CN117424859A - 一种车载中间件请求指令处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种车载中间件请求指令处理方法及装置。所述方法包括：车载中间件系统在接收车载系统中发送控制单元发送的请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。所述方法还包括定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。采用本方法能够高效的处理不同优先级的请求指令，还能及时处理失效指令，减少无效请求占用系统资源。
Description
技术领域
本发明涉及车载通信领域，特别是涉及一种车载中间件请求指令处理方法及装置。
背景技术
车载通信中间件是一种在车辆电子系统中起到桥梁作用的软件组件。它通常运行在车载计算平台上，负责处理不同车内子系统之间的通信和数据交换。车辆现代化技术的快速发展，使得汽车内部涉及的计算和通信任务日益复杂，涵盖了诸如车辆控制、车载娱乐、车联网等多个方面。为了实现这些功能，车辆内部的各个子系统需要相互之间进行通信和数据传输。车载通信中间件的作用类似于一个消息传递系统，它提供了一种机制，让不同的车内子系统可以彼此发送和接收消息，实现数据的共享和交换。
但是当前车载通信中间件的实现，一般采用了消息队列的方式存放待处理的请求指令。消息队列一般采用先进先出的机制，所有的请求指令都是同样的优先级，后到的请求指令即使再紧急也必须在队列中排队等待处理。此外，车载领域的指令具有时效性。例如车门开关指令有时间要求，用户下达车门开关指令后需要在一定时间内收到反馈，一旦车门开关指令超时，该指令在实际意义上已经失效了，但通信中间件的消息队列中却还保存这条请求指令，造成了资源浪费，进一步的，当该条已失效的指令后续被执行时，会造成该请求整条执行路径上的资源浪费。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车载中间件请求指令处理方法及装置，在能够高效的处理不同优先级的请求指令，减少优先级较高的指令无法被及时执行的风险，增强整个车载中间件的通信体验的同时，还能及时处理失效指令，减少无效请求占用系统资源，提升车载中间件的处理能力。
本发明的一个方面，提供一种车载中间件请求指令处理方法，该方法包括：
在接收到请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；
根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；
根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
在一些实施例中，所述方法还包括：定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
本发明的另一个方面提供一种车载中间件请求指令处理装置，该装置包括：
指令分发模块，用于在接收到请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；
指令调度因子确定模块，用于根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；
指令执行模块，用于根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
在一些实施例中，所述装置还包括：指令调整模块，用于定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
上述车载中间件请求指令处理方法及装置，在车载中间件系统在接收车载系统中发送控制单元发送的请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作；能够高效的处理不同优先级的请求指令，减少优先级较高的指令无法被及时执行的风险，增强整个车载中间件的通信体验。并且，定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理，能够及时处理失效指令，减少无效请求占用系统资源，提升车载中间件的处理能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例中一种车载中间件请求指令处理方法的流程图；
图2应用图1中根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中的方法，为本发明实施例中一种指令分发流程图；
图3应用图1方法中根据所述请求指令的超时时间将所述请求指令放入到相应的各级消息队列中，为本发明实施例中一种指令分发示意图；
图4为本发明实施例中各级消息队列调度因子计算结果示意图，应用图1中根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子的方法；
图5为本发明实施例提供的一种车载中间件请求指令处理装置示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本发明的描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
参见图1，为本发明实施例提供的一种车载中间件请求指令处理方法，该车载中间件请求指令处理方法可以由本发明实施例提供的一种车载中间件请求指令处理装置来执行，该车载中间件请求指令处理装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现，所述车载中间件请求指令处理方法包括以下步骤：
步骤S101：在接收到请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中。
可以理解地，在车载中间件系统中，发送指令的一方通常是由上层控制单元或用户交互设备(比如车载显示屏、车载计算机)产生的指令。这些指令可以是来自驾驶员的控制输入，比如通过车辆的按钮、触摸屏或语音识别产生的指令，也可以是其他车辆系统产生的指令，比如车载导航系统、车载娱乐系统等。
