專利名稱：在處理器的至少兩個(gè)工作模式之間切換的方法和裝置的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是在根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的處理器的至少兩個(gè)工作模式之間切換的方法和裝置以及對(duì)應(yīng)的處理器單元，所述處理器單元帶有至少兩個(gè)用于執(zhí)行程序的執(zhí)行單元。
這種帶有至少兩個(gè)集成的執(zhí)行單元的處理器單元也公知為雙芯結(jié)構(gòu)或者說(shuō)多芯結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，主要出于兩個(gè)原因提出這樣的雙芯結(jié)構(gòu)或者說(shuō)多芯結(jié)構(gòu)在一個(gè)方面從而可以提升性能，也就是達(dá)到一種性能的提高，其中把所述兩個(gè)執(zhí)行單元或者說(shuō)芯看作在一個(gè)半導(dǎo)體裝置上的兩個(gè)計(jì)算單元。在這樣的配置中兩個(gè)執(zhí)行單元或者說(shuō)芯執(zhí)行對(duì)應(yīng)不同的任務(wù)對(duì)應(yīng)程序。由此達(dá)到一種性能提高，因此這種配置稱為性能模件或者說(shuō)性能模塊。
除了用作超級(jí)標(biāo)量處理器以外，第二個(gè)原因是實(shí)現(xiàn)一種提高安全性的雙芯結(jié)構(gòu)或者說(shuō)多芯結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)執(zhí)行單元冗余地執(zhí)行相同的程序。比較這兩個(gè)執(zhí)行單元的結(jié)果，然后通過(guò)比較相符性識(shí)別出錯(cuò)。下面把這種配置稱為安全性模式或者安全模式。
一般地這兩個(gè)所述的配置唯一地只包含雙芯或者多芯配置，就是說(shuō)，有至少兩個(gè)執(zhí)行單元的計(jì)算機(jī)原則上只用一個(gè)模式工作要么是性能模式要么是安全模式。
這樣本發(fā)明的任務(wù)是，使這樣的雙芯或者多芯處理器單元在至少兩個(gè)工作方式方面能夠有一種組合的工作，并且從而達(dá)到在至少兩個(gè)工作模式之間的一種優(yōu)化的切換策略，也就是特別地達(dá)到在安全模式和性能模式之間的一種優(yōu)化的切換策略。
發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在一個(gè)方面出于安全性原因希望一種對(duì)應(yīng)任務(wù)程序的冗余實(shí)施，還有任務(wù)程序、程序部分，也就是代碼字組或者還有單個(gè)指令的冗余實(shí)施，而在另一個(gè)方面出于成本的原因不值得去追求在實(shí)施非嚴(yán)格安全性功能時(shí)讓全部冗余的硬件隨時(shí)待命。這種目標(biāo)沖突根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一種在一個(gè)處理器單元中至少兩個(gè)工作模式之間的優(yōu)化切換得以解決。從而本發(fā)明涉及在一個(gè)帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元的處理器單元的至少兩個(gè)工作模式之間切換的方法和一種裝置以及對(duì)應(yīng)的處理器單元。在此所述處理器單元可以在一個(gè)方面是完整的芯，也就是完整的CPU，然而在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中只把運(yùn)算器加倍。其優(yōu)點(diǎn)是如果只加倍運(yùn)算器(ALU)，而通過(guò)其它的出錯(cuò)檢測(cè)機(jī)構(gòu)使CPU的其它部件工作安全，所要考慮到的電路就附加地比完全雙芯結(jié)構(gòu)需要的芯片面積少。雖然用根據(jù)本發(fā)明的方法可以同樣地對(duì)于雙CPU或者說(shuō)雙ALU用安全模式達(dá)到一種足夠的出錯(cuò)防護(hù)，但是在非安全性相關(guān)的計(jì)算時(shí)用性能模式達(dá)到明顯的性能提高。也就是，本發(fā)明從在帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元用于執(zhí)行程序的一個(gè)處理器單元的兩個(gè)工作模式之間的切換的一種方法和一種裝置著手，在此有利的方式是給所述程序配屬至少一個(gè)識(shí)別碼，所述識(shí)別碼使得能夠在至少兩個(gè)工作模式中進(jìn)行區(qū)分，也就是特別地能夠至少區(qū)分安全模式和性能模式，并且根據(jù)所述識(shí)別碼進(jìn)行工作模式之間的切換，從而，處理器單元對(duì)應(yīng)于配屬的工作模式執(zhí)行所述程序。
