WO2008025677A1 - Einrichtung zur steuerung und/oder regelung einer maschine - Google Patents

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WO2008025677A1
WO2008025677A1 PCT/EP2007/058471 EP2007058471W WO2008025677A1 WO 2008025677 A1 WO2008025677 A1 WO 2008025677A1 EP 2007058471 W EP2007058471 W EP 2007058471W WO 2008025677 A1 WO2008025677 A1 WO 2008025677A1
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clock
real
time
core
drives
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PCT/EP2007/058471
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Reiner Müller
Jürgen OLOMSKI
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a device for controlling and / or regulating a machine
  • cyclic data traffic is expedient.
  • the real-time application, encoders and drives form a control loop.
  • a control loop with ei ⁇ nem predetermined constant in time clock is operating. This clock must be constant for all components.
  • industrial machines such as machine tools, production machines and / or robots, often a larger number of drives are connected to a controlling and / or regulating device.
  • the device can be present, for example, in the form of a numerical control of the machine.
  • the data traffic is then usually carried out with a communication device via eg a real-time bus connection. The communication device must ensure the transmission of the data in tact.
  • control and regulation functions takes place within one or more real-time programs, while acyclic tasks, such as the visualization of process data, are processed within one or more non-real-time programs.
  • acyclic tasks such as the visualization of process data
  • non-real-time programs Under real-time programs programs are to be understood, which run on a Echtzeitbe ⁇ operating system and their execution is cyclical with HII fe a preferred equidistant clock.
  • Non-real-time programs run on a non-real-time operating system, such as Unix.
  • the machine is lung to a device for controlling and / or Rege- made the request that both real ⁇ time and non-real-time programs can run side by side on a Rechenein ⁇ direction, wherein the real-time Program allows the control and / or regulation of drives of the machine and the non-real-time program accepts acyclic tasks, such as the visualization of process data as mentioned above.
  • the prior art has the disadvantage that the GESAM ⁇ te processing of a single or multiple real-time programs and a single or multiple non-real-time programs running on a single core of a processor. A fle ⁇ ible division of the programs is not possible. This results in a high computing load of the processor, which often interference and unwanted jitter, ie temporal variations in the cyclic execution of the real-time operating system has the consequence.
  • a device for Steue ⁇ tion and / or regulation of an engine comprising a multi-core processor with multiple cores, wherein a real time program, the control and / or regulation of actuators of the machine allows, with the first in a Core is a first part of the real-time program and in a second core, a second part of the real-time program and at least part of a non-real-time program, wherein the specification of the processing start of the first part of the real-time program by means of a first core predetermined first clock takes place, the specification of the Processing start of the second Part of the real-time program by means of a second core predetermined second clock.
  • this object is achieved by a device for controlling and / or regulating a machine, wherein the
  • a real-time program allows the control and / or regulation of drives of the machine, with another real-time program, the control and / or regulation of further drives of the machine allowed, wherein in a first core the real-time program and a first portion of a non-real ⁇ term program and the other real-time ⁇ program and a second part of the non-real time program from ⁇ runs in a second core, wherein the specification of the execution start of the real-time program predeterminable by means of a first core ers ⁇ Takts takes place, wherein the specification of the processing start of the further real-time program by means of a second core predetermined second clock takes place.
  • the Einrich ⁇ tion is connected via a communication device with the drives for the exchange of data.
  • the connection of the drives for the exchange of data with the device via a communication device represents a commercial connection of the drives.
  • the first clock is generated by a clock, the clock is an integral part of the device. If the clock is generated by a clock, which is an integral part of the device, the clock is also in case of interference of the data connection between the device and communication device for the specification of the processing start of real ⁇ time program available.
  • the first clock is generated by a clock, wherein the clock is an integral part of the communication device. If the clock is an integral part of the communication device, the clock, since it also sets the clock for the real-time bus to connect the drives to the communication ⁇ tion system, localized process-oriented and the clock can be specified to the drives with high accuracy.
  • the second clock is generated by the first core.
  • the second clock is generated from the first core, can be dispensed with the use of too ⁇ sharmlichen clock for generating the second clock.
  • the Kommunikati ⁇ ons stressed is connected via a real-time bus with the drives, wherein the bus cycle of the Echtzeitbuses is set by the clock.
  • the clock of the clock is used both as a bus ⁇ tact and simultaneously clocking the real-time program, a highly accurate synchronization of the components can be achieved.
  • the multicore processor can also be designed as a dual-core processor, which has only two cores, if the computing power of a dual-core processor is sufficient.
  • the multicore processor has a third core, wherein another Real-time program, the control and / or regulation of further drives of the machine allowed, wherein in the third core at least part of the further real-time program and another part of the non-real-time program runs, the specification of the processing start of the part of the further real ⁇ time program by means of a the third core predetermined wei ⁇ nic Takts takes place.
  • the flexibility of the In ⁇ distribution of the individual programs can be increased.
  • the device is connected via a further communication device with the other drives for the exchange of data.
  • the connection of the further drives for exchanging data with the device via a further communication device represents a commercially available connection of the further drives.
  • the further clock is generated by a further clock, wherein the further clock is an integral part of the device. If the further clock is generated by a further clock, which is an integral part of the device, the further clock is available even if the data connection between the device and further communication device is interrupted for specifying the start of processing of the part of the further real-time program.
