DE10061001A1

DE10061001A1 - Verfahren und Steuergerät zur Steuerung von technischen Vorgängen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10061001A1
Application number: DE10061001A
Authority: DE
Inventors: Gabriel Wetzel; Jens Fiedler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2020-12-09
Also published as: JP4571355B2; US7296270B2; US20020099757A1; DE10061001B4; JP2002251291A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät (30) zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird ein Steuerprogramm von einem Rechengerät, insbesondere von einem Mikroprozessor (31) abgearbeitet. Das Steuerprogramm ist in mehrere Tasks (A, B) und jede Task (A, B) in mehrere Prozesse (345, 346, ..., 383, 384) unterteilt. Die Tasks (AB) werden in einem kooperativen oder in einem preemptiven Modus abgearbeitet. Um nach der Abarbeitung des Steuerprogramms eine möglichst realitätsnahe Simulation, insbesondere eine Offline Open Loop(OOL)-Simulation, zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf gespeichert wird. Vorzugsweise wird vor der Abarbeitung des Steuerprogramms jedem Prozess (345, 346, ..., 383, 384) eine eindeutige Kennung zugeordnet und während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich die Kennung des letzten vor Beginn einer beendeten Task (A, B) abgearbeiteten Prozesses (345, 346, ..., 383, 384) gespeichert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren wird ein Steuerprogramm von einem Rechengerät, insbesondere von einem Mikroprozessor, abgearbeitet. Das Steuerprogramm ist in mehrere Tasks unterteilt, und jede Task mindestens einen Prozess. Die Tasks werden in einem kooperativen oder in einem preemptiven Modus abgearbeitet.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuergerät zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Das Steuergerät weist ein Rechengerät, insbesondere einen Mikroprozessor, auf, auf dem ein Steuerprogramm ablauffähig ist. Das Steuerprogramm ist in mehrere Tasks unterteilt, und jede Task umfasst mindestens einen Prozess. Die Abarbeitung der Tasks erfolgt in einem kooperativen oder in einem preemptiven Modus.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Speicherelement, insbesondere ein Read-Only-Memory, ein Random-Access-Memory oder ein Flash-Memory, für ein Steuergerät insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Auf dem Speicherelement ist ein Steuerprogramm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.

Stand der Technik

Die Abarbeitung einzelner Tasks eines Steuerprogramms in einem kooperativen Modus bedeutet, dass bei unterschiedlich priorisierten Tasks eine auszuführende höherpriorisierte Task zu einer Unterbrechung einer aktuell ausgeführten niederpriorisierten Task führt. Anders als in einem preemptiven Modus, bei dem eine auszuführende höherpriorisierte Task einen aktuell ausgeführten Prozess einer niederprioristierten Task unterbricht, wartet bei dem kooperativen Modus die höherpriorisierte Task das Ende des aktuell ausgeführten Prozesses der niederpriorisierten Task ab. Erst danach wird die niederpriorisierte Task unterbrochen und die höherpriorisierte Task ausgeführt. Wenn die höherpriorisierte Task fertig ist, wird die niederpriorisierte Task bei dem Prozess fortgesetzt, vor dem sie unterbrochen wurde.

Die Abarbeitung der Tasks eines Steuerprogramms im kooperativen Modus ist aus der DE 195 00 957 A1 bekannt. Die Unterbrechung einer niederpriorisierten Task durch eine höherpriorisierte Task gehört zu den Aufgaben eines Multi-Tasking Betriebssystems. Ein solches Multi-Tasking Betriebssystem, das sowohl den kooperativen Modus als auch den preemptiven Modus bei der Abarbeitung von Steuerprogrammen unterstützt, ist bspw. das Echtzeitbetriebssystem ERCOS^EK von der Firma ETAS Entwicklungs- und Applikationswerkzeuge für elektronische Systeme GmbH & Co. KG, Stuttgart, Deutschland (vgl. ETAS GmbH & Co. KG: ERCOS^EK V2.0.0 Manual, Stuttgart, 1998). Auf die DE 195 00 957 A1 und das ERCOS^EK-Handbuch wird ausdrücklich Bezug genommen.

