WO2021058773A1 - Procédé et calculateur de gestion d'échanges de données entre une pluralité de tâches - Google Patents

Procédé et calculateur de gestion d'échanges de données entre une pluralité de tâches Download PDF

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WO2021058773A1
WO2021058773A1 PCT/EP2020/076962 EP2020076962W WO2021058773A1 WO 2021058773 A1 WO2021058773 A1 WO 2021058773A1 EP 2020076962 W EP2020076962 W EP 2020076962W WO 2021058773 A1 WO2021058773 A1 WO 2021058773A1
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WO
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data
functions
task
execution
computer
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PCT/EP2020/076962
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Michael JULIEN
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Vitesco Technologies GmbH
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/52—Program synchronisation; Mutual exclusion, e.g. by means of semaphores
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    • G06F9/4806—Task transfer initiation or dispatching
    • G06F9/4843—Task transfer initiation or dispatching by program, e.g. task dispatcher, supervisor, operating system
    • G06F9/4881—Scheduling strategies for dispatcher, e.g. round robin, multi-level priority queues
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54—Interprogram communication
    • G06F9/544—Buffers; Shared memory; Pipes

Definitions

  • TITLE Process and calculator for managing data exchanges between a plurality of tasks
  • the invention relates to the field of controlling a vehicle engine, in particular a motor vehicle, and more specifically to a method for managing data exchanges between a plurality of tasks implemented by a computer as well as a computer making it possible to implement this method.
  • the actuators can be a fuel injector, an engine ignition system, or an engine gas recirculation system.
  • Each actuator is connected to an engine control computer in order to control it.
  • An engine control computer can be single-core or multi-core, that is to say, it can include one or more cores, making it possible to implement the engine control functions.
  • the core (s) each execute a series of tasks according to a priority level, each task implementing one or more functions, some of which are data producers and / or data consumers.
  • a transition module in order to adapt the period of the signal corresponding to the data produced so that this data produced can be read by the consuming function of the second task.
  • This transition module thus makes it possible to notify the computer of a change in the execution period and to transfer the data produced by the producer function to the consumer function.
  • Consistency is defined by the stability and consistency of the data.
  • a stability problem results in a modification of the value of a data between several readings, in other words between several restorations and consumption of this data.
  • the functions consuming this data will not all consume the same value of the data: said value is seen as unstable.
  • the consuming function uses data that does not have the same dating and the data set is seen as inconsistent.
  • the computer is a single-core computer called
  • Preemptive allowing the execution of so-called “preemptive” tasks.
  • the preemptive single-core computer makes it possible to implement a first solution, making it possible to partially resolve the consistency problem by basing itself on the priority level of each task. In other words, when a first task of a series of tasks is executed, it will be interrupted by the operating system if another task has a higher priority level. However, only data stability is ensured. As consistency is not verified, a protection mechanism must be added to the system to perform this verification.
  • the computer is a single-core computer called
  • the cooperative single-core computer makes it possible to implement a second solution, also making it possible to partially resolve the consistency problem. Indeed, at regular time intervals, the task being executed by the cooperative single-core computer is interrupted. in order to let the operating system check that there is not another task with a higher priority level. In which case the task stops and lets this other task run. As before, inconsistencies problems can occur in this cooperative model, since the operating system can introduce inconsistencies and instabilities.
  • the invention relates to a method of managing data exchanges between a plurality of tasks by a computer of a vehicle, in particular a motor vehicle, said computer comprising at least one core, each task making it possible to perform at least one function, each function being designated as producer and / or consumer of at least one data item, said method being remarkable in that it comprises: a) a grouping phase by set of functions, each set comprising the functions producing data, of which l 'execution is allocated in the same first task, and the functions consuming the data produced by said data-producing functions, the execution of which is allocated in the same second task different from the first task, b) for each set of functions: i ) a first phase comprising the steps of:
  • the method according to the invention makes it possible to stabilize the data produced, so that they remain stable, in other words unchanged, during their consumption by one or more functions, even if their production occurs between the start and the end of performing this function. Indeed, it is necessary to ensure the stability of the data in several cases: when the same function reads a data several times or when several successive functions read the same data one or more times.
  • the method according to the invention also solves the problems of consistency.
  • the data to be consumed by a consuming function are all produced in such a way that the competition between the tasks cannot corrupt part of this data to be consumed. All of this data to be consumed is consistent when the consuming function is executed from this data to be consumed.
  • the execution of the data-producing functions, by the first task in which the execution is allocated is sequential.
  • a sequential execution of the production functions makes it possible to avoid any problem of competition between the tasks and thus to avoid any problem of consistency of the data.
  • the execution of the data consuming functions by the second task in which the execution is allocated is sequential.
  • a sequential execution of the consuming functions makes it possible to avoid any problem of competition between the tasks and thus to avoid any problem of data consistency.
  • the copies are recorded in a memory comprising a plurality of areas, by assigning the value of each copy to one and only one area of the plurality of areas.
  • the step of recording in the memory makes it possible to freeze the value of the data produced.
  • the value of each copy recorded in an area of the memory is respectively assigned to a piece of data to be consumed.
  • a restoration in recording mirror, called reading in write memory, makes it possible to copy the value of a data item recorded to the data item to be consumed by the target function, that is to say the function intended to consume the data. given during its execution.
  • the recording step and the restoration step make it possible to ensure the stability and consistency of the data produced, so that the data to be consumed, to which the values of the copy of each data produced are assigned, remain stable and therefore unchanged before consumption by the consuming function.
  • the invention also relates to a computer for managing data exchanges between a plurality of tasks for a vehicle, in particular a motor vehicle, said computer comprising at least one core, each task making it possible to execute at least one function, each function being designated as producer and / or consumer of at least one data item, said calculator being remarkable in that it is configured to: a) group together by set of functions, each set comprising the functions producing data, the execution of which is allocated in the same first task, and the functions consuming the data produced by said data-producing functions, the execution of which is allocated in the same second task different from the first task, b) for each set of functions:
  • the computer according to the invention makes it possible to stabilize the data produced, so that they remain stable, in other words unchanged, during their consumption by a function, even if their production occurs between the start and the end of the execution of this function.