  • the further clock is generated by a further clock generator, wherein the further Tere clock is an integral part of the other communication device. If the other clock is an integral part of the further communication device, the other clock, since he also specifies the further clock for the other real-time bus for connecting the other drives to the other communication system, located near the processor and the other clock can the other drives with high accuracy be specified.
  • the further communication device is connected to the further drives via a further real-time bus, the bus clock of the further real-time bus being specified by the further clock generator.
  • the drives and the further drives can be controlled and / or regulated completely independently of one another.
  • the device is connected via a communication device with the drives for the exchange of data, wherein the device is connected via a further communication device with the other drives for the exchange of data.
  • the first clock is generated by a clock
  • the second clock is generated by a further clock
  • the clock and the further clock are an integral part of the device.
  • the first clock is generated by a clock, wherein the second clock is generated by another clock, wherein the clock and the other clock an integral part of the Einrich- tion are.
  • the first clock and the second clock are also available in case of a malfunction of the data connection between the device and external components for the specification of the start of processing.
  • the first clock is generated by a clock, wherein the clock is an integral part of the communication device, wherein the second clock is generated by a further clock, wherein the other clock is an integral part of the further communication device.
  • the communication device with the bus clock of the real-time bus is specified by the clock ⁇ encoder and that the further communication device is connected via a further realtime with the other drives is connected via a real-time bus with the drives, wherein the Bus clock of the other real-time bus is specified by another clock.
  • the drives and the further drives can be controlled and / or regulated completely independently of one another.
  • the device is used for controlling and / or regulating a machine tool, production machine and / or a robot, since a high computing power is often required for the control and / or regulation of such machines.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a second embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a third embodiment of the invention.
  • multicore processor-sensors known relative to a normal processor via multiple cores, that is, have multiple independent Re ⁇ chenkerne.
  • a special feature of a multicore processor is a so-called dual-core processor, which has only two cores.
  • FIG. 1 a first exemplary embodiment of the invention is shown in the form of a block diagram.
  • a device 8 for controlling and / or regulating a machine has a multicore processor 1.
  • the device 8 can in this case, for example, such as a machine tool, production machine and / or robot vorlie ⁇ gene in the form of a numerical control.
  • the multi-core processor 1 has a first core 2 and a second core 3.
  • Optionally still existing white ⁇ there cores of the multicore processor 1 are shown in FIG 1 Gestri ⁇ smile drawn, wherein the multi-core processor 1 may have a plurality of cores.
  • a real-time program allows the control and / or regulation of the two drives A1 and A2 of the machine, wherein in the first core 2 a first part EZPL of the real-time program and in the second core 3 a second part EZPl 'of the real-time program and at least part of a non-real-time program.
  • Real-time program NEZP expires.
  • the administrative ⁇ processing of the real-time program is performed using a program running on the first core 2 and the second core 3 real-time operating system during the administration of the non-Echtzeitpro ⁇ program with a program running on the second core 3 non-real-time system is done.
  • the non-real-time operating system is used, for example, for processing data for an operating and monitoring unit, which is no longer shown for the sake of clarity and is connected to the device 8.
  • the Einrich ⁇ tung 8 is connected to a communication device 9, which for example may be in the form of a bus module.
  • the device 8 and in particular the first core 2 and the second core 3 can exchange data with the communication device 9 via a connection 12. Furthermore, a transmission of a first clock T 1 takes place via the connection 12.
  • the communication device 9 is used to control a real clock signal T 1. time bus 11, wherein the communication device 9 is connected via the real-time bus 11 for data exchange with the two drives Al and A2 of the machine.
  • the real-time bus 11 may be in the form of a real-time Profibus, for example.
  • the drives Al and A2 can consist of eg a control module , a converter connected to the control module and a motor connected to the converter. Furthermore, the drive Al and A2 have still appropriate depending ⁇ wells associated with the drives encoder, for example, the Ro Torlage of the motor of the respective drive measure. To Steue ⁇ tion and / or control of the drives Al and A2, it is necessary that data transmitted in real time and processed ⁇ to.
  • the real-time application and in particular the real-time program requires a cyclic first clock Tl, which is generated by a clock 7, which is an integral part of the communication device 9 in the context of the embodiment.
  • the first clock Tl is sent via the connection 12 to the device 8 to the first core 2.
  • the specification of the ex ⁇ processing commencement of the first part of the EZPl of Echtzeitpro ⁇ program by means of a first Core 2 predefined first clock Tl and the specification of the execution start of the second part EZPl 'of the real-time program by means of a second core 3 predetermined second clock T2, which it is evidence ⁇ as part of the embodiment of the first core 2 and is provided to the second core 3 is available.
  • FIG 2 shows a further embodiment of the invention is shown.
  • the embodiment shown in FIG 2 corresponds in the basic structure substantially the above described in Figure 1 embodiment. The same elements are therefore provided in FIG 2 with the same reference numerals as in FIG 1.
  • a further communication device 15 which is connected to the device 8 via a connection 20 and just like FIG. 1 permits communication of the device 8 via a further real-time bus 16 with further drives A3 and A4.
