入过程（300）中将数据集（100）的映像（111、112、113、114）写入到存储空间（201、202、203、304、305）中，并且其中在每个读取过程（311、312、313）中数据集（100）的在相应的读取过程（311、312、313）的起始时间点最后完整地被写入的映像从所写上的存储空间中被读取。

Description

用于写入以及读取数据集的方法

技术领域

本发明涉及用于在至少一个计算单元中写入以及读取数据集的方法以及计算单元或者计算单元复合体以及用于方法执行的计算机程序。

背景技术

在机动车中控制设备被用作计算单元，以便有效地实现机动车的各种功能。在这些控制设备的运行的范围中，一般来说需要写入以及读取不同的数据。为了维持这些数据的一致性应注意的是，读取和写入过程、即必须读取或者写入数据的不同过程不相互妨碍或影响。

从DE 102 29 520 A1中例如已知如下方法，在所述方法中针对两个不一样快的任务程序或者过程在合适的时间点复制参量，使得参量的复制以时间上等距的间隔来进行，以便保证数据一致性。

发明内容

根据本发明提出具有独立专利权利要求的特征的用于写入以及读取数据集的方法以及计算单元或者计算单元复合体以及用于方法执行的计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及随后的说明书的主题。

根据本发明的方法用于在使用一个或多个写入过程以及一个或多个读取过程时在具有一定数量的存储空间的至少一个计算单元中写入以及读取数据集。在此，在每个写入过程中数据集的映像被写入到存储空间中并且在每个读取过程中数据集的在相应的读取过程的起始时间点最后完整地被写入的映像从所写上的存储空间中被读取。数据集的内容通常在这种写入过程中变化。所述至少一个计算单元尤其可以是机动车的、例如机动车的控制设备中的至少一个计算单元。

为了确保数据集的一致性可以针对每个读取过程创建在数据集的副本的意义上的被读取的自身的映像。同样可以在每个写入过程中写入数据集的自身的映像，所述映像在写入结束之后被复制到数据集上。然而在此应注意的是，在所写入的映像到数据集的复制过程期间不创建针对读取过程的映像并且在创建针对读取过程的映像期间不将所写入的映像复制到数据集上，以便确保数据集的一致性。这也被称为互相排斥（英文：MutualExclusion）。然而，这导致长的持续时间，在所述持续时间期间计算性能保持不被使用。

而在所提出的方法中，计算性能保持不被使用的持续时间被显著减少。这通过如下方式来实现，即不必针对每个读取过程创建自身的映像，在所述创建期间可能必须等待所写入的映像到数据集上的复制。作为替代，读取过程现在可以简单地从所属的存储空间中读取最后完整地被写入的映像、即最当前的完整的映像，而不必等待所写入的映像的可能的复制过程。

所提出的方法对于多个如下过程来说也是特别有利的，所述过程同时读取以及写入并且尤其在使用静态分配的存储器（即可以被所述过程使用的存储空间的数量被预先规定）的情况下尤其在多核单元的多个计算内核上实施。

优选地，在每个写入过程中数据集的映像被写入到如下存储空间中，不从所述存储空间读取并且在另一写入过程的范围中不写入到所述存储空间中。以这种方式可以实现的是，读取过程在写入过程期间不被妨碍或者中断。为了确保写入过程不写入到恰好从其中读取的存储区域中，例如可以规定：读取过程在读取期间相应地通知：涉及的存储空间恰好被使用。这在另一写入过程中也可以以这种方式来实现。

有利地，不在写入过程中将数据集的映像中写入到数据集的映像最后完整地被写入到其中的那个存储空间中。以这种方式可以确保：针对由读取过程来使用总是保证数据集的最当前的映像。

有利的是，可以从相应的存储空间中同时在不同的读取过程的范围中读取数据集的每个映像。这实现特别有效的存储器利用。

优选地使数据集的最后完整地被写入的映像借助于参阅该映像对于随后的读取过程来说能够读取。这种参阅例如可以借助于所谓的全局指示器或指针来进行，想要使用最当前的映像的每个读取过程于是可以将所述指示器或指针复制到其自身的局部指示器或者指针中。以这种方式因此可以非常简单地使最当前的或者最后被写入的映像对于读取过程来说能够读取。

有利地，在初始化至少一个计算单元时将数据集的映像写入到存储空间中。通过这种方式，在所述至少一个计算单元初始化或者启动之后尚未有写入过程将映像写入到存储空间中时，则也给读取过程提供映像用于读取。