Die Laufzeit der Prozesse schwankt je nach Belastung des Rechengeräts. Aus diesem Grund und aufgrund der möglichen, von anderen höherpriorisierten Tasks verursachten Unterbrechungen kann die Reihenfolge der Prozessaufrufe ein und desselben Steuerprogramms bei mehrmaliger Abarbeitung unterschiedlich sein. Das heisst, dass nach der Abarbeitung des Steuerprogramms die genaue Reihenfolge der Prozessaufrufe nicht bekannt ist und auch nicht bspw. für Simulationszwecke rekonstruiert werden kann.

Zur Simulation eines Steuerprogramms oder von Teilen davon (Algorithmus) sind verschiedene Verfahren bekannt. Eine nachträgliche Simulation eines Algorithmus oder des Steuerprogramms mit gemessenen Daten wird als Offline Open Loop Simulation (OOL) bezeichnet. Bei der sogenannten Offline Closed Loop Simulation (OCL) handelt es sich um eine Simulation eines Algorithmus oder des Steuerprogramms mit einem Simulationsmodell in einem geschlossenen Simulationskreis. Die mangelnde Reproduzierbarkeit der Reihenfolge der abgearbeitenden Prozesse führt insbesondere bei einer nachträglichen Simulation des Algorithmus mit gemessenen Daten (OOL) zu erheblichen Schwierigkeiten.

Nach dem Stand der Technik werden Algorithmen, die mit einem Multi-Tasking Betriebssystem gesteuert werden, üblicherweise in einem optimalen Zustand simuliert. Das bedeutet, dass die einzelnen Tasks des Steuerprogramms so aufgerufen werden, dass keine Unterbrechung stattfindet.

In der DE 195 00 957 A1 wird erwähnt, dass die Simulation eines im kooperativen Modus abzuarbeitenden Steuerprogramms Vorteile gegenüber der Simulation eines im preemptiven Modus abzuarbeitenden Steuerprogramms hat, da der zeitliche Ablauf der Programmabarbeitung und insbesondere die Auswirkungen von Unterbrechnungen simuliert werden können.

Das ist deshalb ohne weiteres möglich, da die einzelnen Prozesse im kooperativen Modus nicht unterbrochen werden und die Anzahl der Größen, die den Programmzustand beschreiben und in einem Stapelspeicher gespeichert werden, konstant ist. Dadurch können die Unterbrechungen zwischen den Prozessen in der Entwicklungsphase recht gut simuliert werden, da die Anzahl der Möglichkeiten einer Unterbrechnung begrenzt ist und die Unterbrechnungen unabhängig von dem Programmablauf sind.

Aufgrund einer fehlenden Reproduzierbarkeit des Prozessablaufs im Anschluss an eine reale Abarbeitung eines Steuerprogramms, haben sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Simulationen von Algorithmen eines im kooperativen oder im preemptiven Modus abzuarbeitenden Steuerprogramms den Nachteil, dass eine Simulation unter realen Bedingungen nicht möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Simulation von Algorithmen eines im kooperativen oder im preemptiven Modus auszuführenden Steuerprogramms mit gemessenen Daten (OOL) unter möglichst realitätsnahen Bedingungen zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zur Steuerung von technischen Vorgängen der eingangs genannten Art vor, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf gespeichert wird.