在此，術(shù)語(yǔ)程序還包含程序部分，也就是代碼字組，所述代碼字組經(jīng)多個(gè)程序完整地?cái)U(kuò)展或者經(jīng)任務(wù)程序以增加方式擴(kuò)展直到對(duì)之分別配屬了一個(gè)識(shí)別碼的一個(gè)單元的程序指令，所述程序指令包含在單個(gè)的程序中或者由所述程序構(gòu)成。
在此，這樣的單個(gè)工作模式之間切換用的識(shí)別碼配屬可以用在功能層面上，特別是用在車輛的運(yùn)行流程的控制上。另一個(gè)方面還可以以有利的方式把從屬于處理器單元的一個(gè)操作系統(tǒng)或者表現(xiàn)該操作系統(tǒng)的程序或者對(duì)應(yīng)的任務(wù)程序、程序部分或者程序指令通過(guò)這樣的識(shí)別碼配屬給對(duì)應(yīng)的工作模式。
以適當(dāng)?shù)姆绞?，在?zhí)行程序時(shí)按照相符性比較在此出現(xiàn)的狀態(tài)或者結(jié)果，由此在偏離時(shí)識(shí)別為出錯(cuò)。
在此，同步地執(zhí)行所述程序是適當(dāng)?shù)摹?br> 以有利的方式所述識(shí)別碼至少構(gòu)成一個(gè)比特，在此以適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)一個(gè)程序指令，特別是通過(guò)一個(gè)設(shè)置在處理器單元的指令組中的指令，例如寫(xiě)指令，產(chǎn)生一個(gè)這樣的識(shí)別碼。
該識(shí)別碼一方面可以配屬給對(duì)應(yīng)的程序、程序部分、實(shí)施程序或者程序指令，然而也可以存儲(chǔ)在一個(gè)專門(mén)的，預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)區(qū)中。
從而可以依據(jù)所述識(shí)別碼在兩個(gè)工作模式之間，特別是在一個(gè)雙芯結(jié)構(gòu)或者在一個(gè)只雙倍運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)也就是一個(gè)雙ALU的性能模式和安全模式之間進(jìn)行優(yōu)化的切換。
其它的優(yōu)點(diǎn)和有利的擴(kuò)展在具體實(shí)施方式
說(shuō)明和權(quán)利要求的特征中給出。


下面參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
其中，圖1和圖2分別示出一個(gè)帶有可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的切換帶有加倍的運(yùn)算器的處理器單元。
圖3示出從安全模式切換成性能模式而圖4示出從性能模式切換成安全模式。
圖5借助于多個(gè)代碼行500示出對(duì)程序、程序部分、任務(wù)程序或者指令的識(shí)別碼配屬。
實(shí)施例說(shuō)明在圖1和圖2中除非另有說(shuō)明相同的以及功能相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)指代。為了表達(dá)清楚，根據(jù)本發(fā)明的受程序控制的單元以及其部件，譬如微控制器(CPU)、存儲(chǔ)器單元、外圍單元等等在圖1和圖2中沒(méi)有直接示出。然而，在本發(fā)明的范疇內(nèi)兩個(gè)運(yùn)算器ALU A和ALU B同樣地可以對(duì)應(yīng)于完整的芯，也就是CPU，從而本發(fā)明也可以用于完整的雙芯結(jié)構(gòu)。但是，優(yōu)選的是，只加倍運(yùn)算器，而CPU的其它部件通過(guò)其它的出錯(cuò)檢測(cè)機(jī)構(gòu)得到保障。
在圖1和圖2中用標(biāo)號(hào)1和標(biāo)號(hào)2相應(yīng)地指代作為執(zhí)行單元的算法邏輯單元(ALU)。各個(gè)ALU單元1、2具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。在一個(gè)檢測(cè)運(yùn)行中為實(shí)施設(shè)置的操作數(shù)(Operand)可以直接地從總線3耦連到ALU單元1、2的輸入端，或者在此前寄存在專門(mén)為此設(shè)置的操作數(shù)寄存器8、9中。這些操作數(shù)寄存器8、9直接與數(shù)據(jù)總線3。也就是從相同的操作數(shù)寄存器8、9供給這兩個(gè)ALU單元。附加地可以規(guī)定，各操作數(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)總線備有寄存在寄存區(qū)域8a、9a中的ECC編碼。在圖1和圖2所示的其中指出了ECC的所有位置上可以通過(guò)使用一種ECC代碼(糾錯(cuò)代碼)對(duì)數(shù)據(jù)加以保障。