最壞情況執(zhí)行時(shí)間。
[0033]此外，這個(gè)細(xì)化可作為性能估計(jì)工具的開發(fā)的組成部分進(jìn)行，或者甚至可由控制應(yīng)用開發(fā)人員來指導(dǎo)，具體來說以便獲得應(yīng)用的關(guān)鍵部分的更準(zhǔn)確估計(jì)。
[0034]這個(gè)步驟對(duì)作為技術(shù)資料庫所提供的組成部分的簡圖也可能是極為有用的。
[0035]此外，定時(shí)模型或定時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅孤立地考慮代碼序列的執(zhí)行時(shí)間，而且還提供與其交織和互相關(guān)有關(guān)的信息。
[0036]在已經(jīng)創(chuàng)建定時(shí)模型之后，在另一細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)中，靜態(tài)分析技術(shù)可應(yīng)用和/或用來確定任意控制應(yīng)用的可能執(zhí)行。
[0037]按照所提出的方法和系統(tǒng)，控制應(yīng)用的結(jié)構(gòu)分解為代碼序列，定時(shí)模型能夠?qū)ζ涮峁﹫?zhí)行時(shí)間估計(jì)，其中如果沒有較長代碼序列的這種信息在定時(shí)模型中可用，則相應(yīng)應(yīng)用和/或基礎(chǔ)算法分解到單獨(dú)機(jī)器指令的等級(jí)。后一情況始終是可能的，并且能夠利用最好情況估計(jì)以及最壞情況估計(jì)。
[0038]累積按照由底向上方式進(jìn)行。
[0039]在另一實(shí)施例中，為了考慮高速緩存或其他共享資源的不利影響，加值(markup)應(yīng)當(dāng)添加到使用定時(shí)模型所創(chuàng)建的最壞情況性能估計(jì)。這個(gè)加值可能基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、體驗(yàn)、基于知識(shí)、控制應(yīng)用的模擬或執(zhí)行。最在可能的是基于如模型開發(fā)期間所使用的相似細(xì)化技術(shù)來確定每控制器變體的加值的準(zhǔn)則。
[0040]此外，作為結(jié)果，報(bào)告最好情況執(zhí)行時(shí)間和最壞情況執(zhí)行時(shí)間的估計(jì)。
[0041]不是使用應(yīng)用的固定集合僅一次得出CPU定時(shí)模型，而是還可在正常應(yīng)用開發(fā)期間即時(shí)細(xì)化。對(duì)此的唯一附加要求在于，具有充分測量能力的控制器硬件是可用的。這甚至可能在工廠中進(jìn)行，以觀測實(shí)際執(zhí)行。
[0042]這種技術(shù)還能夠應(yīng)用于軟件的任何種類的估計(jì)時(shí)間(例如平均情況估計(jì)時(shí)間或者最好情況執(zhí)行時(shí)間計(jì)算)以及用于連網(wǎng)和/或處理組件。
[0043]所公開的方法和系統(tǒng)特別可適用于具有多核控制器和異構(gòu)執(zhí)行單元的將來控制系統(tǒng)。模型生成能夠單獨(dú)對(duì)各潛在執(zhí)行單元來執(zhí)行。確定復(fù)現(xiàn)代碼序列的估計(jì)的過程能夠高度自動(dòng)化，因?yàn)闇y量設(shè)置能夠再用于不同執(zhí)行單元。在應(yīng)用開發(fā)期間，單獨(dú)模型能夠用來判定應(yīng)用的哪些部分最佳地運(yùn)行于哪一個(gè)執(zhí)行單元。
[0044]通過提供與在具有給定計(jì)算模塊的控制器上運(yùn)行控制算法花費(fèi)多少時(shí)間有關(guān)的信息，所公開的系統(tǒng)和方法支持工廠的開發(fā)和維護(hù)過程。因此，方法和系統(tǒng)確保滿足必要最終期限，并且工廠將如預(yù)計(jì)來表現(xiàn)，而無需在現(xiàn)場創(chuàng)建測試設(shè)置或測試/測量。此外，能夠優(yōu)化控制器硬件的成本，因?yàn)楸景l(fā)明允許選擇具有最小成本但仍然滿足要求的計(jì)算模塊或處理單元。
[0045]備選地，通過提供與軟件的哪些部分要求控制器上的大多數(shù)執(zhí)行時(shí)間有關(guān)的信息，所提出方式還能夠幫助優(yōu)化控制算法的實(shí)現(xiàn)。