  • the computer according to the invention also solves the problems of consistency.
  • the data to be consumed by a consuming function are all produced in such a way that the competition between the tasks cannot corrupt part of this data to be consumed. All of this data to be consumed is consistent when the consuming function is executed from this data to be consumed.
  • the computer sequentially executes the functions producing data by the first task in which the execution is allocated.
  • a sequential execution of the productive functions by the computer makes it possible to avoid any problem of competition between the tasks and thus to avoid any problem of consistency of the data.
  • the computer sequentially executes the data consuming functions by the second task in which the execution is allocated.
  • a sequential execution of the consuming functions by the computer makes it possible to avoid any problem of competition between the tasks and thus to avoid any problem of data consistency.
  • the computer is configured to record a copy of each data item produced in a memory comprising a plurality of areas, by assigning the value of each copy to one area of the plurality of areas.
  • the recording of the data produced by the computer in the memory makes it possible to freeze the value of the data produced.
  • the computer is configured to restore the data to be consumed by assigning the value of each copy recorded in an area of the memory to a piece of data to be consumed.
  • the recording of the data produced and the restoration of the data to be consumed are carried out in the protection mechanism of the computer.
  • the computer makes it possible to ensure the stability of the data produced, so that the data to be consumed, to which the copies of the values of the data produced are assigned, remain stable before consumption by the consuming task.
  • the invention also relates to a vehicle comprising a computer as presented above.
  • FIG. 1 represents an example of executions of a plurality of tasks by a computer according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a transition corresponding to the execution of two consecutive tasks by a computer according to the invention
  • FIG. 3 represents an example of implementation of the task management method according to the invention.
  • a computer for managing data exchanges between a plurality of tasks will now be described, said computer being intended to be mounted in a vehicle, in particular a motor vehicle, and configured to perform tasks, allowing the implementation of an engine control function of said vehicle, such as ignition, fuel injection or even gas recirculation, by an actuator.
  • an engine control function of said vehicle such as ignition, fuel injection or even gas recirculation
  • the computer comprises at least one core making it possible to execute at least one task comprising at least one function, in particular a function for calculating and / or determining data.
  • the calculator also includes a mechanism to protect competition between the performance of different tasks.
  • each core is in particular configured to perform a task, a plurality of independent tasks or a series of interdependent tasks allocated to it, via its operating system.
  • Each task is used to perform a sequence of one or more functions and is characterized by an activation pattern, an allocation pattern and a priority level.
  • the task activation scheme defines the type of activation of the execution of said task.
  • the activation of the task can be synchronous, and therefore the period of execution of the task is constant, or asynchronous, and therefore the period of execution of the task is variable, or event-driven, in other words, after detection of a state of the system that requires the task to be performed.
  • the task allocation scheme defines the core (s) to which said task is allocated. Indeed, a task can be executed on a single core or in a manner distributed over several cores.
  • the priority level of each task depends on the activation scheme and the allocation scheme on one or more cores.
  • the priority level is defined as a function of the execution period, and is inversely proportional to said execution period. In other words, according to this example, the shorter the period of execution of a task, the higher the priority level.
  • the operating system makes it possible to choose at each moment which task must be executed and in what order according to the task activation scheme and their priority level.
  • Each function is said to be “producer” and / or “consumer” of at least one item of data. Indeed, each producing function is executed and makes it possible to determine one or more data, called “produced”, and each consuming function is executed from one or more data, called “to be consumed”.
  • each function is also characterized by its activation pattern and therefore by its execution period.
  • the protection mechanism is configured to save a copy of the value of the data produced by a task and to restore data to be consumed by another task, from the saved copies.
  • the protection mechanism temporarily prevents competition between the tasks, and therefore temporarily stops competition between the execution of each task during the recording of the data produced and the restoration of the data to be consumed.
  • the protection mechanism comprises a transition module and a physical memory.
  • the RT transition module manages the transfer of data between concurrent tasks according to the priority level of the tasks, in order to avoid any concurrency problem between the execution of tasks.
  • the management of data transfer depends on the activation scheme, the priority level, and the allocation scheme, ie the core to which the task is allocated.
  • the RT transition module is configured to aggregate the transfer of data from the producer functions to the consuming functions via a function for recording the data produced by the producer functions and a function for restoring data to be consumed by the consuming functions.
  • the RT transition module via its recording function, makes it possible to determine the copy of a piece of data produced and is implemented to record this copy.
  • the RT transition module via its restore function, makes it possible to determine the data to be consumed from the value of a recorded copy. In other words, the RT transition module is implemented to restore the data to be consumed.
  • the physical memory of the protection mechanism comprises a plurality of areas, making it possible to store the data produced by a task or by a series of tasks or by several independent tasks and to restore the data while ensuring consistency and stability.
  • the protection mechanism can for example consist of semaphores or queues or to impose a forced sequentiality between the tasks.
  • a first example of the execution of a plurality of functions A, B, C, D, producers and consumers will be presented.
  • the functions A and C are so-called “producer” functions and are executed by a first task 1, called “source”, the execution period of which is equal to 5 milliseconds
  • the functions B and D are so-called “consuming” functions and are executed by a second task 2, called “target”, the execution period of which is equal to 10 milliseconds.
  • the first task 1 and the second task 2 respectively, at 5 milliseconds and 10 milliseconds, can be allocated in the same core or in a plurality of different cores.
  • the producer functions A and C are therefore executed sequentially by the first task 1 and the consumer functions B and D are also executed sequentially by the second task 2.
  • a single RT transition module is configured to aggregate the transfer of data from the producer function A, respectively the producer function C, to the consumer function B, respectively the consumer function D, via the recording function and the function catering.