這樣的出錯(cuò)識(shí)別是多種多樣的，其中基本前提表明用一種出錯(cuò)識(shí)別碼或者說(shuō)糾錯(cuò)代碼安全性，也就是用一種特征標(biāo)記，表現(xiàn)安全性。在最簡(jiǎn)單的情況下，這種特征標(biāo)記只由一個(gè)特征標(biāo)記比特組成，例如由一個(gè)奇偶性比特組成。其它方面上述的保障還可以通過(guò)復(fù)雜的ED代碼(出錯(cuò)檢測(cè))，譬如一個(gè)貝爾格(Berger)代碼或者一個(gè)博斯林代碼等等實(shí)現(xiàn)，或者還通過(guò)一種復(fù)雜的ECC代碼，譬如一個(gè)漢明代碼等等實(shí)現(xiàn)，以能夠通過(guò)對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)有一個(gè)較安全的出錯(cuò)識(shí)別。然而還可以采用代碼發(fā)生器，例如一個(gè)發(fā)生器列表(固定地布線或者用軟件)，以在地址的范圍內(nèi)對(duì)所述比特的確定的輸入樣式配屬一個(gè)所希望的任意長(zhǎng)的代碼樣式。從而能夠，特別是通過(guò)糾錯(cuò)功能保證數(shù)據(jù)安全性。盡管如此，在安全緊要的模式中，也就是在安全模式SM中在兩個(gè)執(zhí)行單元中還進(jìn)行安全緊要程序的一種冗余的執(zhí)行，在此兩個(gè)執(zhí)行單元也就是兩個(gè)ALU1和ALU2，由此根據(jù)本發(fā)明在它們中通過(guò)比較相符性發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)。
非安全性相關(guān)的或者說(shuō)非安全性緊要的程序或者任務(wù)對(duì)應(yīng)的程序部分或者代碼字組或者指令可以分布在兩個(gè)執(zhí)行單元中計(jì)算，由此提高執(zhí)行量并且從而提高性能。這用所謂的性能模式或者性能模式LM進(jìn)行。
相應(yīng)的操作數(shù)耦連進(jìn)ALU單元1、2必須特別注重放在正確的數(shù)據(jù)輸入端上。例如，如果把同樣出錯(cuò)的操作數(shù)耦連進(jìn)兩個(gè)ALU單元1、2中，在ALU單元1、2的輸出端就不能夠識(shí)別出錯(cuò)。因此必須保證至少ALU單元1或2之一得到正確的數(shù)據(jù)輸入值，或者還可以兩個(gè)ALU單元1、2得到不同的、盡管是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入值。由此保證，至少一個(gè)ALU單元1、2的一個(gè)輸入值構(gòu)成一個(gè)檢驗(yàn)和數(shù)，也就是一個(gè)ECC代碼，如前所述。在一個(gè)專門(mén)設(shè)置的比較單元5、6中把所述附加的數(shù)據(jù)寄存器10、11中發(fā)出的ECC編碼10a、11a與原來(lái)的源寄存器8、9中發(fā)出的ECC編碼8a、9a比較。可選擇地，還可以把寄存器10、11發(fā)出的輸入數(shù)據(jù)與源寄存器8、9發(fā)出的輸入數(shù)據(jù)比較。如果在ECC編碼或者說(shuō)在操作數(shù)中出現(xiàn)差別，就把這解釋為出錯(cuò)并且輸出一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)，在一定的情況下加以顯示，或者在一定的情況下加以校正。所述比較以有利的方式在ALU1、2中執(zhí)行運(yùn)算數(shù)的過(guò)程中進(jìn)行，從而在輸入方近乎無(wú)性能損失地發(fā)生輸入方的出錯(cuò)識(shí)別和出錯(cuò)校正。如果比較單元5、6識(shí)別出一個(gè)出錯(cuò)，就可以在下一個(gè)周期內(nèi)重復(fù)運(yùn)算。在此可以使用一個(gè)陰影寄存器(Schattenregister)，以總能夠存放最后計(jì)算的操作數(shù)，從而可以在出錯(cuò)的情況下快速地重新提供該操作數(shù)。然而，如果各操作數(shù)寄存器10、11只在沒(méi)有出錯(cuò)的基礎(chǔ)上才通過(guò)釋放信號(hào)重新寫(xiě)入的話，就可以不提供這樣的陰影寄存器。在出錯(cuò)的情況下，比較單元5、6發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)，由此不重寫(xiě)操作數(shù)寄存器10、11。
ALU單元1、2在輸出方分別產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果。由ALU單元1、2提供的結(jié)果數(shù)據(jù)或者說(shuō)ECC編碼存放在結(jié)果寄存器12、13、12a、13a中。這些結(jié)果數(shù)據(jù)和/或編碼在比較單元14中相互比較。在不存在出錯(cuò)的情況下產(chǎn)生一個(gè)釋放信號(hào)16。該釋放信號(hào)被耦連進(jìn)釋放裝置15中，為此啟動(dòng)所述釋放裝置使得把結(jié)果數(shù)據(jù)寫(xiě)到總線4上。通過(guò)總線4可以重新執(zhí)行該結(jié)果數(shù)據(jù)。