适宜地，写入过程和读取过程的至少一个提高了一的数量被用作存储空间的数量。以这种方式对于如下情况来说也提供足够的存储空间：同时每个读取过程想要从另一存储区域中读取，这可能当在读取过程中的每个的起始时间点已经有新的最当前的映像可用时发生，并且每个写入过程想要写入。所述一个附加的存储空间在此被设置用于最当前的映像，所述映像优选地不应被覆写。在此应思考的是，在机动车中的计算单元的情况下一般来说使用Autosar（汽车开放系统架构）标准，在所述Autosar标准的情况下动态地产生存储空间是不可能的并且因此存储空间的合适的数量应从一开始就够用。

此外，对于所提出的方法来说适宜的是，存储区域可以基元地被预留，即例如从存储区域读取的读取过程的请求可以不打断地被实施。因此在用于读取的请求期间不能开始将映像写入到涉及的存储空间中的写入过程。

根据本发明的计算单元、例如机动车的控制设备以及根据本发明的计算单元复合体尤其在编程技术上被设立用于执行根据本发明的方法。

所述方法以计算机程序的形式的实现也是有利的，因为尤其当实施的控制设备还用于另外的任务并且因此本来存在时这引起特别低的成本。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁性的、光学的和电气的存储器、诸如硬盘、闪存存储器、EEPROM、DVD以及其他等等。程序通过计算机网络（因特网、内联网等）的下载也是可以的。

本发明的另外的优点和设计方案由说明书和所附的附图得出。

本发明根据实施例示意性地被示出在附图中并且下面参照附图来描述。

附图说明

图1示意性地示出用于写入以及读取数据集的非根据本发明的方法的流程。

图2至7示意性地示出在一种优选的实施方式中在不同时间点的根据本发明的方法的流程。

具体实施方式

在图1中示意性地示出用于写入以及读取数据集的非根据本发明的方法的流程。示例性地示出写入到数据集100中的写入过程300和读取数据集100的三个读取过程311、312、313。

写入过程或读取过程例如可以是在机动车的运行中的不同应用或者应用的不同步骤，所述不同应用或者应用的不同步骤想要对数据集进行访问。数据集例如可以是如下信息，所述信息一方面一再被更新并且所述信息另一方面一再尽可能以其最当前的版本被需要。

为了写入到数据集100中，现在这里可以首先由写入过程将映像101写入到存储区域201中。在写入过程300已完成映像101之后，该映像101可以被复制到数据集100上，使得数据集100是当前的。

为了读取数据集100，数据集100的自身的映像102、103或者104可以由读取过程311、312、313中的每个分别被复制到所分配的存储区域202、203或者204中并且从那里被读取。

在此应注意的是，在所写入的映像101被复制到数据集100上期间以及从数据集100复制映像102、103、104之一期间，对于这些复制过程中的每个来说必须排斥其他的过程，以便得以维持数据集100的一致性。在该互相排斥期间被排斥的过程与此相应地不能工作，由此性能丢失或者保持不被使用。

在图2至7中示意性地示出在一种优选的实施方式中在不同时间点的根据本发明的方法的流程。这里也示例性地示出写入到数据集100中的写入过程300和读取数据集100的三个读取过程311、312、313。总计设置五个存储空间201、202、203、204、205、即存在多于写入和读取过程的存储空间。所述方法在此可以被实施在计算单元180、例如控制设备上。为了清楚起见，计算单元仅在图2中被示出。

在图2中现在示出在一个时间点、例如直接在所述方法被实施在其上的计算单元180的初始化之后的方法。在此，映像111被写入到存储空间中的一个中，在所述存储空间中在该时间点尚未有存储空间被使用，所述一个在此为存储空间201。在该时间点是数据集100的唯一的并且因此也是最当前的映像的该映像111的写入例如可以被集成到计算单元的初始化过程中。

此外，创建例如所谓的指针或指示器形式的参阅250，所述参阅例如总是说明数据集的最当前的映像在哪个存储空间中、在此即映像111在存储空间201中并且对于读取过程311、312、313来说是可见的。

在图3中现在示出通过写入过程300来写入映像。写入过程为此选择如下存储空间，最当前的映像111不处于所述存储空间中并且也不从所述存储空间读取，并且将数据集的映像写入到该存储空间、这里存储空间202中。

在图4中现在示出映像111通过读取过程311的读取，而写入过程300继续写入到存储空间202中。读取过程311通过参阅250知道：最当前的映像处于哪个存储空间中，在此所述读取过程可以读取的映像111处于存储空间201中。