Vorteile der Erfindung

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nach der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf anhand der gespeicherten Informationen reproduziert werden. Dieser reproduzierte Prozessablauf kann dann einer Simulation der Algorithmen des Steuerprogramms zugrundegelegt werden. Dadurch ist eine besonders realitätsnahe Simulation der Algorithmen, insbesondere mit gemessenen Daten nach einer OOL-Simulation, möglich. Die Messungen und die Simulationsergebnisse können miteinander verglichen werden und eine effektive Fehlersuche in dem Steuerprogramm ist möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft die Grundlage dafür, dass erstmals ein realer Prozessablauf eines Steuerprogramms simuliert werden kann. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bspw. in jedem Prozess und/oder in jeder Task geeignete Befehle hinzugefügt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass vor der Abarbeitung des Steuerprogramms jedem Prozess eine eindeutige Kennung (Identifier) zugeordnet wird und während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf anhand der Kennungen der Prozesse gespeichert wird. Im Rahmen der Abarbeitung eines Prozesses wird also sein Identifier in einem bestimmten Speicherbereich abgelegt. Anhand der in dem Speicherbereich abgelegten Identifier kann der Prozessablauf nach der Ausführung des Steuerprogramms reproduziert werden. Der Identifier ist bspw. als eine mehrstellige Zahl ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich jeweils für eine neue Task die Kennung eines vor Beginn der neuen Task zuletzt abgearbeiteten Prozesses gespeichert wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens macht sich die Tatsache zunutze, dass jede Task eines Steuerprogramms mit einer sogenannten Prozessliste definiert ist, in der die einzelnen Prozesse der Task in der Reihenfolge ihrer Abarbeitung nacheinander aufgelistet sind. Anhand der Prozesslisten der Tasks eines Steuerprogramms lässt sich also zusammen mit der gespeicherten Kennung des letzten vor Beginn einer neuen Task abgearbeiteten Prozesses nach der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf vollständig reproduzieren.

Alternativ wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich jeweils für eine beendete Task die Kennung eines vor Beginn der beendeten Task zuletzt abgearbeiteten Prozesses gespeichert wird. Anhand der Prozesslisten der Tasks lässt sich zusammen mit der gespeicherten Kennung des letzten vor Beginn einer beendeten Task abgearbeiteten Prozesses nach der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf vollständig reproduzieren.

Diese beiden Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die abzuspeichernde Datenmenge, die für eine vollständige Reproduzierbarkeit des Prozessablaufs erforderlich ist, erheblich reduziert werden kann.

Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms die Kennung eines jeden abgearbeiteten Prozesses in einer Variablen und während der Abarbeitung einer jeden Task der Inhalt der Variablen in eine Prozessablaufdatei gespeichert wird. Die Variable, in der die Kennung eines jeden abgearbeiteten Prozesses gespeichert wird, ist vorzugsweise als eine globale Variable ausgebildet. Zur Reproduktion des Prozessablaufs nach der Abarbeitung des Steuerprogramms werden die Prozesslisten der Tasks und die Prozessablaufdatei ausgewertet.

Vorteilhafterweise wird am Anfang einer jeden Task der Inhalt der Variablen in eine Task-spezifische Variable und während der weiteren Abarbeitung der Task der Inhalt der Task-spezifischen Variablen in die Prozessablaufdatei gespeichert. Der Inhalt der Variablen wird also während der Abarbeitung des Steuerprogramms ständig mit der Kennung des aktuell abgearbeiteten Prozesses überschrieben, so dass beim Aufruf einer neuen Task in der Variablen die Kennung des vor dem Aufruf der Task zuletzt abgearbeiteten Prozesses abgelegt ist. Am Anfang einer Task wird der Inhalt dieser Variablen in eine Task-spezifische Variable geschrieben. In der Task-spezifischen Variablen steht also immer die Kennung des unmittelbar vor Beginn der aktuellen Task abgearbeiteten Prozesses. Während der weiteren Abarbeitung der Task wird der Inhalt der Task-spezifischen Variablen in die Prozessablaufdatei gespeichert. Es ist denkbar, dass der Inhalt der Task-spezifischen Variablen während der weiteren Abarbeitung der Task von Messtechnik zusammen mit allen anderen Messgrößen dieser Task in einer Messdatei gespeichert wird. Die Prozessablaufdatei wäre also Bestandteil dieser Messdatei.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Speicherelements, das für ein Steuergerät insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Speicherelement ein Steuerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Speicherelement abgespeichertes Steuerprogramm realisiert, so dass dieses mit dem Steuerprogramm versehene Speicherelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Steuerprogramm geeignet ist. Als Speicherelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only-Memory, ein Random-Access-Memory oder ein Flash- Memory.