  • a third core 12 of the multicore processor 1 at least part EZP2 of another real-time program which permits the control and / or regulation of further drives A3 and A4 of the machine is processed, the specification of the start of processing of the part EZP2 being further Real-time program by means of the third core predetermined additional clock T3 takes place.
  • Another part NEZP 'of the non-real-time program runs, in the embodiment ⁇ form of FIG 2, also in the third core 12 from.
  • the generation of the further clock T3 follows within the scope of the exemplary embodiment by a further clock generator 14 which sends the clock T3 to the third core 12.
  • the further clock 14 is an integral part of the Be ⁇ was further communication device 15.
  • HII fe further clock T3 is also set bus cycle of the other real-time bus sixteenth
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • the embodiment shown in FIG 3 ent ⁇ speaks in the basic structure substantially the above embodiment described in FIG 2. The same elements are therefore provided in FIG. 3 with the same reference numerals as in FIG. 2.
  • the embodiment according to FIG. 1 In contrast to the embodiment according to FIG.
  • a real-time program EZPA and a first part NEZPL of a non-real-time program and in the second core 3 the first core 2 run another real-time program EZPB and a second part NEZPl 'of the non-real-time program, wherein the specification of the processing start of the real-time program EZPA by means of a first core 2 predetermined first clock Tl takes place, the specification of the processing start of the other real-time program EZPB ⁇ by means of the second Core 3 predeterminable second clock T2 occurs.
  • the first part of the non-real-time program NEZP is switched to the real-time program EZPA and every time the second core 3 receives a clock of the cyclic second clock T2 a switch in the processing by the second part NEZP 'of the non-real time program for further Echtzeitpro ⁇ program EZPB.
  • the clocks may be integral components of the respectively associated communication device or an integral part of the device 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine, wobei die Einrichtung (8) einen Multicore-Prozessor (1) mit mehreren Cores (2,3) aufweist auf denen Echtzeitprogramme und Nicht-Echtzeitprogramme flexibel verteilbar sind. Die Erfindung schafft eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine, die eine flexible Aufteilung der Abarbeitung mindestens eines Echtzeitprogramms und mindestens eines Nicht-Echtzeitprogramms auf einem einzelnen Prozessor erlaubt.

Description

Beschreibung
Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine
Bei Echtzeitanwendungen zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine ist ein zyklischer Datenverkehr zweckmäßig. Die Echtzeitanwendung, Geber und Antriebe bilden einen Regelkreis. Typischerweise arbeitet ein solcher Regelkreis mit ei¬ nem vorgebbaren zeitlich konstanten Takt. Dieser Takt muss für alle Komponenten konstant sein. Bei industriellen Maschinen, wie z.B. Werkzeugmaschine, Produktionsmaschinen und/oder Robotern, ist häufig eine größere Anzahl von Antrieben mit einer steuernden und/oder regelnden Einrichtung verbunden. Die Einrichtung kann dabei z.B. in Form einer numerischen Steuerung der Maschine vorliegen. Der Datenverkehr erfolgt dann üblicherweise mit einer Kommunikationseinrichtung über z.B. eine Echtzeitbusanbindung. Die Kommunikationseinrichtung muss die Übertragung der Daten im Takt sicherstellen.
Die Abarbeitung der Steuerungs- und Regelungsfunktionen erfolgt innerhalb von einem oder mehreren Echtzeitprogrammen, während azyklische Aufgaben, wie z.B. die Visualisierung von Prozessdaten, innerhalb von einem oder mehreren Nicht-Echtzeitprogrammen abgearbeitet werden. Unter EchtZeitprogrammen sind dabei Programme zu verstehen, die auf einem Echtzeitbe¬ triebssystem ablaufen und deren Abarbeitung zyklisch mit HiI- fe eines vorzugsweisen äquidistanten Takts erfolgt. Nicht- Echtzeitprogramme laufen auf einem Nicht-Echtzeitbetriebssys¬ tem wie z.B. Unix ab.
Häufig wird an eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Rege- lung der Maschine die Anforderung gestellt, dass sowohl Echt¬ zeit als auch Nicht-Echtzeitprogramme auf einer Rechenein¬ richtung nebeneinander ablaufen können, wobei das Echtzeit- Programm die Steuerung und/oder Regelung von Antrieben der Maschine erlaubt und das Nicht-Echtzeitprogramm wie schon oben gesagt azyklische Aufgaben, wie z.B. die Visualisierung von Prozessdaten übernimmt.
Aus der Offenlegungsschrift EP 1 067 448 A2 und der Patent¬ schrift DE 102 46 746 B3 sind Rechnersysteme bekannt, bei de¬ nen mit Hilfe eines zyklischen Takts eine Umschaltung von der Bearbeitung des Nicht-Echtzeitprogramms zur Bearbeitung des Echtzeitprogramms erfolgt.