车载中间件系统在接收车载系统中发送控制单元发送的请求指令后，解析到达系统的所述请求指令的指令头，获取所述请求指令的超时时间。请求指令的指令头通常包含一些元数据：如指令类型、超时时间、数据长度等信息。一旦解析了指令头，车载中间件系统就可以从中获取超时时间的数值。超时时间用于指示系统在多长时间内必须对请求进行处理。根据所述请求指令的超时时间将所述请求指令放入到相应的各级消息队列中。参见图2，图2为本发明实施例中一种指令分发流程图，首先解析到达系统的请求指令的指令头，获取其中的超时时间，然后对获取的超时时间进行判断。在此分发流程图中规定不设置超时时间、或者超时时间是个非法制(小于零或大于阈值)都表示该请求指令为紧急指令。此请求指令会存放到紧急请求队列中。其余的有超时时间、或者超时时间(大于零或小于阈值)的请求指令将根据超时时间，放入不同的队列中。
在一实施例中，可以根据不同的超时时间范围设置不同的各级消息队列，参见图3，图3为本发明实施例中一种指令分发示意图，图中所标注的lifespan表示请求指令的超时时间，将超时时间在(0，3)秒的请求指令放入1号队列中。将超时时间在[3,10)秒的请求指令放入到2号队列中，超时时间在[10,20)秒的请求放入到3号队列中，依次布局。将没有设置超时时间的请求指令放入到紧急队列中。
步骤S102：根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率。
根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，算法如下：规定调度因子为ri；队列长度为li；队列优先级权重pi，其中pi为变量，每个队列在初始化时可以指定优先级权重，优先级权重的设置需要根据实际业务来进行设置。首先判断紧急队列是否为空，如果紧急队列不为空，紧急队列的调度因子为1，其他队列的调度因子为0。如果紧急队列为空，其他队列的调度因子计算公式如下：先求出预测调度因子 再用归一化方法处理/>得到最终的调度因子ri，使其满足如下条件：/>归一化公式为：调度因子ri表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率。
在一实施例中，规定r1为超时时间在(0,3)区间的请求队列的调度因子，其值为该队列被选中并从中取出一个请求的概率。r2为超时时间在[3,10)区间的请求队列的调度因子，其值为该队列被选中并从中取出一个请求的概率。r3为超时时间在[10,20)区间的请求队列的调度因子，其值为该队列被选中并从中去除一个请求的概率。r4为紧急请求队列的调度因子，当队列不为空时，该因子值为1，表示该队列100％被选中并持续从中取出请求指令进行处理。假设当前紧急队列中的请求指令数为0，按照上述算法，其余三个队列的调度因子需根据队列的优先级权重pi和队列长度li来计算，再假设：
t1时刻，l1＝10,l2＝5,l3＝5；p1＝3，p2＝2，p3＝1；
t2时刻，l1＝7,l2＝4,l3＝4；p1＝3，p2＝2，p3＝1；
t3时刻，l1＝5,l2＝3,l3＝4；p1＝3，p2＝2，p3＝1；
t4时刻，l1＝1,l2＝2,l3＝4；p1＝3，p2＝2，p3＝1；
参见图4，图4为本发明实施例中各级消息队列调度因子计算结果示意图，图中计算出了在t1、t2、t3、t4四个时间点，三个队列各自的调度因子r1、r2、r3结果情况。
步骤S103：根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
可以理解地，根据计算得到的所述各级消息队列的调度因子，车载中间件系统中的调度器将选择其中最高的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。在车载中间件系统中，接收指令并执行相应操作的一方通常是由车辆内部的各种电子控制单元(ECU)扮演的。这些ECU负责控制车辆的不同系统，比如发动机控制单元、刹车系统控制单元、安全气囊控制单元等。当车载中间件接收到来自上层控制单元或用户交互设备的指令后，会将指令传递给相应的ECU，然后由ECU执行相应的操作，如调整发动机输出、刹车力度、触发安全气囊等。
步骤S104：定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理，包括如下步骤：首先通过车载中间件系统中的定时器定时触发负载指标收集动作对预设的负载指标进行收集，所述预设的负载指标包括当前任务队列容量、RAM占用率、CPU占有率中至少一种。根据所述负载指标调用相应的处理算法计算得到负载指数，根据所述负载指数对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
在一实施例中，将CPU占有率记为C，内存占有率记为M，各级消息队列长度记为li，各级消息队列的优先级权重为pi，各级消息队列的调度因子记为ri，系统预设阈值为0.8。根据收集到的负载指标进行判断，调用不同的算法计算得到负载指数，根据所述负载指数对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理：在本实施例中如果当前C≥0.8或M≥0.8，则当前系统已经处于超载(对于所有的队列都一样)，将不进行负载指标的计算，而是遍历队列满的队伍，从队尾位置开始向前检查，检查其中的请求指令的剩余生命期是否已经为0，如果为0，则从这个位置开始，一直到队头的所有请求指令全部出队并删除掉；如果当前C≤0.8且M≤0.8，且当前没有任务队列满时，此时负载指数为当前各级消息队列调度因子ri中的最高值，并根据这个值车载中间件系统中的调度器将对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作；如果当前C≤0.8且M≤0.8，且当前有任务队列满，则根据条件调整每个队列的p，使得在下一个周期时计算出各个队列新的调度因子ri，此时负载指数为计算出的新的各级消息队列调度因子ri中的最高值，根据这个值车载中间件系统中的调度器将对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。具体的调整公式如下，假设队列j已满，则pj＝pj*1.2，并将优先级权重(priority_adjust)标记位置为true，表示当前任务队列的优先级权重被调整过，在未来某个时间点，需要将优先级权重调整会初始值，触发优先级权重回调的因素为C≤0.5。
上述车载中间件请求指令处理方法，在车载中间件系统接收车载系统中发送控制单元发送的请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作；能够高效的处理不同优先级的请求指令，减少优先级较高的指令无法被及时执行的风险，增强整个车载中间件的通信体验。并且，定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理，能够及时处理失效指令，减少无效请求占用系统资源，提升车载中间件的处理能力。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一实施例中，如图5所示，提供了一种车载中间件请求指令处理装置示意图，包括：指令分发模块510、指令调度因子确定模块520、指令执行模块530；其中：