[0046]不是使用目標(biāo)處理器的靜態(tài)模型來估計(jì)執(zhí)行時(shí)間，按照本發(fā)明的方法而是使用復(fù)現(xiàn)代碼序列來量化控制應(yīng)用的執(zhí)行時(shí)間。復(fù)現(xiàn)代碼序列的執(zhí)行時(shí)間通過測量來確定和/或得到，并且存儲(chǔ)在適當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫中。為了確定完整應(yīng)用的執(zhí)行時(shí)間估計(jì)，其執(zhí)行時(shí)間是已知的代碼序列具體通過所存儲(chǔ)執(zhí)行時(shí)間來識(shí)別，并且然后查找和/或讀出數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)執(zhí)行時(shí)間。在另一步驟，可用和/或所檢索執(zhí)行時(shí)間按照由底向上方式來處理和/或結(jié)合，以及確定完整控制應(yīng)用的執(zhí)行時(shí)間，和/或分別確定和/或測量至少相應(yīng)應(yīng)用的WCET的估計(jì)。在另一實(shí)施例中，電子再現(xiàn)具體在數(shù)小時(shí)或數(shù)天之內(nèi)完全自動(dòng)地生成或創(chuàng)建，其與人工得出作為控制解決方案的硬件部分的電子再現(xiàn)的相應(yīng)模型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(其通常是復(fù)雜和費(fèi)時(shí)過程，并且費(fèi)用至少大約100k$)相比，具有小許多的工作量以及更加有效。
[0047]所提出的方式要快許多，因?yàn)殚_發(fā)一個(gè)新硬件的電子再現(xiàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或模型是費(fèi)時(shí)的，具體來說它可花費(fèi)數(shù)月。此外，按照本發(fā)明的生成看來比先前方式更加準(zhǔn)確，因?yàn)樗褂脤?shí)際和/或真實(shí)硬件來細(xì)化其估計(jì)。
[0048]本發(fā)明提出通過逐漸測試代碼來確定和/或計(jì)算具體是工廠自動(dòng)化和/或自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域中的特定系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間的模型的全自動(dòng)方式。它通過下列步驟進(jìn)行工作:首先測試單獨(dú)指令，并且然后將被測試代碼的大小增加到常用代碼序列的等級(jí)。基于這些常用代碼序列的執(zhí)行時(shí)間估計(jì)，能夠估計(jì)任意控制應(yīng)用的執(zhí)行時(shí)間。
[0049]所提出方式的意圖是采用僅覆蓋由程序或應(yīng)用在目標(biāo)域或技術(shù)領(lǐng)域中實(shí)際使用的指令序列的模型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來取代CPU定時(shí)行為的當(dāng)前使用的抽象但完整的模型。這種方式能夠顯著降低開發(fā)這類模型的成本，并且還能夠使它們?cè)谟蚧蝾I(lǐng)域中是可適用的。此外，所提出的技術(shù)不是要生成任意應(yīng)用的通用定時(shí)模型。
[0050]為了準(zhǔn)確估計(jì)軟件組件的最好情況執(zhí)行時(shí)間(BCET)、平均情況執(zhí)行時(shí)間(ACET)和最壞情況執(zhí)行時(shí)間(WCET)而無需其執(zhí)行被觀測，運(yùn)行軟件的處理器的定時(shí)模型必須被提供和/或必須是可用的。機(jī)器指令序列的執(zhí)行時(shí)間極大地取決于這些指令如何經(jīng)過流水線和相應(yīng)數(shù)據(jù)處理單元的功能單元移動(dòng)以及能夠如何交織其執(zhí)行。
[0051]可例如從處理器手冊(cè)來檢索或者來自重復(fù)測量相同指令類型的執(zhí)行的單獨(dú)指令的執(zhí)行時(shí)間只能用作用于估計(jì)完整程序的執(zhí)行時(shí)間的起始點(diǎn)。另一方面，例如當(dāng)使用ABB的Control Builder工具系列或者類似基于模型的工具時(shí)，生成控制應(yīng)用的機(jī)器代碼的方式允許關(guān)于指令的某些序列或模式重復(fù)出現(xiàn)的合理假設(shè)。
[0052]因此，與已知靜態(tài)分析方法相對(duì)照，可能不需要處理器流水線的一般模型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以得到控制應(yīng)用的適當(dāng)準(zhǔn)確性能估計(jì)。
[0053]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在一個(gè)步驟，所使用或應(yīng)用的處理單元、具體是工業(yè)控制裝置中使用的CPU的定時(shí)模型被生成和/或創(chuàng)建。