  • a transition module RT is connected between the first task 1 and the second task 2.
  • the transition module RT connects the producer function A to the consumer function B, and the producer function C to the consumer function D .
  • the first task 1 has an execution period equal to 5 milliseconds and the second task 2 has an execution period equal to 10 milliseconds.
  • the first task 1 has a higher priority level than the second task 2. This is why the producing function A is carried out before the consuming function B.
  • the producer function A is configured to be executed on the basis of an input value being for example defined by a device or a function external to the plurality of functions A, B, C, D and makes it possible to determine a data produced VI A after execution of the productive function A.
  • the RT transition module is configured to ensure the transfer of the data produced VI A by the producer function A to the consuming function B.
  • the transition module RT makes it possible to determine a copy Vi Ajnt of the data produced VI A and to register this copy Vi Ajnt.
  • the protection mechanism uses the memory MEM to record, in other words to write, the copy Vi Ajnt in an area included in said memory MEM.
  • the consuming function B is configured to read the data to be consumed V2 B , from the copy Vi Ajnt recorded and to be executed from the data to be consumed V2B.
  • the method according to the invention first of all comprises a phase of grouping together sets AND of functions.
  • each set AND are grouped the productive functions, the execution of which is performed by the same first task 1, and the functions consuming the data produced by said productive functions, the execution of which is performed by the same second task 2.
  • the set AND therefore comprises the productive functions A and C, and the consuming functions B and D of the data produced by said productive functions A, C.
  • Each producer function A and C can include a plurality of input values.
  • the method comprises a first phase PH1 comprising a step of sequential execution E1 of the producer functions A and C.
  • the producer functions A and C are executed one after the other.
  • the producer function A is executed and makes it possible to determine a data item VI A.
  • the producer function C is executed and makes it possible to determine a piece of data produced V2 C.
  • the first phase PH1 comprises a step of recording E2 of the data produced VI A and Vie, in other words a step of writing the data produced VI A, respectively of the data produced Life, by the transition module RT.
  • the transition module RT makes it possible, via its function for recording the data produced VI A , Vie, to determine a copy ViAjnt of the data produced VI A and a copy Vicjnt of the data produced Vic and to record said copies Vi Ajnt , Vic jnt in MEM memory.
  • the method also comprises a second phase PH2, carried out following the first phase PH1, comprising a step of restoring E3 the data to be consumed V2 B, V2 D by the consuming functions B and D.
  • the function restoration of the transition module RT makes it possible to assign the value of the copy Vi Ajnt, respectively of the copy Vicjnt, recorded in the memory MEM, to the value of the data to be consumed V2 B, respectively of the data to be consumed V2 D .
  • Such a restoration, in recording mirror, called read in write memory, therefore makes it possible to copy the value of a data item recorded in the memory MEM, here the value of the copy ViAjnt, respectively of the copy Vicjnt , to the datum to be consumed V2 B, respectively the datum to be consumed V2 D , by the consuming function B, respectively the consuming function D, during its execution.
  • the second phase PH2 then comprises a step of sequential execution E4 of the consuming functions B and D of the set AND from the data to be consumed V2B , V2 D, restored.
  • the consuming function B is executed from the data item to be consumed V2 B and then, the consuming function D is executed from the data item to be consumed V2 D.
  • the protection mechanism prevents simultaneous execution of the recording step E2 and the restoration step E3, thus making it possible to freeze the value of the copies ViAjnt, Vl cjnt.
  • the execution of the producing functions A, C and of the consuming functions B, D can be simultaneous.
  • the second phase PH2 is carried out after the first phase PH1.
  • the stability and consistency of the data are ensured at the same time. Stability is ensured because each copy ViAjnt, Vicjnt of data produced V IA and V1 c is only recorded at the end of the execution of the producing functions A, C and because the restoration is carried out before the start of the execution consumer functions B, D.
  • the consistency of the data is ensured since the data are processed in an aggregated manner and sorted by set E T of producer functions A, C and consumer functions B, D. Furthermore, the method can be automated and carried out.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion d'échanges de données entre une pluralité de tâches par un calculateur d'un véhicule, notamment automobile, ledit procédé comprend une phase de regroupement par ensemble (ET) de fonctions, chaque ensemble (ET) comprenant les fonctions productrices (A, C) de données et les fonctions consommatrices (B, D). Pour chaque ensemble (ET) de fonctions (A, B, C, D), une première phase comprend les étapes d'exécution (E1) des fonctions productrices (A, C) afin de produire les données dites « produites » (V1A, V1C) et d'enregistrement (E2) d'une copie (V1A_int, V1C_int) de chaque donnée produite (V1A, V1C), une deuxième phase comprend les étapes de restauration (E3) des données à consommer (V2B, V2D) par les fonctions consommatrices (B, D), à partir des copies (V1A_int, V1C_int) enregistrées et d'exécution (E4) des fonctions consommatrices (B, D) à partir des données à consommer (V2B, V2D) restaurées.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé et calculateur de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches
Domaine technique [0001] L’invention se rapporte au domaine du contrôle d’un moteur de véhicule, notamment automobile, et plus précisément à un procédé de gestion des échanges de données entre une pluralité de tâches mises en œuvre par un calculateur ainsi qu’un calculateur permettant de mettre en œuvre ce procédé.
Etat de la technique antérieure [0002] De nos jours, de nombreux véhicules sont équipés d’une pluralité d’actuateurs permettant de mettre en œuvre les fonctions de contrôle moteur du véhicule, configurées pour assurer la gestion du fonctionnement du moteur. Par exemple, les actuateurs peuvent être un injecteur de carburant, un système d’allumage du moteur ou encore un système de recirculation des gaz dans le moteur. Chaque actuateur est relié à un calculateur de contrôle moteur afin de le commander.