Die Erfindung betrifft auch ein Steuerprogramm, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, abläuft. Als Steuerprogramm wird ein Computerprogramm bezeichnet, das zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug dient. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Steuerprogramm auf einem Speicherelement, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Steuergerät zur Steuerung von technischen Vorgängen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät Mittel zur Speicherung des Prozessablaufs während der Abarbeitung des Steuerprogramms aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät Mittel zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.

Zeichnungen

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prozessablauf in zwei Zyklen während der Abarbeitung eines Steuerprogramms;

Fig. 2 eine Tabelle mit der Reihenfolge der Prozesse während der beiden Zyklen aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Tabelle mit der Belegung verschiedener Variablen während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens während der beiden Zyklen aus Fig. 1;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Abarbeitung einer TaskA;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Abarbeitung einer TaskB;

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Steuergerät;

Fig. 7 ein Prozessablauf während der Abarbeitung eines weiteren Steuerprogramms;

Fig. 8 eine Tabelle mit den jeweils letzten vor Beginn einer beendeten Task während des Prozessablaufs aus Fig. 7 abgearbeiteten Prozessen;

Fig. 9 Prozesslisten für die TaskA und die TaskB; und

Fig. 10 eine Tabelle mit der Reihenfolge der Prozesse während der Simulation eines Steuerprogramms anhand eines aus dem Stand der Technik bekannten Simulationsverfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, eines Steuergeräts können Steuerprogramme zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug abgearbeitet werden. Die Steuerprogramme können in mehrere Tasks und jede Task wiederum in mehrere Prozesse unterteilt sein. Eine Task wird zu einem bestimmten Zeitpunkt oder regelmäßig mit einer bestimmten Abtastzeit aufgerufen und abgearbeitet. Jeder Task ist eine bestimmte Priorität zugeordnet. Wenn während der Abarbeitung des Steuerprogramms zwei Tasks gleichzeitig ausgeführt werden sollen, werden die Prioritäten der beiden Tasks verglichen und die Task mit der höheren Prioriät als erste abgearbietet.

Wenn bspw. eine TaskA abgearbeitet wird und ein TaskB ausgeführt werden soll, können je nach der von einem Programmierer gewählten Konfiguration der Tasks verschiedene Fälle auftreten:
Falls die TaskA eine höhere Priorität als die TaskB hat, wird mit der Ausführung der TaskB gewartet bis die TaskA beendet ist.

Falls die TaskB eine höhere Priorität als die TaskA hat, wird die Abarbeitung der TaskA unterbrochen und die TaskB ausgeführt. Falls der Programmierer die Ausführung der Tasks in einem sogenannten kooperativen Modus gewählt hat, wird mit der Ausführung der TaskB auf das Ende des aktuellen Prozesses der TaskA gewartet. Sobald dieser Prozess beendet ist, wird die TaskA unterbrochen und die TaskB ausgeführt. Wenn die TaskB beendet ist, wird die TaskA zu Beginn des Prozesses, vor dem Sie zur Ausführung der TaskB unterbrochen wurde, weiter abgearbeitet.

Falls der Programmierer die Abarbeitung der Tasks in einem preemptiven Modus gewählt hat, unterbricht die Task B den aktuellen Prozess der TaskA und die TaskB wird unmittelbar ausgeführt. Anschließend wird die TaskA bei dem unterbrochenen Prozess weiter abgearbeitet.