Der Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass die gesam¬ te Abarbeitung eines einzelnen oder mehreren Echtzeitprogramme und eines einzelnen oder mehrerer Nicht-Echtzeitprogramme auf einem einzelnen Core eines Prozessors abläuft. Eine fle¬ xible Aufteilung der Programme ist nicht möglich. Hierdurch bedingt resultiert eine hohe Rechenauslastung des Prozessors, was häufig Störungen und unerwünschte Jitter, d.h. zeitliche Schwankungen der zyklischen Abarbeitung des Echtzeitbetriebs- Systems zur Folge hat.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine zu schaffen, die eine flexible Aufteilung der Abarbeitung mindestens eines Echtzeit- Programms und mindestens eines Nicht-Echtzeitprogramms auf einem einzelnen Prozessor erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zur Steue¬ rung und/oder Regelung einer Maschine, wobei die Einrichtung einen Multicore-Prozessor mit mehreren Cores aufweist, wobei ein Echtzeitprogramm, die Steuerung und/oder Regelung von Antrieben der Maschine erlaubt, wobei in einem ersten Core ein erster Teil des Echtzeitprogramms und in einem zweiten Core ein zweiter Teil des Echtzeitprogramms und zumindest ein Teil eines Nicht-Echtzeitprogramms abläuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des ersten Teils des Echtzeitprogramms mittels einem dem ersten Core vorgebbaren ersten Takts erfolgt, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des zweiten Teils des Echtzeitprogramms mittels einem dem zweiten Core vorgebbaren zweiten Takts erfolgt.
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine, wobei die
Einrichtung einen Multicore-Prozessor mit mehreren Cores aufweist, wobei ein Echtzeitprogramm die Steuerung und/oder Regelung von Antrieben der Maschine erlaubt, wobei ein weiteres Echtzeitprogramm, die Steuerung und/oder Regelung von weite- ren Antrieben der Maschine erlaubt, wobei in einem ersten Core das Echtzeitprogramm und ein erster Teil eines Nicht-Echt¬ zeitprogramms und in einem zweiten Core das weitere Echtzeit¬ programm und ein zweiter Teil des Nicht-Echtzeitprogramms ab¬ läuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Echt- zeitprogramms mittels einem dem ersten Core vorgebbaren ers¬ ten Takts erfolgt, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des weiteren Echtzeitprogramms mittels einem dem zweiten Core vorgebbaren zweiten Takts erfolgt.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn in dem ersten Core ne¬ ben einem Echtzeitbetriebssystem ausschließlich der erste Teil des Echtzeitprogramms abläuft. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass, da keine Umschaltung innerhalb eines Cores von einem Nicht-Echtzeitprogramm auf ein Echtzeitprogramm notwendig ist, durch die Umschaltung bedingte Jitter bei der Abarbeitung des ersten Teils eines Echtzeitprogramms vermie- den werden.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrich¬ tung über eine Kommunikationseinrichtung mit den Antrieben zum Austausch von Daten verbunden ist. Die Anbindung der An- triebe zum Austausch von Daten mit der Einrichtung über eine Kommunikationseinrichtung stellt eine handelsübliche Anbindung der Antriebe dar. Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, wobei der Taktgeber integraler Bestandteil der Einrichtung ist. Wenn der Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, der integraler Bestandteil der Einrichtung ist, steht der Takt auch bei einer Störung der Datenverbindung zwischen Einrichtung und Kommunikationseinrichtung für die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Echt¬ zeitprogramms zur Verfügung.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, wobei der Taktgeber integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung ist. Wenn der Taktgeber integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung ist, ist der Taktgeber, da er auch den Takt für den Echtzeitbus zur Anbindung der Antriebe an das Kommunika¬ tionssystem vorgibt, prozessnah lokalisiert und der Takt kann den Antrieben mit hoher Genauigkeit vorgegeben werden.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der zweite Takt vom ersten Core erzeugt wird. Wenn der zweite Takt vom ersten Core erzeugt wird, kann auf der Verwendung eines zu¬ sätzlichen Taktgebers zur Erzeugung des zweiten Taktes verzichtet werden.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kommunikati¬ onseinrichtung über einen Echtzeitbus mit den Antrieben verbunden ist, wobei der Bustakt des Echtzeitbuses vom Taktgeber vorgegeben wird. Wenn der Takt des Taktgebers sowohl als Bus¬ takt als auch gleichzeitig zur Taktung des Echtzeitprogramms verwendet wird, kann eine hochgenaue Synchronisierung der Komponenten erreicht werden.