[0003] Un calculateur de contrôle moteur peut être monocœur ou multicœur, c’est-à-dire qu’il peut comprendre un ou plusieurs cœurs, permettant de mettre en œuvre les fonctions de contrôle moteur. Pour cela, le ou les cœurs exécutent chacun une série de tâches selon un niveau de priorité, chaque tâche mettant en œuvre une ou plusieurs fonctions dont certaines sont productrices de données et/ou consommatrices de données.
[0004] Lorsqu’une première tâche, comprenant au moins une fonction productrice d’une donnée, et une deuxième tâche, comprenant au moins une fonction consommatrice de ladite donnée, sont mises en œuvre successivement mais à des périodes d’exécutions différentes, il est nécessaire d’utiliser un module de transition afin d’adapter la période du signal correspondant à la donnée produite pour que cette donnée produite puisse être lue par la fonction consommatrice de la deuxième tâche. Ce module de transition permet ainsi de signifier au calculateur un changement de période d’exécution et de réaliser le transfert des données produites par la fonction productrice vers la fonction consommatrice.
[0005] Il est également important d’assurer la consistance des données entre la fonction productrice et la fonction consommatrice, autrement dit, de protéger les données transférées entre la fonction productrice et la fonction consommatrice, lorsque ces fonctions sont mises en œuvre par des tâches distinctes.
[0006] La consistance est définie par la stabilité et la cohérence des données. Un problème de stabilité se traduit par une modification de la valeur d’une donnée entre plusieurs lectures, autrement dit entre plusieurs restaurations et consommations de cette donnée. Ainsi les fonctions consommatrices de cette donnée ne consommeront pas toutes la même valeur de la donnée : ladite valeur est vue comme instable.
[0007] Un problème de cohérence se présente lorsque, pour une fonction consommatrice de données, l’ensemble de données consommées par ladite fonction consommatrice comprend des valeurs qui n’ont pas été modifiées simultanément. Ainsi, la fonction consommatrice utilise des données ne possédant pas la même datation et l’ensemble de données est vu comme incohérent.
[0008] Ainsi, lorsqu’il y a un problème de consistance de données, les fonctions consommatrices exécutées utilisent des données à consommer qui peuvent s’avérer incorrectes. L’utilisation de valeurs de données incorrectes par la fonction consommatrice peut entraîner des problèmes dans le contrôle du fonctionnement du moteur, qui n’aura pas le comportement attendu, voire endommager le moteur. En effet, en cas de problème de consistance, la position réelle d’un actuateur peut différer de la position commandée par le calculateur associé. Dans un tel cas, le calculateur tente de corriger continuellement cette différence mais la convergence vers la position commandée peut ne jamais être atteinte, ce qui peut par exemple provoquer des phénomènes de vibrations mécaniques nuisibles pour le matériel et gêner la conduite du véhicule.
[0009] Dans un premier exemple, le calculateur est un calculateur monocœur dit
« préemptif », permettant l’exécution de tâches dites « préemptives ». Le calculateur monocœur préemptif permet de mettre en œuvre une première solution, permettant de résoudre en partie le problème de consistance en se basant sur le niveau de priorité de chaque tâche. Autrement dit lorsqu’une première tâche d’une série de tâches est exécutée, elle sera interrompue par le système d’exploitation si une autre tâche possède un niveau de priorité plus élevé. Cependant, seule la stabilité des données est assurée. La cohérence n’étant pas vérifiée, un mécanisme de protection doit être ajouté au système pour réaliser cette vérification.
[0010] Par ailleurs, dans le cas d’un calculateur multicœurs préemptif, le problème de consistance est dû à la concurrence de l’exécution des tâches par les différents cœurs.
[0011] Dans un deuxième exemple, le calculateur est un calculateur monocœur dit
« coopératif », permettant l’exécution de tâches dites « coopératives ». Le calculateur monocœur coopératif permet de mettre en œuvre une deuxième solution, permettant également de résoudre en partie le problème de consistance. En effet, à intervalle de temps régulier, la tâche en cours d’exécution par le calculateur monocœur coopératif, s’interrompt afin de laisser le système d’exploitation vérifier qu’il n’y ait pas une autre tâche dont le niveau de priorité est plus élevé. Auquel cas la tâche s’arrête et laisse cette autre tâche s’exécuter. De même que précédemment, des problèmes d’inconsistances peuvent se produire dans ce modèle coopératif, puisque le système d’exploitation peut introduire des incohérences et des instabilités.
[0012] L’utilisation d’un calculateur multicœur coopératif présente des inconvénients similaires à ceux présentés pour l’utilisation d’un calculateur monocœur coopératif, autrement dit, l’utilisation d’un calculateur multicœur coopératif ne permet qu’une résolution partielle du problème de consistance des données.
[0013] Ainsi, les solutions existantes ne permettent de résoudre que partiellement les problèmes de consistance de données. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de résoudre entièrement ces inconvénients.
Exposé de l’invention
[0014] L’invention concerne un procédé de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches par un calculateur d’un véhicule notamment automobile, ledit calculateur comprenant au moins un cœur, chaque tâche permettant d’exécuter au moins une fonction, chaque fonction étant désignée comme productrice et/ou consommatrice d’au moins une donnée, ledit procédé étant remarquable en ce qu’il comprend : a) une phase de regroupement par ensemble de fonctions, chaque ensemble comprenant les fonctions productrices de données, dont l’exécution est allouée dans une même première tâche, et les fonctions consommatrices des données produites par lesdites fonctions productrices de données, dont l’exécution est allouée dans une même deuxième tâche différente de la première tâche, b) pour chaque ensemble de fonctions : i) une première phase comprenant les étapes de :
1) exécution des fonctions productrices de données de l’ensemble afin de produire les données dites « produites »,
2) enregistrement d’une copie de chaque donnée produite, ii) une deuxième phase comprenant les étapes de :
1) restauration des données à consommer par les fonctions consommatrices de l’ensemble, à partir des copies enregistrées,
2) exécution des fonctions consommatrices de l’ensemble à partir des données à consommer restaurées. [0015] Avantageusement, le procédé selon l’invention permet de stabiliser les données produites, afin qu’elles restent stables, autrement dit inchangées, pendant leur consommation par une ou plusieurs fonctions, même si leur production intervient entre le début et la fin de l’exécution de cette fonction. En effet, il est nécessaire d’assurer la stabilité des données dans plusieurs cas : lorsqu’une même fonction lit une donnée plusieurs fois ou lorsque plusieurs fonctions successives lisent une même donnée une ou plusieurs fois. De plus, le procédé selon l’invention résout également les problèmes de cohérence. Les données à consommer par une fonction consommatrice sont toutes produites de telle façon que la concurrence entre les tâches ne puisse pas corrompre une partie de ces données à consommer. L'ensemble de ces données à consommer est cohérent au moment où la fonction consommatrice s’exécute à partir de ces données à consommer.