所述指令分发模块510，用于在接收到请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；
所述指令调度因子确定模块520，用于根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；
所述指令执行模块530，用于根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
在一实施方式中，所述车载中间件请求指令处理装置还包括：
指令调整模块540：所述指令调整模块，用于定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
在一实施方式中，所述指令调整模块540还包括：负载指标收集子模块、负载指数计算子模块、指令调整子模块：
所述负载指标收集子模块，用于通过车载中间件系统定时对预设的负载指标进行收集；所述预设的负载指标包括当前任务队列的容量、RAM占用、系统整体CPU load中的至少一种。
所述负载指数计算子模块，用于根据所述负载指标调用相应的处理算法计算得到负载指数；
所述指令调整子模块，用于根据所述负载指数对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
在一实施方式中，所述指令分发模块510用于在所述请求指令进入车载中间件系统后，解析到达系统的所述请求指令的指令头，获取所述请求指令的超时时间；根据所述请求指令的超时时间将所述请求指令放入到相应的各级消息队列中。
关于车载中间件请求指令处理装置的具体限定可以参见上文中对于车载中间件请求指令处理方法的限定，在此不再赘述。上述车载中间件请求指令处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本实施例的车载中间件请求指令处理装置，在车载中间件系统接收车载系统中发送控制单元发送的请求指令后，通过指令分发模块将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；通过指令因子确定模块确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；通过指令执行模块对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作，能够高效的处理不同优先级的请求指令，减少优先级较高的指令无法被及时执行的风险，增强整个车载中间件的通信体验。并且，通过指令调整模块定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理，能够及时处理失效指令，减少无效请求占用系统资源，提升车载中间件的处理能力。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种车载中间件请求指令处理方法，应用于车载通信中间件系统，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：
在接收到请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；
根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；
根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理包括：
根据负载指数定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述负载指数是通过当前任务队列的容量、RAM占用、系统整体CPUload计算得到的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在接收请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中包括如下步骤：
在接收请求指令后，解析所述请求指令的指令头，根据所述请求指令指令头中的元数据获取所述请求指令的超时时间；
根据所述请求指令的超时时间将所述请求指令放入到相应的各级消息队列中。
6.一种车载请求指令处理装置，其特征在于，包括指令分发模块、指令调度因子确定模块、指令执行模块；其中，
所述指令分发模块，用于在接收请求指令后，根据指令的优先级程度将所述请求指令分发到相应的各级消息队列中；
所述指令调度因子确定模块，用于根据优先级调度算法确定所述各级消息队列的调度因子，所述调度因子表示各级消息队列被选中并从中去除一个请求指令的概率；
所述指令执行模块，用于根据所述各级消息队列的调度因子对所述各级消息队列中的请求指令进行调度，并将调度后的请求指令传输给车载系统中相应的动作执行单元，以执行相应的操作。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
指令调整模块：所述指令调整模块，用于定时对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述指令调整模块还包括负载指标收集子模块、负载指数计算子模块、指令调整子模块：
所述负载指标收集子模块，用于通过车载中间件系统定时对预设的负载指标进行收集；
所述负载指数计算子模块，用于根据所述负载指标调用相应的处理算法计算得到负载指数；
所述指令调整子模块，用于根据所述负载指数对所述各级消息队列中的请求指令进行调整处理。
9.一种车载通信中间件系统，其特征在于，所述系统包括权利要求6至8任意一项所述的车载请求指令处理装置。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时实现权利要求1至5中任一项所述的车载请求指令处理方法的步骤。
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| CN (1) | CN117424859A (zh) |
-
2023
- 2023-09-13 CN CN202311182864.5A patent/CN117424859A/zh active Pending
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