Der Multicore-Prozessor kann dabei auch als Dualcore-Prozes- sor, der nur zwei Cores aufweist, ausgebildet sein, falls die Rechenleistung eines Dualcore-Prozessors ausreichend ist.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Multicore- Prozessor einen dritten Core aufweist, wobei ein weiteres Echtzeitprogramm, die Steuerung und/oder Regelung von weiteren Antrieben der Maschine erlaubt, wobei in dem dritten Core zumindest ein Teil des weiteren Echtzeitprogramms und ein weiterer Teil des Nicht-Echtzeitprogramms abläuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Teils des weiteren Echt¬ zeitprogramms mittels einem dem dritten Core vorgebbaren wei¬ teren Takts erfolgt. Hierdurch kann die Flexibilität der Auf¬ teilung der einzelnen Programme noch erhöht werden.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn in dem drit¬ ten Core neben einem Echtzeitbetriebssystem ausschließlich zumindest ein Teil des weiteren Echtzeitprogramms abläuft. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass, da keine Umschal- tung innerhalb des dritten Cores von einem Nicht-Echtzeitpro- gramm auf ein Echtzeitprogramm notwendig ist, durch die Um- schaltung bedingte Jitter bei der Abarbeitung des weiteren Echtzeitprogramms vermieden werden.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrichtung über eine weitere Kommunikationseinrichtung mit den weiteren Antrieben zum Austausch von Daten verbunden ist. Die Anbindung der weiteren Antriebe zum Austausch von Daten mit der Einrichtung über eine weitere Kommunikationseinrichtung stellt eine handelsübliche Anbindung der weiteren Antriebe dar.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der weitere Takt von einem weitern Taktgeber erzeugt wird, wobei der weitere Taktgeber integraler Bestandteil der Einrichtung ist. Wenn der weitere Takt von einem weiteren Taktgeber erzeugt wird, der integraler Bestandteil der Einrichtung ist, steht der weitere Takt auch bei einer Störung der Datenverbindung zwischen Einrichtung und weitern Kommunikationseinrichtung für die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Teils des weite- ren Echtzeitprogramms zur Verfügung.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der weitere Takt von einem weitern Taktgeber erzeugt wird, wobei der wei- tere Taktgeber integraler Bestandteil der weiteren Kommunikationseinrichtung ist. Wenn der weiterer Taktgeber integraler Bestandteil der weiteren Kommunikationseinrichtung ist, ist der weitere Taktgeber, da er auch den weitern Takt für den weiteren Echtzeitbus zur Anbindung der weiteren Antriebe an das weitere Kommunikationssystem vorgibt, prozessnah lokalisiert und der weitere Takt kann den weiteren Antrieben mit hoher Genauigkeit vorgegeben werden.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die weitere Kommunikationseinrichtung über einen weitern Echtzeitbus mit den weitern Antrieben verbunden ist, wobei der Bustakt des weiteren Echtzeitbuses vom weiteren Taktgeber vorgegeben wird. Durch diese Maßnahmen können die Antriebe und die wei- teren Antriebe vollkommen unabhängig voneinander gesteuert und/oder geregelt werden.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrichtung über eine Kommunikationseinrichtung mit den Antrieben zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Einrichtung über eine weitere Kommunikationseinrichtung mit den weiteren Antrieben zum Austausch von Daten verbunden ist. Durch diese Maßnahmen können die Antriebe und die weiteren Antriebe voll¬ kommen unabhängig voneinander gesteuert und/oder geregelt werden.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, wobei der zweite Takt von einem weiteren Taktgeber erzeugt wird, wobei der Taktgeber und der weitere Taktgeber integraler Bestandteil der Einrichtung sind. Durch diese Maßnahmen können die Antriebe und die weiteren Antriebe vollkommen unabhängig voneinander gesteuert und/oder geregelt werden.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, wobei der zweite Takt von einem weiteren Taktgeber erzeugt wird, wobei der Taktgeber und der weitere Taktgeber integraler Bestandteil der Einrich- tung sind. Somit stehen der erste Takt und der zweite Takt auch bei einer Störung der Datenverbindung zwischen Einrichtung und externen Komponenten für die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns zur Verfügung.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Takt von einem Taktgeber erzeugt wird, wobei der Taktgeber integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung ist, wobei der zweite Takt von einem weitern Taktgeber erzeugt wird, wo- bei der weitere Taktgeber integraler Bestandteil der weiteren Kommunikationseinrichtung ist. Hierdurch wird eine prozessnahe Takterzeugung gewährleistet.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kommuni- kationseinrichtung über einen Echtzeitbus mit den Antrieben verbunden ist, wobei der Bustakt des Echtzeitbusses vom Takt¬ geber vorgegeben wird und dass die weitere Kommunikationseinrichtung über einen weiteren Echtzeitbus mit den weiteren Antrieben verbunden ist, wobei der Bustakt des weiteren Echt- zeitbusses vom weiteren Taktgeber vorgegeben wird. Durch diese Maßnahmen können die Antriebe und die weiteren Antriebe vollkommen unabhängig voneinander gesteuert und/oder geregelt werden .
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters verwendet wird, da zur Steuerung und/oder Regelung solcher Maschinen oft eine hohe Rechenleistung gefordert ist.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen:
FIG 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und FIG 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Aus dem Stand der Technik sind so genannte Multicore-Prozes- soren bekannt, die gegenüber einem normalen Prozessor über mehrere Cores, d.h. über mehrere voneinander unabhängige Re¬ chenkerne verfügen. Eine spezielle Ausprägung eines Multico- re-Prozessors stellt ein so genannter Dualcore-Prozessor dar, der über lediglich zwei Cores verfügt.