[0016] De manière préférée, l’exécution des fonctions productrices de données, par la première tâche dans laquelle l’exécution est allouée, est séquentielle.
[0017] Avantageusement, une exécution séquentielle des fonctions productrices permet d’éviter tout problème de concurrence entre les tâches et ainsi d’éviter tout problème de consistance des données.
[0018] De manière avantageuse, l’exécution des fonctions consommatrices de données par la deuxième tâche dans laquelle l’exécution est allouée, est séquentielle.
[0019] Avantageusement, une exécution séquentielle des fonctions consommatrices permet d’éviter tout problème de concurrence entre les tâches et ainsi d’éviter tout problème de consistance des données.
[0020] Avantageusement, lors de l’étape d’enregistrement, les copies sont enregistrées dans une mémoire comprenant une pluralité de zones, en affectant la valeur de chaque copie à une et une seule zone de la pluralité de zones.
[0021] Avantageusement, l’étape d’enregistrement dans la mémoire permet de figer la valeur des données produites.
[0022] De préférence, lors de l’étape de restauration, la valeur de chaque copie enregistrée dans une zone de la mémoire est respectivement affectée à une donnée à consommer. Une telle restauration, en miroir d’enregistrement, dite lecture en mémoire d’écriture permet de copier la valeur d’une donnée enregistrée vers la donnée à consommer par la fonction cible, c’est-à-dire la fonction destinée à consommer la donnée lors de son exécution. [0023] Avantageusement, l’étape d’enregistrement et l’étape de restauration permettent d’assurer la stabilité et la cohérence des données produites, afin que les données à consommer, auxquelles sont affectées les valeurs de la copie de chaque donnée produite, restent stables et donc inchangées avant consommation par la fonction consommatrice.
[0024] L’invention concerne également un calculateur de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches pour véhicule, notamment automobile, ledit calculateur comprenant au moins un cœur, chaque tâche permettant d’exécuter au moins une fonction, chaque fonction étant désignée comme productrice et/ou consommatrice d’au moins une donnée, ledit calculateur étant remarquable en ce qu’il est configuré pour : a) regrouper par ensemble de fonctions, chaque ensemble comprenant les fonctions productrices de données, dont l’exécution est allouée dans une même première tâche, et les fonctions consommatrices des données produites par lesdites fonctions productrices de données, dont l’exécution est allouée dans une même deuxième tâche différente de la première tâche, b) pour chaque ensemble de fonctions :
1) exécuter les fonctions productrices de données de l’ensemble afin de produire les données dites « produites »,
2) enregistrer une copie de chaque donnée produite,
3) restaurer les données à consommer par les fonctions consommatrices de l’ensemble à partir des copies enregistrées,
4) exécuter les fonctions consommatrices de l’ensemble à partir des données à consommer restaurées.
[0025] Avantageusement, le calculateur selon l’invention permet de stabiliser les données produites, afin qu’elles restent stables, autrement dit inchangées, pendant leur consommation par une fonction, même si leur production intervient entre le début et la fin de l’exécution de cette fonction.
[0026] De plus, le calculateur selon l’invention résout également les problèmes de cohérence. Les données à consommer par une fonction consommatrice sont toutes produites de telle façon que la concurrence entre les tâches ne puisse pas corrompre une partie de ces données à consommer. L'ensemble de ces données à consommer est cohérent au moment où la fonction consommatrice s’exécute à partir de ces données à consommer.
[0027] De manière préférée, le calculateur exécute séquentiellement les fonctions productrices de données par la première tâche dans laquelle l’exécution est allouée. [0028] Avantageusement, une exécution séquentielle des fonctions productrices par le calculateur permet d’éviter tout problème de concurrence entre les tâches et ainsi d’éviter tout problème de consistance des données.
[0029] De manière préférée, le calculateur exécute séquentiellement les fonctions consommatrices de données par la deuxième tâche dans laquelle l’exécution est allouée.
[0030] Avantageusement, une exécution séquentielle des fonctions consommatrices par le calculateur permet d’éviter tout problème de concurrence entre les tâches et ainsi d’éviter tout problème de consistance des données.
[0031] Avantageusement, le calculateur est configuré pour enregistrer une copie de chaque donnée produite dans une mémoire comprenant une pluralité de zones, en affectant la valeur de chaque copie à une zone de la pluralité de zones.
[0032] Avantageusement, l’enregistrement des données produites par le calculateur dans la mémoire permet de figer la valeur des données produites.
[0033] De préférence encore, le calculateur est configuré pour restaurer les données à consommer en affectant la valeur de chaque copie enregistrée dans une zone de la mémoire à une donnée à consommer.
[0034] De préférence, l’enregistrement des données produites et la restauration des données à consommer sont réalisés dans le mécanisme de protection du calculateur.
[0035] Avantageusement, le calculateur permet d’assurer la stabilité des données produites, afin que les données à consommer, auxquelles sont affectées les copies des valeurs des données produites, restent stables avant consommation par la tâche consommatrice.
[0036] L’invention concerne également un véhicule comprenant un calculateur tel que présenté précédemment.