此外，釋放信號(hào)16還可以用于重新釋放寄存器8至11，從而可以從總線3讀取并且能夠在ALU1、2中執(zhí)行后面的操作數(shù)。
在圖1所示的安排中不檢驗(yàn)結(jié)果。在此只在比較單元14中相互比較結(jié)果數(shù)據(jù)。只有通過(guò)圖2的安排才能檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的ECC編碼，其中不論是結(jié)果數(shù)據(jù)還是其ECC編碼都在比較單元14中相互比較。
用圖1和圖2所示的出錯(cuò)識(shí)別安排可以識(shí)別所有的瞬時(shí)出錯(cuò)、永久出錯(cuò)以至于相位延遲誤差。如果結(jié)果不到達(dá)或者滯后到達(dá)比較單元12并且從而進(jìn)行與一個(gè)部分結(jié)果比較，就識(shí)別在一個(gè)ALU單元1、2內(nèi)部的相位延遲誤差。通過(guò)用出錯(cuò)識(shí)別碼和出錯(cuò)校正代碼并且比較最終結(jié)果保障操作數(shù)寄存器8、9、10、11準(zhǔn)確地定位相應(yīng)的出錯(cuò)位置和出錯(cuò)時(shí)刻。從而可以對(duì)瞬時(shí)干擾快速反應(yīng)。
在此得出以下的出錯(cuò)定位可能性如果在比較單元14中的一個(gè)結(jié)果數(shù)據(jù)比較得出一個(gè)差別，就可以推斷一個(gè)在ALU單元1、2內(nèi)部的出錯(cuò)。
如果在比較單元5、6中的一個(gè)結(jié)果數(shù)據(jù)比較得出一個(gè)差別，就可以確定一個(gè)來(lái)自總線3或者前置部件的出錯(cuò)信號(hào)。
如果在比較單元14中的一個(gè)ECC編碼比較得出一個(gè)差別，就可以推斷一個(gè)結(jié)果的出錯(cuò)的編碼。
一個(gè)切換裝置UE17用作在所謂的安全模式與性能模式之間進(jìn)行切換，在所述安全模式中進(jìn)行一種冗余執(zhí)行和檢驗(yàn)，而在性能模式中通過(guò)分開(kāi)執(zhí)行達(dá)到性能的提高。通過(guò)所述切換裝置17如此地連接元件8、9和1、2使得在一種情況下，也就是在安全模式SM中進(jìn)行一種冗余的程序執(zhí)行，特別是同步的程序執(zhí)行，而在第二運(yùn)行模式，性能模式中可以執(zhí)行不同程序的并行執(zhí)行。為此可以設(shè)置開(kāi)關(guān)或者開(kāi)關(guān)裝置，所述開(kāi)關(guān)或者開(kāi)關(guān)裝置一方面可以置于元件8、9對(duì)應(yīng)的元件1、2中或者也可以置于切換裝置17中，或者與元件8、9、1、2或者17分開(kāi)附加地含在電路中。
為了切換，通過(guò)一個(gè)識(shí)別碼進(jìn)行程序或者任務(wù)程序或者程序部分，也就是代碼字組或者還有指令的標(biāo)記，通過(guò)所述識(shí)別碼可以識(shí)別它們是安全性相關(guān)的，即必須用安全模式SM執(zhí)行的，還是允許用性能模式執(zhí)行的。這可以通過(guò)指令中的一個(gè)比特進(jìn)行，或者可以通過(guò)一個(gè)特定的指令標(biāo)識(shí)后續(xù)的序列。這將借助于圖5中的不同標(biāo)識(shí)可能性再一次詳細(xì)地說(shuō)明。
在此所述程序一個(gè)方面可以包含應(yīng)用功能，也就是例如特別是用在車輛中控制操作過(guò)程，但是也可以相關(guān)于其中進(jìn)行操作系統(tǒng)層面上的識(shí)別的程序進(jìn)行切換，也就是例如整個(gè)工作系統(tǒng)任務(wù)的一種配屬。
在解碼時(shí)切換裝置17識(shí)別這時(shí)接著的計(jì)算是否安全性相關(guān)的，也就是是否應(yīng)當(dāng)用安全模式執(zhí)行。如果是安全性相關(guān)的，就向兩個(gè)執(zhí)行單元1、2都傳輸數(shù)據(jù)。如果不是安全性相關(guān)的，就用性能模式進(jìn)行執(zhí)行，從而一個(gè)執(zhí)行單元得到提供的數(shù)據(jù)，并且如果下一個(gè)指令同樣不是安全性相關(guān)的，就可以同時(shí)把下一個(gè)指令給第二個(gè)執(zhí)行單元，從而以較高的吞吐量平行地執(zhí)行程序。
