CN112732429A - 任务调度的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种任务调度的方法、装置、设备及存储介质。具体方案应用于车载电子控制单元ECU，包括：获取待处理的任务数据；根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区；按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。根据本申请实施例，利用缓冲区存储待处理的任务数据，协调异步任务间的数据通信，可以减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
Description
技术领域
本申请属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种任务调度的方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
随着车载嵌入式系统芯片处理能力越来越强大，其操作系统任务设计也越来越复杂。
通常，在操作系统中多个任务需要协同工作以实现某个功能，但是，这些任务的调度周期各不相同，相关技术中的任务调度方法，在数据通信过程中可能存在数据丢失等问题，影响收发的数据的完整性。
发明内容
本申请实施例提供一种任务调度的方法、装置、设备及计算机存储介质，能够减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
第一方面，本申请实施例提供一种任务调度的方法，所述方法应用于车载电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)，包括：
获取待处理的任务数据；
根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区；
按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。
可选的，根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区，包括：
当所述预设缓冲区的存储索引位置和提取索引位置不相同时，根据所述存储索引位置，将所述任务数据存储至预设缓冲区。
可选的，所述方法还包括：
根据所述任务数据的长度，将所述存储索引位置移动对应的长度空间。
可选的，根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区，还包括：
当所述预设缓冲区的存储索引和提取索引位置相同、且存储索引和提取索引之间的数据长度与预设缓冲区的数据长度相等时，停止将所述任务数据存储至预设缓冲区。
可选的，所述预设任务执行顺序包括先进先出原则和任务优先级原则。
可选的，所述方法还包括：
根据所述车载ECU的RAM大小和任务数据类型，调整所述预设缓冲区的大小。
可选的，所述预设缓冲区为环形缓冲区。
第二方面，本申请实施例提供了一种任务调度的装置，装置应用于车载ECU，装置包括：
获取模块，用于获取待处理的任务数据；
存储模块，用于根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区；
读取模块，用于按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。
第三方面，本申请实施例提供了一种任务调度的设备，设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第一方面以及第一方面可选的所述的任务调度的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面以及第一方面可选的所述的任务调度的方法。
本申请实施例的任务调度的方法、装置、设备及计算机存储介质，能够在车载系统进行任务处理时，利用缓冲区存储待处理的任务数据，协调异步任务间的数据通信，可以减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一些实施例提供的任务调度的方法的流程示意图；
图2是本申请一些实施例提供的预设缓冲区的示意图；
图3是本申请一些实施例提供的任务调度的方法的流程示意图；
图4是本申请一些实施例提供的任务调度的设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
随着车载嵌入式系统芯片能力设计越来越强大，系统任务设计也越来越复杂。在早期传统的基于Timer的任务调度设计也越来越不能满足系统在实时性及稳定性等方面的实现要求，因此现在嵌入式系统中往往使用RTOS实时操作系统进行任务调度。
在系统中往往多个任务需要协同工作以实现具体功能。通常，使用的任务调度的方法包括：一是收发任务周期相同，合理调整两个任务的执行顺序，确保发送任务发出的每一个数据都能被接收任务获取到；二是接收任务周期按照采样定理，设置为小于等于发送任务周期的1/2，确保每个发出的任务数据都能被准确处理。
但是，相关技术中的任务调度方法仍存在着一些缺陷，例如软件维护中较易造成系统错误、系统负载压力较大等等，如果任务调度不合理，都可能导致在数据通信过程中发生数据丢失等问题，影响收发的数据的完整性。
为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种任务调度的方法、装置、设备及计算机存储介质，能够减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