Die Unterbrechung einer Task durch eine andere Task mit einer höheren Prioriät gehört zu den Aufgaben eines Multi- Tasking Betriebsystems. Die Laufzeit der Prozesse schwankt je nach der Belastung des Rechengeräts, auf dem das Steuerprogramm abgearbeitet wird. Aus diesem Grund und aufgrund der möglichen, von anderen Tasks verursachten Unterbrechungen kann die Reihenfolge der Prozessaufrufe bei einer mehrmaligen Ausführung ein und desselben Steuerprogramms unterschiedlich sein (vgl. ersten und zweiten Zyklus in Fig. 1). Nach der Abarbeitung des Steuerprogramms ist also die Reihenfolge, in der die einzelnen Prozesse der Tasks aufgerufen wurden, nicht bekannt.

In Fig. 1 ist beispielhaft die Abarbeitung von zwei Tasks in einem ersten Zyklus und einem zweiten Zyklus dargestellt. Den einzelnen Prozessen der Tasks ist jeweils eine eindeutige Kennung in Form einer dreistelligen Zahl zugeordnet. Die einzelnen Prozesse einer Task sind in der Reihenfolge der Ausführung während der Abarbeitung des Steuerprogramms in einer Prozessliste gespeichert (vgl. Fig. 9). Die Prozesslisten werden von dem Betriebssystem ausgewertet, um Online den Prozessablauf zu bestimmen. Die TaskA umfasst die Prozesse 345 bis 384 und die TaskB umfasst die Prozesse 121 bis 129. Die TaskA wird alle zwanzig Millisekunden aufgerufen. Die TaskB wird alle zehn Milisekunden mit einer höheren Priorität als die TaskA aufgerufen. Beide Tasks arbeiten im kooperativen Modus, d. h. die TaskA kann von der höherpriorisierten TaskB zwischen zwei Prozessen unterbrochen werden.

In Fig. 2 ist die Reihenfolge der Abarbeitung der Prozesse in dem ersten Zyklus und in dem zweiten Zyklus dargestellt. In dem ersten Zyklus werden die Prozesse 121 bis 129 der TaskB abgearbeitet. Anschließend werden beginnend mit dem Prozess 345 die Prozesse der TaskA abgearbeitet. Die Abarbeitung der Prozesse der TaskA wird jedoch durch die TaskB unterbrochen. In dem ersten Zyklus tritt die Unterbrechung der TaskA nach der Abarbeitung des Prozesses 372 und in dem zweiten Zyklus erst nach der Abarbeitung des Prozesses 383 auf. Demgemäß müssen nach der zweiten Abarbeitung der TaskB in dem ersten Zyklus die Prozesse 373 bis 384 der TaskA und in dem zweiten Zyklus lediglich der Prozess 384 der TaskA ausgeführt werden.

Die Tatsache, dass die Reihenfolge der Prozesse unterschiedlich sein kann bedeutet, dass ein bestimmter Prozessablauf nach der Abarbeitung des Steuerprogramms nicht mehr reproduzierbar ist. Das führt insbesondere bei einer nachträglichen Simulation der Algorithmen des Steuerprogramms mit gemessenen Daten (sogenannte Offline- Open-Loop (OOL)-Simulation) zu erheblichen Schwierigkeiten.

Deshalb werden nach dem Stand der Technik Algorithmen, die mit einem Multi-Tasking Betriebssystem gesteuert werden, in der Regel in einem optimalen Zustand simuliert, d. h. die Tasks A, B werden so aufgerufen, dass keine Unterbrechung stattfindet. Die entsprechende Reihenfolge der Prozesse in dem ersten Zyklus und in dem zweiten Zyklus bei einer Simulation anhand eines aus dem Stand der Technik bekannten Simulationsverfahrens ist in Fig. 10 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass ein Unterschied zwischen dem simulierten Prozessablauf (Fig. 10) und dem tatsächlichen Prozessablauf (Fig. 2) besteht.