在第一種情況下例如結(jié)果的計(jì)算在兩個(gè)單元的同步執(zhí)行中持續(xù)相同的時(shí)長(zhǎng)。也就是，在用安全模式同步執(zhí)行時(shí)相同時(shí)間地準(zhǔn)備結(jié)果。這時(shí)在輸出端12和13相應(yīng)地把這些數(shù)據(jù)重新設(shè)置一個(gè)編碼，并且如圖1和圖2所示在Result A和Result B處比較所述數(shù)據(jù)和或所述數(shù)據(jù)的編碼，如果它們相符，就釋放所述數(shù)據(jù)；不然就進(jìn)行一個(gè)與之相關(guān)的反應(yīng)。在第二種情況下，也就是在性能模式LM中，如果并行地執(zhí)行數(shù)據(jù)，就不操縱兩個(gè)運(yùn)算器的輸出端的比較器14，并且相繼地把Result A和Result B重新寫(xiě)入進(jìn)寄存器陣列，并且還可以相繼地輸出，譬如在超級(jí)標(biāo)量處理器中就是這樣的情況。
下面再次參照?qǐng)D3和圖4說(shuō)明該根據(jù)本發(fā)明的切換過(guò)程。在此圖3示出從安全模式切換到性能模式而圖4示出從性能模式切換到安全模式。
為了從第一工作模式，在此也就是安全模式SM，達(dá)到第二工作工作模式，在此也就是性能模式或者說(shuō)Performancemode，要求一個(gè)識(shí)別碼(Kennung)和一個(gè)對(duì)應(yīng)的切換。這在圖3中再一次示出。在方框300中執(zhí)行單元1在第二工作模式中，也就是在性能模式中。同樣地在方框310中第二執(zhí)行單元2也在性能模式中。均勻地通過(guò)例如構(gòu)成為解碼部件的切換裝置17來(lái)控制或者切換元件8和9，所述切換裝置各自含有一個(gè)這樣的解碼部件。方框321中這時(shí)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的執(zhí)行單元1或2確定至少一個(gè)識(shí)別碼，通過(guò)所述識(shí)別碼在方框330中由兩個(gè)執(zhí)行單元進(jìn)行向第一工作模式，即安全模式SM的切換。由此這兩個(gè)支路經(jīng)方框8和9運(yùn)轉(zhuǎn)并且執(zhí)行單元1和2重新冗余地并且特別地對(duì)由識(shí)別碼標(biāo)記的安全性相關(guān)程序同步地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而重新有了安全模式SM。在此，在性能模式的一個(gè)程序運(yùn)轉(zhuǎn)中，也就是在一個(gè)支路中，存在有一個(gè)切換的識(shí)別就足以把兩個(gè)執(zhí)行單元引入安全模式。在此必須在一定的條件下還執(zhí)行另一個(gè)執(zhí)行單元的已經(jīng)開(kāi)始了的執(zhí)行工作，以使兩者然后都能夠用安全模式進(jìn)一步執(zhí)行。另一個(gè)方面還提出，立即轉(zhuǎn)換成安全模式并且在一個(gè)后續(xù)的性能模式時(shí)把開(kāi)始的程序從中斷位置開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行。
為了從第一工作模式，在此也就是安全模式抵達(dá)第二工作模式，即性能模式，這時(shí)對(duì)應(yīng)圖4同樣地采用一個(gè)識(shí)別碼。在方框200中兩個(gè)執(zhí)行單元1和2以及對(duì)應(yīng)地有方框8和9的支路，也就是操作數(shù)連接在安全模式中，也就是第一模式。在問(wèn)詢方框210檢驗(yàn)是否有一個(gè)切換識(shí)別碼，對(duì)應(yīng)地是否一個(gè)存在的識(shí)別碼使之能夠進(jìn)行向性能模式的切換。如果不是這種情況，也就是說(shuō)沒(méi)有識(shí)別碼，或者識(shí)別碼指示繼續(xù)安全模式，就重新返回方框200，并且繼續(xù)用安全模式執(zhí)行程序。如果有一個(gè)識(shí)別碼相應(yīng)地指示切換，在方框220中進(jìn)行切換或者說(shuō)變換到第二工作模式，即性能模式或者說(shuō)性能模式。因?yàn)樵诎踩Ｊ街胁⑿械?，也就是說(shuō)冗余地執(zhí)行同一程序，在此只有在性能模式中的兩個(gè)支路，也就是方框8和ALU1以及方框9及ALU2，基于識(shí)別碼都規(guī)定一次切換時(shí)才進(jìn)行一次切換。如果進(jìn)行一次完全同步的執(zhí)行，也就是時(shí)間相同地執(zhí)行程序，不言而喻地出現(xiàn)這種情況，如果進(jìn)行不同步的執(zhí)行，較快的執(zhí)行單元必須等待滯后的執(zhí)行單元，從而只在在兩個(gè)識(shí)別碼都存在或者被分析時(shí)切換裝置17才切換。這樣一種同步性必須也對(duì)如方框12、13和14或者方框12a和13a所示的結(jié)果比較或者ECC測(cè)驗(yàn)結(jié)果比較，要么通過(guò)時(shí)間相同性產(chǎn)生，要么通過(guò)等待產(chǎn)生。
從而然后在方框230中第一支路，也就是方框8和執(zhí)行單元1重新在性能模式中，并且在方框232中第二支路，也就是方框9和執(zhí)行單元2重新在性能模式中，由此執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的切換。