In FIG 1 ist in Form eines Blockschaltbildes ein erstes Aus¬ führungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Eine Einrichtung 8 zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine weist einen Multicore-Prozessor 1 auf. Die Einrichtung 8 kann dabei z.B. in Form einer numerischen Steuerung z.B. einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters vorlie¬ gen. Der Multicore-Prozessor 1 weist einen ersten Core 2 und einen zweiten Core 3 auf. Gegebenenfalls noch vorhandene wei¬ tere Cores des Multicore-Prozessors 1, sind in FIG 1 gestri¬ chelt gezeichnet angedeutet, wobei der Multicore-Prozessors 1 eine Vielzahl von Cores aufweisen kann. Ein Echtzeitprogramm erlaubt die Steuerung und/oder Regelung der beiden Antriebe Al und A2 der Maschine, wobei in dem ersten Core 2 ein erster Teil EZPl des Echtzeitprogramms und in dem zweiten Core 3 ein zweiter Teil EZPl' des Echtzeitprogramms und zumindest ein Teil eines Nicht-Echtzeitprogramms NEZP abläuft. Die Verwal¬ tung des Echtzeitprogramms erfolgt mit Hilfe eines auf den ersten Core 2 und dem zweiten Core 3 ablaufenden Echtzeitbetriebssystems während die Verwaltung des Nicht-Echtzeitpro¬ gramms mit einem auf dem zweiten Core 3 ablaufenden Nicht- Echtzeitsystem geschieht. Das Nicht-Echtzeitbetriebssystem dient z.B. zum Aufbereiten von Daten für eine, der Übersicht- lichkeit halber nicht mehr dargestellte, an die Einrichtung 8 angeschlossene Bedien- und Beobachtungseinheit. Die Einrich¬ tung 8 ist mit einer Kommunikationseinrichtung 9, die z.B. in Form einer Busbaugruppe vorliegen kann, verbunden. Die Einrichtung 8 und insbesondere der erste Core 2 und der zweite Core 3 können Daten mit der Kommunikationseinrichtung 9 über eine Verbindung 12 austauschen. Weiterhin erfolgt über die Verbindung 12 eine Übertragung eines ersten Takts Tl. Die Kommunikationseinrichtung 9 dient zur Ansteuerung eines Echt- zeitbusses 11, wobei die Kommunikationseinrichtung 9 über den Echtzeitbus 11 zum Datenaustausch mit den beiden Antrieben Al und A2 der Maschine verbunden ist. Der Echtzeitbus 11 kann z.B. in Form eines echtzeitfähigen Profibusses vorliegen. Die Antriebe Al und A2 können dabei z.B. aus einer Regelbaugrup¬ pe, einem an der Regelbaugruppe angeschlossenen Umrichter und einen an den Umrichter angeschlossenen Motor bestehen. Weiterhin weisen die Antrieb Al und A2 noch entsprechende je¬ weils den Antrieben zugeordnete Geber auf, die z.B. die Ro- torlage des Motors des jeweiligen Antriebs messen. Zur Steue¬ rung und/oder Regelung der Antriebe Al und A2 ist es notwendig, dass Daten in Echtzeit übertragen und verarbeitet wer¬ den .
Die Echtzeitanwendung und insbesondere das Echtzeitprogramm benötigt einen zyklischen ersten Takt Tl, der von einem Taktgeber 7, der im Rahmen des Ausführungsbeispiels integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung 9 ist, erzeugt wird. Der erste Takt Tl wird über die Verbindung 12 zur Ein- richtung 8 an den ersten Core 2 gesendet. Die Vorgabe des Ab¬ arbeitungsbeginns des ersten Teils des EZPl des Echtzeitpro¬ gramms erfolgt mittels einem dem ersten Core 2 vorgegebenen ersten Taktes Tl und die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des zweiten Teils EZPl' des Echtzeitprogramms erfolgt mittels ei- nem dem zweiten Core 3 vorgegebenen zweiten Takt T2, welcher im Rahmen des Ausführungsbeispiels von dem ersten Core 2 er¬ zeugt wird und dem zweiten Core 3 zur Verfügung gestellt wird. Durch diese Maßnahme entfällt ein sonst notwendiger weiterer Taktgeber zur Steuerung des Abarbeitungsbeginns des zweiten Teils EZPl' des Echtzeitprogramms. Wenn der zweite Core 3 das zweite Taktsignal T2 empfängt, wird das Nicht- Echtzeitprogramm NEZP unterbrochen und der zweite Teil EZPl' des Echtprogramms beginnt abgearbeitet zu werden. Nach er¬ folgter Abarbeitung des zweiten Teils des Echtzeitprogramms EZPl' erfolgt wieder die Abarbeitung des Nicht-Echtzeitpro¬ gramms NEZP. Mit Hilfe des ersten Takt Tl wird auch der Kom¬ munikationstakt d.h. der Bustakt des Echtzeitbusses 11 fest¬ gelegt . Alternativ kann der erste Takt Tl aber auch von einem in FIG 1 gestrichelt dargestellten Taktgeber 7 ' , der integrale Bestandteil der Einrichtung 8 ist, erzeugt und vorgegeben werden .