Description des dessins
[0037] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] : la figure 1 représente un exemple d’exécutions d’une pluralité de tâches par un calculateur selon l’invention,
[Fig. 2] : la figure 2 illustre une transition correspondant à l’exécution de deux tâches consécutives par un calculateur selon l’invention, [Fig. 3] : la figure 3 représente un exemple de mise en œuvre du procédé de gestion de tâches selon l’invention.
Description des modes de réalisation
[0038] CALCULATEUR
[0039] Il va maintenant être décrit un calculateur de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches, ledit calculateur étant destiné à être monté dans un véhicule, notamment automobile, et configuré pour exécuter des tâches, permettant la mise en œuvre d’une fonction de contrôle moteur dudit véhicule, telle que l’allumage, l’injection de carburant ou encore la recirculation des gaz, par un actuateur.
[0040] Le calculateur comprend au moins un cœur permettant d’exécuter au moins une tâche comprenant au moins une fonction, notamment une fonction de calcul et/ou détermination de données. Le calculateur comprend également un mécanisme de protection de la concurrence entre l’exécution de différentes tâches.
[0041] Cœur
[0042] Comme expliqué précédemment, chaque cœur est notamment configuré pour exécuter une tâche, une pluralité de tâches indépendantes ou une série de tâches interdépendantes qui lui sont allouées, via son système d’exploitation. Chaque tâche permet d’exécuter une séquence d’une ou plusieurs fonctions et se caractérise par un schéma d'activation, un schéma d'allocation et un niveau de priorité.
[0043] Le schéma d’activation d’une tâche définit le type d’activation de l’exécution de ladite tâche. L’activation de la tâche peut être synchrone, et donc la période d’exécution de la tâche est constante, ou asynchrone, et donc la période d’exécution de la tâche est variable, ou événementielle, autrement dit, après détection d’un état du système qui nécessite d’exécuter la tâche.
[0044] Le schéma d’allocation d’une tâche définit le ou les cœurs auxquels ladite tâche est allouée. En effet, une tâche peut être exécutée sur un unique cœur ou de façon répartie sur plusieurs cœurs.
[0045] Le niveau de priorité de chaque tâche est dépendant du schéma d'activation et du schéma d'allocation sur un ou plusieurs cœurs. Par exemple, le niveau de priorité est défini en fonction de la période d’exécution, et est inversement proportionnel à ladite période d’exécution. Autrement dit, selon cet exemple, plus la période d’exécution d’une tâche est faible plus le niveau de priorité est élevé. Il existe évidemment d’autres modes de détermination du niveau de priorité de chaque tâche. [0046] Le système d’exploitation permet de choisir à chaque instant quelle tâche doit être exécutée et dans quel ordre en fonction du schéma d’activation des tâches et de leur niveau de priorité.
[0047] Chaque fonction est dite « productrice » et/ou « consommatrice » d’au moins une donnée. En effet, chaque fonction productrice s’exécute et permet de déterminer une ou plusieurs données, dites « produites », et chaque fonction consommatrice s’exécute à partir d’une ou plusieurs données, dites « à consommer ».
[0048] Par ailleurs, chaque fonction est également caractérisée par son schéma d’activation et donc par sa période d’exécution.
[0049] Mécanisme de protection
[0050] Le mécanisme de protection est configuré pour enregistrer une copie de la valeur des données produites par une tâche et pour restaurer des données à consommer par une autre tâche, à partir des copies enregistrées.
[0051] Ainsi, le mécanisme de protection empêche temporairement la concurrence entre les tâches, et donc stoppe temporairement la concurrence entre l’exécution de chaque tâche pendant l’enregistrement des données produites et la restauration des données à consommer.
[0052] Dans le cas présent, le mécanisme de protection comprend un module de transition et une mémoire physique.
[0053] a) Module de transition RT
[0054] Le module de transition RT gère le transfert de données entre des tâches concurrentes en fonction du niveau de priorité des tâches, afin d’éviter tout problème de concurrence entre l’exécution de tâches. La gestion du transfert des données dépend du schéma d'activation, du niveau de priorité, et du schéma d’allocation, c’est-à-dire du cœur auquel la tâche est allouée.
[0055] Le module de transition RT est configuré pour agréger le transfert des données des fonctions productrices vers les fonctions consommatrices via une fonction d’enregistrement des données produites par les fonctions productrices et une fonction de restauration des données à consommer par les fonctions consommatrices.
[0056] Le module de transition RT, via sa fonction d’enregistrement, permet de déterminer la copie d’une donnée produite et est implémenté pour enregistrer cette copie. [0057] Le module de transition RT, via sa fonction de restauration, permet de déterminer les données à consommer à partir de la valeur d’une copie enregistrée. Autrement dit, le module de transition RT est implémenté pour restaurer les données à consommer.
[0058] b) Mémoire
[0059] La mémoire physique du mécanisme de protection comprend une pluralité de zones, permettant de stocker les données produites par une tâche ou par une série de tâches ou par plusieurs tâches indépendantes et de restaurer les données en assurant la cohérence et la stabilité.
[0060] Selon d’autres formes de réalisation, le mécanisme de protection peut par exemple consister en des sémaphores ou des files d’attente ou à imposer une séquentialité forcée entre les tâches.
[0061] Exemple 1
[0062] En référence à la figure 1 , il va être présenté un premier exemple d’exécution d’une pluralité de fonctions A, B, C, D, productrices et consommatrices. Dans cet exemple, les fonctions A et C sont des fonctions dites « productrices » et sont exécutées par une première tâche 1, dite « source », dont la période d’exécution est égale à 5 millisecondes, et les fonctions B et D sont des fonctions dites « consommatrices » et sont exécutées par une deuxième tâche 2, dite « cible », dont la période d’exécution est égale à 10 millisecondes. La première tâche 1 et la deuxième tâche 2, respectivement, à 5 millisecondes et à 10 millisecondes, peuvent être allouées dans le même cœur ou dans une pluralité de cœurs différents.