[0054]在進(jìn)一步細(xì)化中，定時(shí)模型的生成和/或創(chuàng)建包括通過僅考慮單指令來生成CPU的初始定時(shí)模型的步驟，其中這個(gè)初始模型應(yīng)當(dāng)至少包含目標(biāo)控制器的相應(yīng)數(shù)據(jù)處理單元或CPU的每一種指令類型的最好情況和最壞情況執(zhí)行時(shí)間估計(jì)，其中這個(gè)信息可從數(shù)據(jù)處理單元或CPU數(shù)據(jù)表來提取和/或通過使用綜合基準(zhǔn)來測量單指令類型的執(zhí)行時(shí)間。
[0055]這個(gè)步驟必須對(duì)工業(yè)控制器中使用的每一個(gè)新CPU變體來運(yùn)行或重復(fù)進(jìn)行。所產(chǎn)生指令級(jí)估計(jì)可能已經(jīng)用來自動(dòng)確定每一個(gè)控制應(yīng)用的粗粒度性能估計(jì)，只要能夠計(jì)算單獨(dú)機(jī)器指令的出現(xiàn)。
[0056]在另一實(shí)施例的另一步驟，在基準(zhǔn)模型的創(chuàng)建之后，其中該基準(zhǔn)模型僅考慮單獨(dú)指令，經(jīng)處理以創(chuàng)建或生成相應(yīng)數(shù)據(jù)處理單元或CPU的定時(shí)模型的數(shù)據(jù)通過使用控制應(yīng)用的集合以訓(xùn)練模型和/或通過將定時(shí)模型擴(kuò)展到機(jī)器指令的較長序列來確定。
[0057]此外，訓(xùn)練應(yīng)用可分解為較小代碼段，對(duì)其搜索復(fù)現(xiàn)代碼序列，其中對(duì)于這些復(fù)現(xiàn)序列，更準(zhǔn)確估計(jì)可通過執(zhí)行相應(yīng)程序部分的詳細(xì)測量來得到。
[0058]在另一實(shí)施例中，可跟蹤各代碼序列的執(zhí)行時(shí)間三元組，表示可跟蹤最好情況、平均情況和最壞情況執(zhí)行，其中相應(yīng)地允許估計(jì)程序的執(zhí)行時(shí)間的變化。
[0059]此外，定時(shí)模型可以不僅孤立地考慮代碼序列的執(zhí)行時(shí)間，而且還考慮其交織和互相關(guān)，這具體意味著，如果代碼序列A的執(zhí)行時(shí)間受到代碼序列B提前運(yùn)行的事實(shí)影響，則這個(gè)信息也由該模型來考慮。
[0060]此外，為了確定復(fù)現(xiàn)代碼序列的執(zhí)行時(shí)間，測量較短指令序列的執(zhí)行時(shí)間，這在大多數(shù)現(xiàn)代處理器架構(gòu)上只有通過添加儀表化代碼才是可能的。
[0061]當(dāng)表征復(fù)現(xiàn)代碼序列的執(zhí)行時(shí)間時(shí)，顯然存在執(zhí)行測量所需的工作量與表征精度之間的折衷。具體來說，必須考慮通過添加儀表化代碼而添加到測量的開銷。
[0062]定時(shí)表征的另一個(gè)難題是觀測所有相干執(zhí)行時(shí)間。這將通過模型生成期間的廣泛測試來解決。一個(gè)選項(xiàng)是將現(xiàn)有測試情況用于訓(xùn)練應(yīng)用，由其生成定時(shí)模型。由于這類測試情況的主要目的不是CPU定時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或模型生成，所以附加測試將是必要的。
[0063]因此，在另一實(shí)施例中，提供測試單元以應(yīng)用自動(dòng)測試情況生成技術(shù)，其中例如具體隨機(jī)和/或混合執(zhí)行測試等方式用來生成所提出方式的最終實(shí)現(xiàn)中的測量的輸入數(shù)據(jù)。
[0064]具有任意輸入的二進(jìn)制代碼的少部分的測試也可能是可適用的。所提供工作流程與現(xiàn)有的基于測量的定時(shí)分析工具的重要差異在于，定時(shí)測量必須每個(gè)目標(biāo)處理器僅執(zhí)行一次而不是每應(yīng)用一次。
[0065]設(shè)置測試環(huán)境和測量設(shè)施的工作量因此僅需要一次。執(zhí)行時(shí)間測量通過應(yīng)用復(fù)雜測試情況生成技術(shù)來形式化。此外，不必要的是，所產(chǎn)生定時(shí)模型的用戶有權(quán)訪問目標(biāo)硬件以生成新開發(fā)應(yīng)用的定時(shí)估計(jì)。
[0066]第二重要性質(zhì)是復(fù)現(xiàn)代碼序列的平均情況執(zhí)行時(shí)間集成到模型中。這允許與目標(biāo)裝置的平均負(fù)荷有關(guān)的推理，而無需在實(shí)際硬件上運(yùn)行軟件。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)方面，模型必須存儲(chǔ)各復(fù)現(xiàn)代碼序列的最好情況、平均情況和最壞情況執(zhí)行時(shí)間。
[0067]為了向開發(fā)人