Um eine möglichst realitätsnahe Simulation der Algorithmen eines Steuerprogramms, insbesondere eine realitätsnahe OOL-Simulation, zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, während der Abarbeitung des Steuerprogramms den Prozessablauf zu speichern. Um die zu speichernde Datenmenge zu reduzieren, werden nicht alle abgearbeiteten Prozesse gespeichert, sondern nur der letzte vor dem Beginn einer neuen oder einer beendeten Task A, B abgearbeitete Prozess.

Jedem Prozess wird eine eindeutige Kennung (Identifier) zugeordnet, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer dreistelligen Zahl (Prozesse 345 bis 384 für TaskA und Prozesse 121 bis 129 für TaskB) besteht. In jeden Prozess und in jede Task des Steuerprogramms werden geeignete Programmbefehle hinzugefügt, die für eine Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind.

Während der Abarbeitung des Steuerprogramms wird am Ende eines jeden Prozesses der Identifier des soeben abgearbeiteten Prozesses in einer globalen Variablen FinishedProcessNumber (FPN) fortgeschrieben. In der Variablen FPN steht also immer der Identifier des zuletzt abgearbeiteten Prozesses. Am Anfang einer jeden Task A, B wird die Variable FPN auf eine Task-spezifische Variable (TaskA_PredecessorPRC, TaskB_PredecessorPRC) kopiert. In dieser Task-spezifischen Variablen steht also immer der Identifier des Prozesses, der unmittelbar vor Beginn der aktuellen Task A, B abgearbeitet wurde. Während der weiteren Abarbeitung einer jeden Task wird der Inhalt der jeweiligen Task-spezifische Variablen (TaskA_PredecessorPRC, TaskB_PredecessorPRC) in einer Prozessablaufdatei (PAD) gespeichert. Insbesondere wird die jeweilige Task-spezifische Variable von Messtechnik zusammen mit allen anderen Messgrößen dieser Task A, B in einer Messdatei gespeichert, wobei die Prozessablaufdatei Bestandteil der Messdatei ist.

In Fig. 7 ist ein Prozessablauf eines weiteren Steuerprogramms dargestellt. Das Steuerprogramm umfasst vier Tasks C, D, E und F mit unterschiedlichen Prioritäten. Jede Task C, D, E, F umfasst eine oder mehrere Prozesse.

Die Task C umfasst den Prozess 111, die Task D die Prozesse 212 und 222, die Task E die Prozesse 313, 323 und 333 und die Task F die Prozesse 413, 423 und 433. Jeder Prozess ist in Fig. 7 durch einen Balken dargestellt. Die Höhe der Balken gibt die Priorität der Tasks C, D, E, F wieder. Wenn während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf anhand der Identifier sämtlicher Prozesse in der Prozessablaufdatei gespeichert wird, hat die Tabelle den nachfolgenden Inhalt: 111, 313, 212, 111, 222, 323, 111, 212, 222, 333, 413, 423, 433, 111, 313, 111, 323, 333, 413, 423, 433, 111.

Um die in der Prozessablaufdatei abzuspeichernde Datenmenge, die für eine vollständige Reproduzierbarkeit des Prozessablaufs erforderlich ist, zu reduzieren wird während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich der Identifier des letzten vor Beginn einer beendeten Task abgearbeiteten Prozesses gespeichert. Der sich daraus ergebende Inhalt einer Prozessablaufdatei ist in Fig. 8 dargestellt. Statt der oben aufgeführten 22 Elemente umfasst die Prozessablaufdatei aus Fig. 8 nur 12 Elemente.

Die erste beendete Task ist die Task C. Der vor Beginn der Task C abgearbeitete Prozess ist nicht bekannt. Deshalb wird "xxx" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task E begonnen, jedoch nicht beendet, und danach die Task D, jedoch ebenfalls nicht beendet. Die nächste beendete Task ist wieder die Task C. Der vor Beginn der Task C abgearbeitete Prozess ist 212. Deshalb wird "212" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task D fortgesetzt und beendet. Der vor Beginn der Task D abgearbeitete Prozess ist 313. Deshalb wird "313" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task E fortgesetzt, jedoch nicht beendet. Die nächste beendete Task ist wieder die Task C. Der vor Beginn der Task C abgearbeitete Prozess ist 323. Deshalb wird "323" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task D begonnen und auch beendet. Der vor Beginn der Task D abgearbeitete Prozess ist 111. Deshalb wird "111" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task E fortgesetzt und beendet. Der vor Beginn der Task E abgearbeitete Prozess ist 111. Deshalb wird wieder "111" in die Prozessablaufdatei eingetragen.