[0063] Le nombre de tâches, de fonctions et de cœurs n’est pas limitatif dans l’invention.
[0064] Les fonctions productrices A et C sont donc exécutées séquentiellement par la première tâche 1 et les fonctions consommatrices B et D sont également exécutées séquentiellement par la deuxième tâche 2.
[0065] Un unique module de transition RT est configuré pour agréger le transfert des données de la fonction productrice A, respectivement la fonction productrice C, vers la fonction consommatrice B, respectivement la fonction consommatrice D, via la fonction d’enregistrement et la fonction de restauration.
[0066] Exemple 2
[0067] En référence à la figure 2, il est représenté un transfert de données de la première tâche 1 exécutant les fonctions productrices A, C vers la deuxième tâche 2 exécutant les fonctions consommatrices B, D. Pour simplifier la description, on se limitera à la description d’un transfert entre la fonction productrice A et la fonction consommatrice B des données produites par la tâche productrice A.
[0068] Un module de transition RT est relié entre la première tâche 1 et la deuxième tâche 2. Autrement dit, le module de transition RT relie la fonction productrice A à la fonction consommatrice B, et la fonction productrice C à la fonction consommatrice D.
[0069] Comme détaillé précédemment dans le premier exemple, la première tâche 1 possède une période d’exécution égale à 5 millisecondes et la deuxième tâche 2 possède une période d’exécution égale à 10 millisecondes. Ainsi, la première tâche 1 comprend un niveau de priorité plus élevé que la deuxième tâche 2. C’est pourquoi la fonction productrice A est réalisée avant la fonction consommatrice B.
[0070] La fonction productrice A est configurée pour s’exécuter à partir d’une valeur d’entrée étant par exemple définie par un dispositif ou une fonction extérieure à la pluralité de fonctions A, B, C, D et permet de déterminer une donnée produite VIA après exécution de la fonction productrice A.
[0071] Le module de transition RT est configuré pour assurer le transfert de la donnée produite VIA par la fonction productrice A vers la fonction consommatrice B. Ainsi, la module de transition RT permet de déterminer une copie ViAjnt de la donnée produite VIA et d’enregistrer cette copie ViAjnt.
[0072] Le mécanisme de protection utilise la mémoire MEM pour enregistrer, autrement dit pour écrire, la copie ViAjnt dans une zone comprise dans ladite mémoire MEM.
[0073] La fonction consommatrice B est configurée pour lire la donnée à consommer V2B, à partir de la copie ViAjnt enregistrée et pour s’exécuter à partir de la donnée à consommer V2B.
[0074] PROCEDE
[0075] En référence à la figure 3, il va maintenant être présenté un mode de réalisation du procédé de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches par un calculateur tel que présenté précédemment, dans lequel seront considérées les quatre fonctions A, B, C, D, décrites en référence à la figure 1.
[0076] Le procédé selon l’invention comprend tout d’abord une phase de regroupement d’ensembles ET de fonctions. Dans chaque ensemble ET sont regroupées les fonctions productrices, dont l’exécution est effectuée par une même première tâche 1, et les fonctions consommatrices des données produites par lesdites fonctions productrices, dont l’exécution est effectuée par une même deuxième tâche 2. Dans l’exemple présenté ici, l’ensemble ET comprend donc les fonctions productrices A et C, et les fonctions consommatrices B et D des données produites par lesdites fonctions productrices A, C.
[0077] Chaque fonction productrice A et C peut comprendre une pluralité de valeurs d’entrée.
[0078] Pour chaque ensemble ET de fonctions regroupées, le procédé comprend une première phase PH1 comprenant une étape d’exécution E1 séquentielle des fonctions productrices A et C. Autrement dit, les fonctions productrices A et C sont exécutées l’une après l’autre. La fonction productrice A est exécutée et permet de déterminer une donnée produite VIA. De même, la fonction productrice C est exécutée et permet de déterminer une donnée produite V2C.
[0079] Enfin, la première phase PH1 comprend une étape d’enregistrement E2 des données produites VIA et Vie, autrement dit une étape d’écriture de la donnée produite VIA, respectivement de la donnée produite Vie, par le module de transition RT. Le module de transition RT permet, via sa fonction d’enregistrement des données produites VIA, Vie, de déterminer une copie ViAjnt de la donnée produite VIA et une copie Vicjnt de la donnée produite Vic et d’enregistrer lesdites copies ViAjnt, Vicjnt dans la mémoire MEM.
[0080] Le procédé comprend également une deuxième phase PH2, réalisée à la suite de la première phase PH1, comprenant une étape de restauration E3 des données à consommer V2B, V2D par les fonctions consommatrices B et D. Autrement dit, la fonction de restauration du module de transition RT permet d’affecter la valeur de la copie ViAjnt, respectivement de la copie Vicjnt, enregistrée dans la mémoire MEM, à la valeur de la donnée à consommer V2B, respectivement de la donnée à consommer V2D.
[0081] Une telle restauration, en miroir d’enregistrement, dite lecture en mémoire d’écriture, permet donc de copier la valeur d’une donnée enregistrée dans la mémoire MEM, ici la valeur de la copie ViAjnt, respectivement de la copie Vicjnt, vers la donnée à consommer V2B, respectivement la donnée à consommer V2D, par la fonction consommatrice B, respectivement la fonction consommatrice D, lors de son exécution.
[0082] La deuxième phase PH2 comprend ensuite une étape d’exécution E4 séquentielle des fonctions consommatrices B et D de l’ensemble ET à partir des données à consommer V2B, V2D, restaurées. Autrement dit, la fonction consommatrice B est exécutée à partir de la donnée à consommer V2B et ensuite, la fonction consommatrice D est exécutée à partir de la donnée à consommer V2D.