從而根據(jù)本發(fā)明對(duì)應(yīng)于任務(wù)產(chǎn)生在一個(gè)帶有兩個(gè)集成的執(zhí)行單元的兩個(gè)工作模式之間的優(yōu)化的切換，在此可以對(duì)應(yīng)于圖5以不同的方式和方法把所述識(shí)別碼嵌入或者定位在程序片段或者數(shù)據(jù)行片段中。下面我們把圖5中的行稱為程序行，在此程序行和數(shù)據(jù)行可以有任意的組合。
從而在圖5中舉例地示出程序P1(行Z1至行Z6)、P2(行Z7至行Z15)、P3(行Z16至行19)。用AP示出一個(gè)例如作為一個(gè)程序P1的部分的任務(wù)程序，在此還可以是多個(gè)程序，例如P1和P2，一起構(gòu)成一個(gè)任務(wù)程序。用CB示出一個(gè)代碼字組，也就是一個(gè)程序部分，所述程序部分例如包含兩個(gè)程序的行，在此是程序P2和P3的Z14至18。同樣地一個(gè)這樣的代碼字組也可以是一個(gè)程序部分，只是一個(gè)程序的部分。此外用PB3對(duì)應(yīng)行Z19示出一個(gè)程序指令。用行ZS1和ZS2示出一個(gè)專用存儲(chǔ)器區(qū)域SSB，該存儲(chǔ)器區(qū)域作為預(yù)先規(guī)定的存儲(chǔ)器區(qū)域包含一個(gè)這樣的識(shí)別碼，在此是KB。此外，用K1、K2、K3和K4以及KB表示考慮根據(jù)本發(fā)明的方法的各種可能性的各種識(shí)別碼。在使用識(shí)別碼方面，現(xiàn)在有各種可能性一個(gè)方面可以規(guī)定為基本執(zhí)行模式，也就是規(guī)定成安全模式的冗余模式(同樣當(dāng)然可以設(shè)置成性能模式)。在存在一個(gè)識(shí)別碼時(shí)就相應(yīng)地切換成性能模式(或者相反地切換成安全模式)。另一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明還可以規(guī)定，原則上必須存在一個(gè)識(shí)別碼，并且從所述識(shí)別碼的內(nèi)容，也就是特別地從其比特值，推斷對(duì)應(yīng)的模式。在此例如把一個(gè)比特值1(或者還可以是一個(gè)其它的值，特別是顯值)配屬給安全模式SM并且把比特值0(或者還可以是一個(gè)其它的值，特別是隱值)配屬給性能模式。對(duì)顯和隱方面的考慮使得，在一個(gè)出錯(cuò)或者故障時(shí)一般地用顯值并且從而調(diào)節(jié)成安全模式。對(duì)應(yīng)地行Z4這時(shí)有一個(gè)比特值B1的識(shí)別碼，也就是說(shuō)存在K1/B1，這例如指示，在程序P1中的行Z4至Z6的任務(wù)程序可以用性能模式執(zhí)行，盡管例如程序必須用安全模式執(zhí)行。如同識(shí)別碼K1、K2和K3看上去那樣，它們可以是不同長(zhǎng)度的，從而例如在識(shí)別碼K2中根據(jù)行7由3個(gè)比特B1至B3形成識(shí)別碼，從而在一個(gè)方面用比特B1在K2中決定安全模式或者性能模式，并且例如比特B2和B3指出對(duì)該模式，例如安全模式，有效的行數(shù)，從而，整個(gè)程序P2，或者也可以只是其一部分，用安全模式執(zhí)行。同樣地，可以把在此用CB表示的代碼字組，也就是例如不包含整個(gè)任務(wù)。即不產(chǎn)生任務(wù)程序的程序部分通過(guò)一個(gè)識(shí)別碼配屬給一個(gè)模式。在此除了用比特B1至B3指示工作模式配屬以外，例如還用K3中的比特B3和B3指示一個(gè)起始行或者地址并且用K3中的比特B4和B5指示結(jié)束行或者結(jié)束地址，從而一個(gè)特定的區(qū)域用一個(gè)對(duì)應(yīng)地配屬的工作模式執(zhí)行。一個(gè)這樣的識(shí)別碼配屬根據(jù)K4還可以在行19中的單個(gè)指令處進(jìn)行，或者還可以在每個(gè)指令處進(jìn)行。如圖所示，還可以把該識(shí)別碼配屬給完整的程序或者任務(wù)程序AP或者程序部分CB，也可以配屬給單個(gè)程序指令PB，在此是然后通過(guò)切換裝置17觸發(fā)一個(gè)對(duì)應(yīng)的切換的程序指令PB3。通過(guò)在方框210中，或者還有在方框320和321中的問(wèn)詢檢驗(yàn)一個(gè)這樣的識(shí)別碼K1至K4或者KB，對(duì)應(yīng)于其內(nèi)容進(jìn)行切換。在此，如圖中所示，所述識(shí)別碼至少構(gòu)成為一個(gè)比特，然而也可以包含多個(gè)比特，在一個(gè)方面這取決于不同的工作模式數(shù)量，而在另一個(gè)方面由附加信息，譬如行數(shù)一個(gè)開(kāi)始地址或者結(jié)束地址決定。