Danach wird die Task F begonnen und auch beendet. Der vor Beginn der Task F abgearbeitete Prozess ist 333. Deshalb wird "333" in die Prozessablaufdatei eingetragen. Das Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis das Steuerprogramm beendet ist. Es ergibt sich der nachfolgende Inhalt der Prozessablaufdatei: xxx, 212, 313, 323, 111, 111, 333, 433, 313, 111, 333, 433.

Nach der Abarbeitung des Steuerprogramms wird zu Simulationszwecken zunächst die Messdatei eingelesen. Der Prozessablauf wird mittels der Prozesslisten (vgl. Fig. 9) und der in der Messdatei gespeicherten Informationen rekonstruiert. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft die Grundlage, mit bei einem Steuerprogramm erstmals ein realer Prozessablauf simuliert werden kann. Die Messungen und die Simulationsergebnisse sind miteinander vergleichbar und ermöglichen eine effektive Fehlersuche in der Software des Steuerprogramms.

In Fig. 3 ist für den Prozessablauf aus Fig. 1 der Inhalt der globalen Variablen FinishedProcessNumber (FPN) und der Task-spezifischen Variablen (TaskA_PredecessorPRC, TaskB_PredecessorPRC) dargestellt. Diese Informationen werden in der Messdatei gespeichert.

In Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Abarbeitung der TaskA des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 dargestellt. Das Ablaufdiagramm beginnt in einem Funktionsblock 10 mit dem Start. In einem Funktionsblock 11 wird die TaskA ausgewählt. In einem Funktionsblock 12 wird der Inhalt der globalen Variablen (FinishedProcessNumber, FPN) auf die Task-spezifische Variable (TaskA_PredecessorPRC) kopiert. In einem Funktionsblock 13 wird dann der Inhalt der Task- spezifischen Variablen in der Programmablaufdatei (PAD) gespeichert. Im Weiteren wird dann in einem Funktionsblock 14 ein anhand der Prozessliste der TaskA (vgl. Fig. 9) ausgewählter Prozess (PRC) ausgeführt. Die Kennung (Identifier) dieses Prozesses wird in einem Funktionsblock 15 in der globalen Variablen (FinishedProcessNumber) abgespeichert. Anschließend wird in einem Abfrageblock 16 überprüft, ob die TaskA beendet ist. Falls nein, wird zu dem Funktionsblock 14 verzweigt, wo gemäß der Prozessliste der nächste Prozess der TaskA ausgewählt wird. Falls die TaskA beendet ist, ist das Ablaufdiagramm im Funktionsblock 17 beendet.

In Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm zur Abarbeitung der TaskB des beschriebenen Ausführungsbeispiels dargestellt. Für die den Funktionsblöcken 10 bis 17 aus Fig. 4 entsprechenden Funktionsblöcke aus Fig. 5 wurden die Bezugszeichen 20 bis 27 gewählt. Die Ausführung der TaskB erfolgt entsprechend der beschriebenen Ausführung der TaskA.

Die Ausführung der TaskA und der TaskB kann selbstverständlich jederzeit, bzw. in dem kooperativen Modus nach Beendigung des aktuellen Prozesses, durch eine höherpriorisierte Task unterbrochen werden. Dies geschieht bspw. mittels eines Interrupt-Aufrufs.