In FIG 2 ist eine weitere Ausbildung der Erfindung dargestellt. Die in FIG 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im Grundaufbau im Wesentlichen der vorstehenden in FIG 1 beschriebenen Ausführungsform. Gleiche Elemente sind daher in FIG 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in FIG 1. Gegenüber der Ausführungsform gemäß FIG 1 weist die Ausführungsform gemäß FIG 2 eine weitere Kommunikationseinrichtung 15 auf, die mit der Einrichtung 8 über eine Verbindung 20 verbunden ist und genau wie bei FIG 1 eine Kommunikation der Einrichtung 8 über einen weiteren Echtzeitbus 16 mit weiteren Antrieben A3 und A4 erlaubt. In einem dritten Core 12 des Multicore-Prozessor 1 wird zumindest ein Teil EZP2 eines weiteren Echtzeitprogramms, das die Steuerung und/oder Regelung von weiteren Antrieben A3 und A4 der Maschine erlaubt, abge- arbeitet, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Teils EZP2 des weiteren Echtzeitprogramms mittels einem dem dritten Core vorgebbaren weiteren Takt T3 erfolgt. Ein weiterer Teil NEZP' des Nicht-Echtzeitprogramms läuft, in der Ausführungs¬ form gemäß FIG 2, ebenfalls in dem dritten Core 12 ab. Die Erzeugung des weiteren Takts T3 folgt im Rahmen des Ausführungsbeispiels durch einen weiteren Taktgeber 14, der den Takt T3 an den dritten Core 12 sendet. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist der weitere Taktgeber 14 integraler Be¬ standteil der weiteren Kommunikationseinrichtung 15. Mit HiI- fe des weiteren Takts T3 wird auch der Bustakt des weiteren Echtzeitbusses 16 festgelegt.
Alternativ kann der weitere Takt T3 aber auch von einem in die Einrichtung 8 integrierten, in FIG 2 gestrichelt darge- stellten, weiteren Taktgeber 14' erzeugt werden. Der weitere Takt T3 wird in diesem Fall auch an die weitere Kommunikati¬ onseinrichtung 15 zur Festlegung des Takts des weiteren Echtzeitbusses 16 gesendet. In FIG 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in FIG 3 dargestellte Ausführungsform ent¬ spricht im Grundaufbau im Wesentlichen der vorstehenden in FIG 2 beschriebenen Ausführungsform. Gleiche Elemente sind daher in FIG 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in FIG 2. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß FIG 2 läuft in dem ersten Core 2 ein Echtzeitprogramm EZPA und ein erster Teil NEZPl eines Nicht-Echtzeitprogramms und in dem zweiten Core 3 das weitere Echtzeitprogramm EZPB und ein zweiter Teil NEZPl' des Nicht-Echtzeitprogramms ab, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Echtzeitprogramms EZPA mittels einem dem ersten Core 2 vorgebbaren ersten Takts Tl erfolgt, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des weiteren Echtzeitpro¬ gramms EZPB mittels einem dem zweiten Core 3 vorgebbaren zweiten Takts T2 erfolgt. Jedes Mal, wenn der erste Core 2 einen Takt des zyklischen ersten Takts Tl empfängt, erfolgt eine Umschaltung des ersten Teils des Nicht-Echtzeitprogramms NEZP zum Echtzeitprogramm EZPA und jedes Mal, wenn der zweite Core 3 ein Takt des zyklischen zweiten Taktes T2 empfängt, erfolgt eine Umschaltung in der Bearbeitung vom zweiten Teil NEZP' des Nicht-Echtzeitprogramms zum weiteren Echtzeitpro¬ gramm EZPB.
Selbstverständlich können auch bei dieser Ausführungsform die Taktgeber integraler Bestandteile der jeweilig zugehörigen Kommunikationseinrichtung oder integraler Bestandteil der Einrichtung 8 sein.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass in den gegebenenfalls noch vorhandenen zusätzlichen Cores des Multicore-Prozessors, die in den Figuren 1 bis 3 gestrichelt gezeichnet angedeutet sind, gegebenenfalls weitere Teile des Echtzeitprogramms oder von Echtzeitprogrammen oder ein zusätzliches Echtzeitprogramm jeweils alleine oder zusammen mit einem zusätzlichen Teil des Nicht-Echtzeitprogramms oder einem weiteren Nicht-Echtzeit¬ programm ablaufen kann. Die in den Ausbildungen der Erfindung gemäß FIG 1 bis 3 beschriebenen Funktionsweisen können dann in analoger Form entsprechend auf die eventuell noch vorhan- denen zusätzlichen Cores des Multicore-Prozessors übertragen werden. Selbstverständlich kann das Echtzeitprogramm und das Nicht-Echtzeitprogramm neben einem ersten Teil und einem zweiten Teil noch weitere Teile aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine, wobei die Einrichtung (8) einen Multicore-Prozessor (1) mit mehreren Cores (2,3) aufweist, wobei ein Echtzeitpro¬ gramm, die Steuerung und/oder Regelung von Antrieben der Maschine erlaubt, wobei in einem ersten Core (2) ein erster Teil (EZPl) des Echtzeitprogramms und in einem zweiten Core (3) ein zweiter Teil (EZPl') des Echtzeitprogramms und zumin- dest ein Teil (NEZP) eines Nicht-Echtzeitprogramms abläuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des ersten Teils (EZPl') des Echtzeitprogramms mittels einem dem ersten Core vorgebbaren ersten Takts (Tl) erfolgt, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des zweiten Teils (EZPl') des Echtzeit- Programms mittels einem dem zweiten Core (3) vorgebbaren zweiten Takts (T2) erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem ersten Core (2) neben einem Echtzeitbetriebssystem ausschließlich der erste Teil (EZPl') des Echtzeitprogramms abläuft.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ein- richtung (8) über eine Kommunikationseinrichtung (15) mit den Antrieben (Al, A2) zum Austausch von Daten verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Takt (Tl) von einem Taktgeber (V) erzeugt wird, wobei der Taktgeber (7') integraler Bestandteil der Einrichtung ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Takt (Tl) von einem Taktgeber (7) erzeugt wird, wobei der Taktgeber (7) integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung (9) ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Takt (T2) vom ersten Core (2) erzeugt wird.