在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，可以規(guī)定至少一個(gè)程序指令，在此是PB1、PB2或者還有PB3，所述程序指令首先產(chǎn)生一個(gè)指示用第一還是第二工作模式執(zhí)行的識(shí)別碼。在此可以把所述識(shí)別碼存儲(chǔ)在一個(gè)確定的存儲(chǔ)器區(qū)域SSB中，譬如在此用ZS2中的KB所示。該區(qū)域SSB可以集成在一個(gè)寄存器中、集成在一個(gè)儲(chǔ)存在CPU中的存儲(chǔ)器中，然而也可以處在一個(gè)對(duì)之在外部的存儲(chǔ)器中。在此可以把一個(gè)特定的指令，例如PB3規(guī)定為產(chǎn)生該識(shí)別碼KB的指令，然而也可以有一個(gè)已經(jīng)在處理器單元的指令組中的指令。從而作為特定的指令例如也可以實(shí)施一個(gè)指令“產(chǎn)生識(shí)別碼”，然而可以追溯到一個(gè)在處理器指令組中已有的指令，特別是一個(gè)寫(xiě)指令，如在此通過(guò)PB1和PB2所示地那樣，從而在Z9中寫(xiě)指令向存儲(chǔ)器區(qū)域KB中寫(xiě)入比特值0，這由識(shí)別碼KB0表示，從而，只在是識(shí)別3符KB0，所有后續(xù)的行例如，就都用安全模式執(zhí)行。用同一指令然后可以在Z12中在PB2處通過(guò)WR(KB1)對(duì)值1的識(shí)別碼輸入進(jìn)該存儲(chǔ)區(qū)域中，從而從該時(shí)刻起后續(xù)的行，例如，用性能模式執(zhí)行。通過(guò)簡(jiǎn)單的識(shí)別碼產(chǎn)生指令，特別是一個(gè)簡(jiǎn)單的寫(xiě)指令WR然后例如可以在一個(gè)特定的存儲(chǔ)區(qū)域中產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的切換識(shí)別碼KB，所述特定的存儲(chǔ)區(qū)域被定期地查詢。
在此表現(xiàn)出許多根據(jù)本發(fā)明的在一個(gè)兩個(gè)執(zhí)行單元的處理器單元中根據(jù)一個(gè)識(shí)別碼執(zhí)行工作模式切換的可能性。從而可以達(dá)到所述的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.在用于執(zhí)行程序(P1、P2、P3)的帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元(ALUA、ALUB)的處理器單元(100、101)的至少兩個(gè)工作模式(LM、SM)之間切換的方法，其特征在于，至少向所述程序(P1、P2、P3)配屬至少一個(gè)識(shí)別碼(K2)，所述識(shí)別碼使得能夠在至少兩個(gè)工作模式(SM、LM)中進(jìn)行區(qū)分，并且依據(jù)所述識(shí)別碼(K1-K4、KB)進(jìn)行所述工作模式之間的切換，從而，處理器單元(100、101)對(duì)應(yīng)于所配屬的工作模式執(zhí)行所述程序(P1、P2、P3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序(P1、P2、P3)包含任務(wù)程序(AP)或者構(gòu)成所述任務(wù)程序(AP)，并且對(duì)各個(gè)任務(wù)程序(AP)分別配屬識(shí)別碼(K1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序(P1、P2、P3)由單個(gè)程序部分(CB)組成或者包含單個(gè)程序部分，并且對(duì)各個(gè)程序部分(CB)分別配屬識(shí)別碼(K3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序(P1、P2、P3)由單個(gè)程序指令(PB)組成，并且對(duì)各個(gè)程序指令(PB)分別配屬識(shí)別碼(K4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序(P1、P2、P3)從屬于處理器單元(100、101)的一個(gè)操作系統(tǒng)，或者表示該操作系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序(P1、P2、P3)用于控制車輛的運(yùn)行過(guò)程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，規(guī)定對(duì)應(yīng)于一種安全模式(SM)的第一工作模式，其中兩個(gè)執(zhí)行單元(ALUA、ALUB)冗余地執(zhí)行同一程序(AP、AP2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行所述程序(AP、AP2)時(shí)，比較對(duì)應(yīng)的狀態(tài)或者結(jié)果(Result A、Result