In Fig. 6 ist ein erfindungsgemäßes Steuergerät zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. Das Steuergerät 30 weist ein Rechengerät, insbesondere einen Mikroprozessor 31 auf, auf dem ein Steuerprogramm ablauffähig ist. Das Steuergerät 30 umfasst des Weiteren ein Speicherelement 32, auf dem das Steuerprogramm gespeichert ist. Über eine Datenverbindung 33, die bspw. als eine Bus-Leitung ausgebildet ist, wird das von dem Mikroprozessor 31 auszuführende Steuerprogramm oder Teile davon zu dem Mikroprozessor 31 übertragen und dort abgearbeitet. Über geeignete Schnittstellen werden dem Mikroprozessor 31 Messgrößen 34 zugeführt und in dem Mikroprozessor 31 verarbeitet. Die Messgrößen 34 werden bspw. in dem Speicherelement 32 in einer Messdatei gespeichert. In dieser Messdatei können erfindungsgemäß auch Informationen über den Prozessablauf, insbesondere die Reihenfolge der Abarbeitung der Prozesse, während der Abarbeitung des Steuerprogramms gespeichert werden. Diese Informationen und die Messgrößen 34 können nach der Abarbeitung des Steuerprogramms zu Simulationszwecken herangezogen werden.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bei dem ein Steuerprogramm von einem Rechengerät, insbesondere von einem Mikroprozessor (31), abgearbeitet wird, wobei das Steuerprogramm in mehrere Tasks (A, B) unterteilt ist und jede Task (A; B) mindestens einen Prozess (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) umfasst und die Tasks (A, B) in einem kooperativen oder in einem preemptiven Modus abgearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Abarbeitung des Steuerprogramms jedem Prozess (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) eine eindeutige Kennung zugeordnet wird und während der Abarbeitung des Steuerprogramms der Prozessablauf anhand der Kennungen der Prozesse (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) gespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich jeweils für eine neue Task (A, B) die Kennung eines vor Beginn der neuen Task (A, B) zuletzt abgearbeiteten Prozesses (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) gespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms lediglich jeweils für eine beendete Task (A, B) die Kennung eines vor Beginn der beendeten Task (A, B) zuletzt abgearbeiteten Prozesses (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) gespeichert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abarbeitung des Steuerprogramms die Kennung eines jeden abgearbeiteten Prozesses (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) in einer Variablen (FinishedProcessNumber, FPN) und während der Abarbeitung einer jeden Task (A, B) der Inhalt der Variablen (FinishedProcessNumber, FPN) in einer Prozessablaufdatei (PAD) gespeichert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang einer jeden Task (A, B) der Inhalt der Variablen (FinishedProcessNumber, FPN) in eine Task- spezifische Variable (TaskA_PredecessorPRC, TA_PrePRC; TaskB_PredecessorPRC TB_PrePRC) und während der weiteren Abarbeitung der Task (A, B) der Inhalt der Task- spezifischen Variablen (TaskA_PredecessorPRC, TA_PrePRC; TaskB_PredecessorPRC TB_PrePRC) in die Prozessablaufdatei (PAD) gespeichert wird.

7. Speicherelement (32), insbesondere Read-Only-Memory, Random-Access-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (30) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Steuerprogramm gespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (31), ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist.

8. Steuerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist, wenn es auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (31), abläuft.

9. Steuerprogramm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerprogramm auf einem Speicherelement (32), insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

10. Steuergerät (30) zur Steuerung von technischen Vorgängen insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät (30) ein Rechengerät, insbesondere einen Mikroprozessor (31), aufweist, auf dem ein Steuerprogramm ablauffähig ist, das in mehrere Tasks (A, B) unterteilt ist, wobei jede Task (A; B) mindestens einen Prozess (345, 346, . . ., 383, 384; 121, 122, . . ., 128, 129) umfasst und die Abarbeitung der Tasks (A, B) in einem kooperativen oder in einem preemptiven Modus erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) Mittel zur Speicherung des Prozessablaufs während der Abarbeitung des Steuerprogramms aufweist.

11. Steuergerät (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) Mittel zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 6 aufweist.