7. Einrichtung nach einem Ansprüche 3 bis 6, wobei die Kom¬ munikationseinrichtung über einen Echtzeitbus (11) mit den Antrieben (Al, A2) verbunden ist, wobei der Bustakt des Echt- zeitbuses (11) vom Taktgeber (7,7') vorgegeben wird.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Multi- core-Prozessor als Dualcore-Prozessor ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Multicore- Prozessor (1) einen dritten Core (12) aufweist, wobei ein weiteres Echtzeitprogramm, die Steuerung und/oder Regelung von weiteren Antrieben der Maschine erlaubt, wobei in dem dritten Core zumindest ein Teil (EZP2) des weiteren Echtzeit- programms und ein weiterer Teil (NEZP') des Nicht-Echtzeit¬ programms abläuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Teils (EZP2) des weiteren Echtzeitprogramms mittels einem dem dritten Core (12) vorgebbaren weiteren Takts (T3) er¬ folgt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass in dem dritten Core (12) neben einem Echtzeitbetriebssystem ausschließlich zumindest ein Teil (EZP2) des weiteren Echtzeitprogramms abläuft.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (8) über eine weitere Kommunikationseinrichtung (15) mit den weiteren Antrieben (A3, A4) zum Austausch von Daten verbunden ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der weitere Takt (T3) von einem weitern Taktgeber (14') erzeugt wird, wo- bei der weitere Taktgeber (14') integraler Bestandteil der Einrichtung (8) ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der weitere Takt (T3) von einem weitern Taktgeber (14) erzeugt wird, wo¬ bei der weitere Taktgeber (14) integraler Bestandteil der weiteren Kommunikationseinrichtung (15) ist.
14. Einrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 13, wobei die weitere Kommunikationseinrichtung (15) über einen weitern Echtzeitbus (16) mit den weitern Antrieben (A3, A4) verbunden ist, wobei der Bustakt des weiteren Echtzeitbuses (16) vom weiteren Taktgeber (14,14') vorgegeben wird.
15. Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Maschine, wobei die Einrichtung (8) einen Multicore-Prozessor (1) mit mehreren Cores (2, 3) aufweist , wobei ein Echtzeitpro¬ gramm (EZPA) die Steuerung und/oder Regelung von Antrieben (Al, A2 ) der Maschine erlaubt, wobei ein weiteres Echtzeitpro¬ gramm (EZPB) , die Steuerung und/oder Regelung von weiteren Antrieben (A3, A4) der Maschine erlaubt, wobei in einem ersten Core (2) das Echtzeitprogramm (EZPA) und ein erster Teil (NEZPl) eines Nicht-Echtzeitprogramms und in einem zweiten Core (3) das weitere Echtzeitprogramm (EZPB) und ein zweiter Teil (NEZPl') des Nicht-Echtzeitprogramms abläuft, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des Echtzeitprogramms (EZPA) mittels einem dem ersten Core (2) vorgebbaren ersten Takts (Tl) erfolgt, wobei die Vorgabe des Abarbeitungsbeginns des weiteren Echtzeitprogramms (EZPB) mittels einem dem zweiten Core (3) vorgebbaren zweiten Takts (T2) erfolgt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (8) über eine Kommunikationseinrichtung (9) mit den Antrieben (Al, A2) zum Austausch von Daten verbunden ist, wobei die Einrichtung (8) über eine weitere Kommunikationseinrichtung (15) mit den wei- teren Antrieben (A3, A4) zum Austausch von Daten verbunden ist .
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h - g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Takt (Tl) von einem Taktgeber (7' ) erzeugt wird, wobei der zweite Takt (T2) von einem weiteren Taktgeber (14') erzeugt wird, wobei der Taktgeber (7') und der weitere Taktgeber (14') integraler Bestandteil der Einrichtung (8) sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Takt (Tl) von einem Taktgeber (7) erzeugt wird, wobei der Taktgeber (7) integraler Bestandteil der Kommunikationseinrichtung (9) ist, wobei der zweite Takt (T2) von einem weitern Taktgeber (14) erzeugt wird, wobei der weitere Taktgeber (14) integraler Be¬ standteil der weiteren Kommunikationseinrichtung (15) ist.
19. Einrichtung nach einem Ansprüche 16 bis 18, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kommunika¬ tionseinrichtung (9) über einen Echtzeitbus mit den Antrieben (Al, A2) verbunden ist, wobei der Bustakt des Echtzeitbuses vom Taktgeber (7,7') vorgegeben wird und dass die weitere Kommunikationseinrichtung (15) über einen weiteren Echtzeit- bus (11) mit den weiteren Antrieben (A3, A4) verbunden ist, wobei der Bustakt des weiteren Echtzeitbuses (11) vom weite¬ ren Taktgeber vorgegeben wird.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Multicore- Prozessor (1) als Dualcore-Prozessor ausgebildet ist.
21. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ein- richtung (8) als numerische Steuerung ausgebildet ist.
22. Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder Roboter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
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