在读取过程311从存储区域201读取期间，所谓的信号271可以被设定，以便想要写入到存储空间中的写入过程知道：哪个存储空间恰好在使用中并且因此不允许被写入。

在图5中，附加于图4地示出映像111通过读取过程312的读取。读取过程312基于参阅250也知道：数据集的最当前的映像处于哪个存储空间中。读取过程312也设定信号272，以便将存储空间201标记为被使用的。

在读取过程结束之后于是也可以删除相应的信号。以这种方式，为了写入过程的写入或者覆写释放不再从其中读取并且不是具有最当前的映像的存储空间的存储空间。因为新的读取过程总是读取最当前的映像，所以这种更老的映像也可以毫不犹豫地被覆写。

现在在图6中写入过程300完成写入到存储空间202中并且已经处于将新的映像写入到存储空间203中。在存储空间202中完整地被写入的映像112现在是最当前的映像，因此参照250现在指向存储空间202。以映像的读取开始的读取过程因此读取存储空间202中的映像212，如这在这里所示出的情况下在读取过程311中是该情况。相应地，信号271在存储空间202中也被设定。

然而，读取过程312例如尚未完成读取存储空间201中的映像111，使得读取过程312继续对存储空间201进行访问。尽管已经存在数据集的一个更当前的映像，存储空间201因此还不能重新被写上。

在图7中现在示出如下情况，在所述情况下三个读取过程311、312、313中的每个从不同存储空间、这里存储空间201、202、203读取相应的映像112、111或者113。所述读取在此借助于信号272、271、273来示出，这导致所述三个存储空间311、312、313尚不允许重新被写入。

此外，最当前的映像然而从现在起已经是存储空间204中的映像114，这借助于参阅250来示出。因为写入过程300已经重新写入映像，所以所述写入过程为此必须对存储空间205进行访问，因为所有剩余的存储空间出于所提到的原因尚不允许被写入。这表明为什么存储空间的数量应当比总计存在的过程高出一个。以这种方式不出现等待时间。

尤其应注意的是，在所提出的方法中想要读取数据集100的每个读取过程可以在没有等待时间的情况下对数据集100的最当前的映像进行访问并且读取该映像。然而，每个写入过程同时也可以在没有等待时间的情况下将映像写入到存储空间中。通过使用参阅在此也可以保证：每个读取过程从在读取过程的开始的时间点最当前的映像读取。

此外，在所提出的方法中有利的是，与在图1中所示出的方法相比不再必须复制到数据集100中，这可以引起针对读取过程的长的等待时间。总的来说，通过所提出的方法不仅减少系统中的跳动，而且减少系统中的总线负载，因为不再必须产生附加的副本。此外，可用的系统性能更好地被充分利用。

Claims (8)

1.用于在使用一个或多个写入过程（300）和一个或多个读取过程（311、312、313）的情况下在具有一定数量的存储空间（201、202、203、204、205）的至少一个计算单元（180）中写入以及读取数据集（100）的方法，其中所述存储空间（201、202、203、204、205）的数量大于写入过程和读取过程的总数，

其中在每个写入过程（300）中将所述数据集（100）的映像（111、112、113、114）写入到一个存储空间（201、202、203、204、205）中，其中在每个写入过程（300）中所述数据集（100）的映像被写入到如下存储空间中，没有正在从所述存储空间读取并且在另一写入过程的范围中没有写入到所述存储空间中，以及

其中在每个读取过程（311、312、313）中从所写上的存储空间中读取所述数据集（100）的在相应的读取过程（311、312、313）的起始时间点最后完整地被写入的映像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中不在写入过程中将所述数据集（100）的映像写入到所述数据集（100）的映像最后完整地被写入到其中的那个存储空间中。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述数据集（100）的每个映像（111、112、113、114）能够从相应的存储空间同时在不同读取过程（311、312、313）的范围中被读取。

4.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中使所述数据集（100）的最后完整地被写入的映像借助于参阅（250）该映像对于随后的读取过程来说能够读取。

5.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中在初始化所述至少一个计算单元（180）时将所述数据集（100）的映像（111）写入到存储空间（201）中。

6.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中所述写入过程和读取过程的至少一个增加了一的数量被用作存储空间（201、202、203、204、205）的数量。

7.计算单元（180）或者计算单元复合体，所述计算单元或者计算单元复合体被设立用于执行根据权利要求1至6之一所述的方法。

8.机器可读的存储介质，其具有存储在其上的计算机程序，所述计算机程序当被实施在计算单元（180）或者在计算机程序复合体上时促使所述计算单元（180）或者计算单元复合体执行根据权利要求1至6之一所述的方法。

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