下面结合附图，描述根据本申请实施例提供的任务调度的方法、装置、设备及计算机存储介质。应注意，这些实施例并不是用来限制本申请公开的范围。
下面首先对本申请实施例所提供的任务调度的方法进行介绍。
图1是本申请一些实施例提供的任务调度的方法的流程示意图。如图1所示，在本申请实一些施例中，该任务调度的方法可以应用于车载电子控制单元(ElectronicControl Unit,ECU)，该方法可以包括如下步骤：
S101：获取待处理的任务数据。
S102：根据预设缓冲区的缓存条件，将任务数据存储至预设缓冲区。
预设缓冲区的缓存条件可以包括缓冲区的存储空间的数据存储状态。在存储待处理的任务数据之前，可以先对该缓冲区的存储空间进行判断。根据预设缓冲区的存储索引位置和提取索引位置关系以及存储索引和提取索引之间数据长度与预设缓冲区的数据长度关系，可以判断缓冲区的存储空间的数据存储状态。
当预设缓冲区的存储索引位置和提取索引位置不相同时，根据存储索引位置，将任务数据存储至预设缓冲区。根据任务数据的长度，可以将存储索引位置移动对应的长度空间。
当预设缓冲区的存储索引和提取索引位置相同、且存储索引和提取索引之间数据长度与预设缓冲区的长度相等时，停止将任务数据存储至预设缓冲区。
此外，可以理解的是，在实际应用时，对于预设缓冲区中已有的任务数据，可以根据实际需求，设置具体规则，确定是否将已有的任务数据删除或者覆盖，在此不再赘述。
在本申请一些实施例中，如图2所示，图2是本申请一些实施例提供的预设缓冲区的示意图。该预设缓冲区可以为环形缓冲区。该环形缓冲区可以无头和尾的环形缓冲区，其操作包含放入和取出的原子操作。在遍历该环形缓冲区时可以从任意节点开始，提升了遍历环形缓冲区的灵活性。
存储索引为Put索引，提取索引为Get索引。在存储任务数据时，从Put索引的位置开始存储任务数据，并将Put索引位置向前移动任务数据的有效数据长度对应的长度空间。
在本申请一些实施例中，根据车载ECU的RAM大小和任务数据类型，可以调整预设缓冲区的大小。
车载ECU中常用的嵌入式芯片包括微控制器(Micro Controller Unit,MCU)和片上系统(System on Chip,SOC)。例如，MCU的NXP S32K系列芯片，Renesas RH850等。SOC的NVDIA Xavier,TI TDAx系列等。
在本申请一些实施例中，车载ECU的MCU定位主要是实时控制和功能安全，因此受限于有限的存储资源和功能安全要求。针对MCU的软件系统的预设缓冲区可以为数组形式，并分配在RAM。在系统上电初始化时静态分配，且在ECU整个上电周期内不会释放，以此确定软件运行的确定性。
在MCU中，当任务间通信数据为简单数据类型时，则可以直接根据收发任务的执行速率差和收发数据量确定预设缓冲区大小。当任务间通信数据为复杂数据类型，可根据实际需求及操作便捷性综合评估定义一系列变量，并在有数据填入变量时将其指针挂载于缓冲区中。
这里，示例性的，简单数据类型可以是例如unsigned char，unsigned int,float等数据类型。复杂数据类型可以看作是需要多个简单数据类型组合的数据，例如，方向盘信号请求信号具有两个属性，一个是角度数值，另外一个方向。这种情况下，如果某个任务需要发出方向盘请求信号的话，发出的是复杂数据类型。
在本申请一些实施例中，对于存储资源较为丰富且对功能安全要求不是特别严格的SOC，该预设缓冲区可以使用动态链表的形式，并可以动态适配缓冲区空间的大小。
在SOC的系统初始化阶段，可以预设最小空间的缓冲区，随着系统任务执行，每当缓冲区放满且又接收到新的任务数据时，则可以开辟新的空间，并将新的空间地址链接到原缓冲区Put索引之后。在经过一段时间之后缓冲区大小扩展至系统的预设存储阈值时，缓冲区可以达到平衡状态，此时的缓冲区大小即为系统最佳适配大小。
S103：按照预设任务执行顺序，读取并执行预设缓冲区中的任务数据。
预设任务执行顺序可以包括先进先出原则和任务优先级原则。
在本申请一些实施例中，在从预设缓冲区读取任务数据时，可以按照先进先出原则，依次读取并执行任务数据。
在本申请一些实施例中，在从预设缓冲区读取任务数据时，可以按照任务优先级原则，根据任务数据的优先等级，先读取并执行优先等级高的任务数据。剩余的任务数据可以按照先进先出原则，或者按照其任务优先级读取并执行。
在本申请一些实施例中，针对按照任务优先级原则读取的任务数据。在缓冲区的数据结构上，根据任务数据的任务优先级，将任务优先级别高的任务数据在缓冲区指针提前至提取索引的位置或者邻近提取索引的位置，以使得高优先级的任务数据可先被读取并执行。
综上，本申请实施例的任务调度的方法能够在车载系统进行任务处理时，利用缓冲区存储待处理的任务数据，协调异步任务间的数据通信，可以减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
可以理解的是，在ECU的系统任务调度中，对于获取待处理的任务数据，从数据产生和消费的角度，将任务分为数据生产任务和数据消费任务。如果数据生产任务以较高的频率产生任务数据，而数据消费任务以较慢的频率处理这些任务数据，便可能发生丢失数据的问题。基于本申请实施例的任务调度方法，在数据生产任务和数据消费任务之间设置缓冲区，用于暂存数据生产任务产生的任务数据，待数据消费任务条件满足从缓冲区中取出这些数据进行处理。可以有效地减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
基于上述实施例提供的任务调度的方法，相应地，本申请还提供了任务调度的装置的具体实现方式。请参见以下实施例。
图3是本申请一个实施例提供的任务调度的方法的流程示意图。如图3所示，在本申请一些实施例中，任务调度的装置应用于车载ECU，该装置包括：