[0083] Ainsi, le mécanisme de protection empêche une exécution simultanée de l’étape d’enregistrement E2 et de l’étape de restauration E3, permettant ainsi de figer la valeur des copies ViAjnt, Vl cjnt. Ainsi la stabilité de la valeur des copies ViAjnt, V2cjnt, qui deviendront ensuite les données à consommer VI B, V2D, est assurée.
[0084] Cependant, l’exécution des fonctions productrices A, C et des fonctions consommatrices B, D peut être simultanée. [0085] Dans le procédé présenté précédemment, la deuxième phase PH2 est réalisée après la première phase PH1. Cependant, en variante, il est possible que la deuxième phase PH2 soit réalisée avant la première phase PH1, en exécutant les tâches consommatrices à partir de données déjà enregistrées ou pré-enregistrées dans la mémoire MEM lors d’une itération précédemment réalisée. [0086] La stabilité et la cohérence des données sont assurées en même temps. La stabilité est assurée parce que chaque copie ViAjnt, Vicjnt de données produites VIA et V1 c n’est enregistrée qu’en fin d’exécution des fonctions productrices A, C et parce que la restauration est réalisée avant le début de l’exécution des fonctions consommatrices B, D.
[0087] La cohérence des données est assurée puisque les données sont traitées de façon agrégées et triées par ensemble ET de fonctions productrices A, C et de fonctions consommatrices B, D. Par ailleurs, le procédé est automatisable et réalisable.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches par un calculateur d’un véhicule, notamment automobile, ledit calculateur comprenant au moins un cœur, chaque tâche permettant d’exécuter au moins une fonction (A, B, C, D), chaque fonction (A, B, C, D) étant désignée comme productrice et/ou consommatrice d’au moins une donnée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend : a) une phase de regroupement (R) par ensemble (ET) de fonctions, chaque ensemble (ET) comprenant les fonctions productrices (A, C) de données, dont l’exécution est allouée dans une même première tâche (1), et les fonctions consommatrices (B, D) des données produites par lesdites fonctions productrices (A, C) de données, dont l’exécution est allouée dans une même deuxième tâche (2) différente de la première tâche (1), b) pour chaque ensemble (ET) de fonctions (A, B, C, D): i) une première phase comprenant les étapes de :
1) exécution (E1) des fonctions productrices (A, C) de données de l’ensemble (ET) afin de produire les données dites « produites » (VIA, Vie),
2) enregistrement (E2) d’une copie (ViAjnt, Vicjnt) de chaque donnée produite (VIA, Vie), ii) une deuxième phase comprenant les étapes de :
1) restauration (E3) des données à consommer (V2B, V2D) par les fonctions consommatrices (B, D) de l’ensemble (ET), à partir des copies (ViAjnt, Vicjnt) enregistrées,
2) exécution (E4) des fonctions consommatrices (B, D) de l’ensemble (ET) à partir des données à consommer (V2B, V2D) restaurées.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel dans l’étape d’exécution (E1) des fonctions productrices (A, C), l’exécution des fonctions productrices (A, C) de données par la première tâche (1), dans laquelle l’exécution est allouée, est séquentielle.
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans l’étape d’exécution (E4) des fonctions consommatrices (B, D), l’exécution des fonctions consommatrices (B, D) de données par la deuxième tâche (2), dans laquelle l’exécution est allouée, est séquentielle.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lors de l’étape d’enregistrement (E2), les copies (ViAjnt, Vicjnt) sont enregistrées dans une mémoire (MEM) comprenant une pluralité de zones, en affectant la valeur de chaque copie (ViAjnt, Vicjnt) à une zone de la pluralité de zones.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lors de l’étape de restauration (E3), la valeur de chaque copie (ViAjnt, Vicjnt) enregistrée dans une zone de la mémoire (MEM) est respectivement affectée à une donnée à consommer (V2B, V2D).
[Revendication 6] Calculateur de gestion d’échanges de données entre une pluralité de tâches pour véhicule, notamment automobile, ledit calculateur comprenant au moins un cœur, chaque tâche permettant d’exécuter au moins une fonction (A, B, C, D), chaque fonction (A, B, C, D) étant désignée comme productrice et/ou consommatrice d’au moins une donnée, ledit calculateur étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour : a) regrouper par ensemble (ET) de fonctions (A, B, C, D), chaque ensemble (ET) comprenant les fonctions productrices (A, C) de données, dont l’exécution est allouée dans une même première tâche (1), et les fonctions consommatrices (B, D) des données produites par lesdites fonctions productrices (A, C) de données, dont l’exécution est allouée dans une même deuxième tâche (2) différente de la première tâche (1), b) pour chaque ensemble (ET) de fonctions (A, B, C, D) :
1) exécuter les fonctions productrices (A, C) de données de l’ensemble (ET) afin de produire les données dites « produites » (VIA, Vie),
2) enregistrer une copie (ViAjnt, Vicjnt) de chaque donnée produite
(VIA, Vie),
3) restaurer les données à consommer (V2B, V2D) par les fonctions consommatrices (B, D) de l’ensemble (ET), à partir des copies (ViAjnt, Vicjnt) enregistrées,
4) exécuter les fonctions consommatrices (B, D) de l’ensemble (ET) à partir des données à consommer (V2B, V2D) restaurées.
[Revendication 7] Calculateur selon la revendication précédente, configuré pour exécuter séquentiellement les fonctions productrices (A, C) de données par la première tâche (1) dans laquelle l’exécution est allouée.
[Revendication 8] Calculateur selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, configuré pour exécuter séquentiellement les fonctions consommatrices (B, D) de données par la deuxième tâche (2) dans laquelle l’exécution est allouée. [Revendication 9] Calculateur selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, configuré pour enregistrer une copie (ViAjnt, Vicjnt) de chaque donnée produite (VIA, Vie), dans une mémoire (MEM) comprenant une pluralité de zones, en affectant la valeur de chaque copie (ViAjnt, Vicjnt) à une zone de la pluralité de zones. [Revendication 10] Véhicule comprenant un calculateur selon l’une quelconque des revendications 6 à 9.
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