B)的相符性(14)，并且在偏離時(shí)識(shí)別為出錯(cuò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，同步地執(zhí)行所述程序(AP、AP2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對(duì)應(yīng)于一種性能模式(LM)的第二工作模式中，每個(gè)執(zhí)行單元(ALUA、ALUB)執(zhí)行不同的程序(P1、P2、P3)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別碼(K1、KB)構(gòu)成為至少一個(gè)比特(K1/B1)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，規(guī)定程序指令(PB1、PB2、PB3)，所述程序指令產(chǎn)生顯示以第一工作模式執(zhí)行還是以第二工作模式執(zhí)行的識(shí)別碼(KB)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該識(shí)別碼(KB)被寫(xiě)入確定的存儲(chǔ)器區(qū)域(SSB)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或者13所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別碼(KB)通過(guò)設(shè)置在處理器單元的指令組中的指令(PB1、PB2)產(chǎn)生。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14之一所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別碼(KB)通過(guò)寫(xiě)指令(WR)產(chǎn)生。
16.在用于執(zhí)行程序(P1、P2、P3)的帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元(AKUA、ALUB)的處理器單元(100、101)的至少兩個(gè)工作模式(SM、LM)之間切換的裝置，其中包含切換裝置(8、9)，通過(guò)所述切換裝置可以進(jìn)行切換，其特征在于，所述切換裝置(8、9)至少向所述程序(P1、P2、P3)配屬至少一個(gè)識(shí)別碼(K1-K4、KB)，所述識(shí)別碼(K1-K4、KB)使得能夠在至少兩個(gè)工作模式(SM、LM)中進(jìn)行區(qū)分，并且這樣地安排所述切換裝置(8、9)，使得該切換裝置依據(jù)所述識(shí)別碼在所述工作模式之間切換，并且所述處理器單元對(duì)應(yīng)于所配屬的工作模式執(zhí)行程序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，作為至少兩個(gè)執(zhí)行單元相應(yīng)地設(shè)置至少加倍的運(yùn)算器(ALUA、ALUB)。
18.帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元(ALUA、ALUB)的用于執(zhí)行程序(P1、P2、P3)的處理器單元(100、101)，其中包含切換裝置(8、9)，通過(guò)所述切換裝置可以在處理器單元的至少兩個(gè)工作模式(LM、SM)之間進(jìn)行切換，其特征在于，所述切換裝置(8、9)至少向所述程序(P1、P2、P3)配屬至少一個(gè)識(shí)別碼(K1-K4、KB)，所述識(shí)別碼(K1-K4、KB)使得能夠在至少兩個(gè)工作模式(LM、SM)中進(jìn)行區(qū)分，并且這樣地安排所述切換裝置(8、9)，使得所述切換裝置依據(jù)所述識(shí)別碼在所述工作模式之間切換，并且所述處理器單元對(duì)應(yīng)于所配屬的工作模式執(zhí)行程序。
全文摘要
在用于執(zhí)行程序(P1、P2、P3)的帶有至少兩個(gè)執(zhí)行單元(AKUA、ALUB)的處理器單元(100、101)的至少兩個(gè)工作模式(SM、LM)之間進(jìn)行切換的方法和裝置，其中，至少向所述程序(P1、P2、P3)配屬至少一個(gè)識(shí)別碼(K2)，所述識(shí)別碼使得能夠在至少兩個(gè)工作模式(SM、LM)中進(jìn)行區(qū)分，并且依據(jù)所述識(shí)別碼(K1－K4、KB)在工作模式之間切換，從而所述處理器單元(100、101)對(duì)應(yīng)于所配屬的工作模式執(zhí)行程序(P1、P2、P3)。
文檔編號(hào)G06F9/38GK1871581SQ200480031254
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者R·韋伯勒, T·科特克, A·施泰寧格爾 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司