获取模块301，用于获取待处理的任务数据。
存储模块302，用于根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区。
读取模块303，用于按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。
图3所示装置中的各个模块/单元具有实现图1中各个步骤的功能，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
综上，本申请实施例的任务调度的装置可以用于执行上述实施例中的任务调度的方法，该方法应用于车载ECU，能够在车载系统进行任务处理时，利用缓冲区存储待处理的任务数据，协调异步任务间的数据通信，可以减少任务处理中数据丢失情况的发生，保证了任务处理中数据的完整性。
基于上述实施例提供的任务调度的方法，相应地，本申请还提供了任务调度的设备的具体实现方式。请参见以下实施例。
图4是本申请一个实施例提供的任务调度的设备的硬件结构示意图。
任务调度的设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
具体地，上述处理器401可以包括中央处理器，或者特定集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器402可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器402可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器402可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器402可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器402是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器402包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种任务调度的方法。
在一个示例中，任务调度的设备还可包括通信接口403和总线410。其中，如图4所示，处理器401、存储器402、通信接口403通过总线410连接并完成相互间的通信。
通信接口403，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线410包括硬件、软件或两者，将任务调度的设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线410可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该任务调度的设备可以执行本申请实施例中的任务调度的方法，从而实现结合图1描述的任务调度的方法。
另外，结合上述实施例中的任务调度的方法，本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种任务调度的方法。
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种任务调度的方法，其特征在于，所述方法应用于车载电子控制单元ECU，包括：
获取待处理的任务数据；
根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区；
按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区，包括：
当所述预设缓冲区的存储索引位置和提取索引位置不相同时，根据所述存储索引位置，将所述任务数据存储至预设缓冲区。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述任务数据的长度，将所述存储索引位置移动对应的长度空间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区，还包括：
当所述预设缓冲区的存储索引和提取索引位置相同、且存储索引和提取索引之间的数据长度与预设缓冲区的数据长度相等时，停止将所述任务数据存储至预设缓冲区。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设任务执行顺序包括先进先出原则和任务优先级原则。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述车载ECU的RAM大小和任务数据类型，调整所述预设缓冲区的大小。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设缓冲区为环形缓冲区。
8.一种任务调度的装置，其特征在于，所述装置应用于车载ECU，所述装置包括：
获取模块，用于获取待处理的任务数据；
存储模块，用于根据预设缓冲区的缓存条件，将所述任务数据存储至预设缓冲区；
读取模块，用于按照预设任务执行顺序，读取并执行所述预设缓冲区中的所述任务数据。
9.一种任务调度的设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1至7任意一项所述的任务调度的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的任务调度的方法。
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