CN101165636A - 微型计算机、程序和车载电子控制器 - Google Patents

Abstract

当各任务已经准备好睡眠模式时，微型计算机就立即进入睡眠模式，以便消除功率浪费。多个应用任务被执行。每个应用任务都提供关于进入睡眠就绪状态的通知。当任何应用任务提供了通知时，状态管理部分程序就设置一个指示所述应用任务进入了睡眠就绪状态的标志。所述状态管理部分检查所有的应用任务的标志，以便确定是否所有的应用任务都进入了睡眠就绪状态，据此将所述微型计算机置于睡眠模式。

Description

微型计算机、程序和车载电子控制器

技术领域

本发明涉及微型计算机的运行。更具体地说，本发明涉及将微型计算机置于睡眠模式。

背景技术

通常，在车载电子控制器中使用的微型计算机利用操作***(OS)所提供的多任务特点，以便执行用于控制目标的多应用任务。

当不需要处理时，这种微型计算机能够进入比正常运行消耗更少功率的睡眠模式(例如日本专利申请公开号JP-2005-182223A)。例如，睡眠模式降低CPU时钟频率或电源电压，或停止供应到CPU的时钟或功率。

参考图7，下面描述了将微型计算机置于睡眠模式的一个示例技术。为方便起见，本说明书偶尔涉及例如执行表示例如使用计算机程序的动作的任务，其中，所述计算机程序在诸如这里描述的控制器或计算机之类的硬件设备上运行或执行。这种表达的使用可以表示计算机例如从计算机可读介质读取指令，并执行所述指令或程序，以便实现操作内容(其中，所述计算机可读介质例如是存储设备、数据传输通道、通信信道等)，在这里可以将其描述为普通技术人员可以理解的程序函数、任务、模块等的功能手段或内容。

图7中的示例涉及应用任务1和2。该示例也涉及一个***任务，该***任务周期地唤醒应用任务1和2。该***任务每毫秒醒来并请求唤醒应用任务1。在每另一次该***任务醒来时，该***任务就请求唤醒应用任务2。所以，应用任务1每毫秒醒来。应用任务2每两毫秒醒来。例如，上述任务被按以下顺序安排优先级：“***任务＞应用任务1＞应用任务2”。

应用任务1和2的每一个确定是否需要执行，如果确定不需要执行，就进入睡眠就绪状态。当确定要进入睡眠状态时，该应用任务执行用于设置为该任务提供的睡眠标志的过程。***任务醒来以检查所有的应用任务的睡眠标志设置。当所有睡眠都被设置时，***任务就执行将微型计算机置于睡眠模式的过程，例如，不再请求唤醒应用任务。

根据图7中的示例，***任务确定应用任务1在t3时刻进入睡眠就绪状态，而应用任务2在t4时刻进入睡眠就绪状态。只有当***任务在t5时刻醒来时，它才可以将微型计算机置于睡眠模式。如图7中所示，***任务以相应于例如t1、t2和t5时刻的一毫秒间隔醒来。在t1时刻，***任务唤醒并请求应用任务1和2醒来。应用任务1醒来并执行任何必要的处理。

由于应用任务2被指定了低于***任务和应用任务1的优先级，所以，用于执行应用任务2的时间段就是在任务1的执行完成与***任务在t2时刻醒来的时间之间的时间段。在t3，应用1进入睡眠就绪状态，在t4，应用2进入睡眠就绪状态。然而，由于***任务仍在睡眠，所以直到t5时刻它才检查上述标志，并在检查过程的终点将微型计算机置于睡眠模式。

如结合上述技术所表明的，在***任务被用于控制向睡眠模式的转变的情况下，直到***任务醒来后微型计算机才能被置于睡眠模式，即使在所有的应用任务都处于睡眠就绪状态时也是如此。这样，如图7中所示的，t5的终点和t4之间的时间代表了浪费的运行，并且相应地浪费了电功率。

空闲任务可以被用作另一种用于将微型计算机置于睡眠模式的技术。然而，使用空闲任务控制向睡眠模式转变也会产生与***任务的使用相关联的那些问题类似的问题，其原因如下所述。空闲任务被给予最低优先级并在没有其他任务执行时才被执行。空闲任务代替***任务检查所有的应用任务的睡眠标志。当所有睡眠标志都被设置时，空闲任务就执行将微型计算机置于睡眠模式的过程。执行空闲任务的状态可以等同于将微型计算机置于睡眠模式的状态。在这种情况中，即使是在有任务请求执行时，空闲任务也可能无条件地将微型计算机置于睡眠模式(例如见JP-2005-182223A)。

例如，假设在t1时刻之前应用任务2已经处于睡眠就绪状态。当***任务在t1时刻醒来时，它请求应用任务1和2醒来。这样，即使是应用任务1醒来并进入睡眠就绪状态，应用任务2也已经被请求从睡眠就绪状态醒来。当应用任务1终止时，就执行应用任务2。当应用任务2终止时，空闲任务就将微型计算置于睡眠模式。

然而，在本示例中，在应用任务1终止的时刻与应用任务2终止的时刻之间的运行是浪费的，相应地又浪费了电功率。这样，当空闲任务被用于控制向睡眠模式的转变时，从睡眠模式转变出来比较困难，并且，将其他功能构建到空闲任务中更加困难。

发明内容

考虑到上述问题做出了本发明。所以，本发明的目的是在可能快时快速地将微型计算机置于睡眠状态，因而阻止电功率的浪费。

为实现上述目的，一种微型计算机执行一个应用任务并包括一个睡眠转变管理装置。

当一个应用任务通知了其睡眠就绪状态时，所述睡眠转变管理装置就启动，其中，所述睡眠就绪状态例如是能够使所述应用任务停止活动的状态。状态管理部分存储有被分配给发布通知的应用任务的睡眠就绪状态的历史。所述状态管理部分检查关于所有的应用任务的历史，以便确定是否所有的应用任务进入了睡眠就绪状态。当该确定得到肯定的结果时，所述状态管理部分就将微型计算机置于比正常运行需要更少功率消耗的睡眠模式。

当应用任务自身进入了睡眠就绪状态时，所述应用任务就执行用于发布通知的通知过程。

当所有的应用任务进入睡眠就绪状态并且微型计算机准备好睡眠模式时，微型计算机就可以立即进入睡眠模式。这可以解决现有技术中功率浪费的问题。

最好是在应用任务的终点执行通知过程，这是由于例如当发布通知的应用任务终止时，睡眠转变管理装置确定是否所有的应用任务进入进入睡眠就绪状态。这样就可以在应用任务的执行期间可靠地阻止睡眠模式的发生。

应当注意到，还提供了一种示例性方法，例如，可以通过计算机程序的执行而在计算机上实现该方法。示例性计算机程序(如体现为从包括计算机可读介质的制品读取的指令)允许计算机作为睡眠转变管理装置执行与示例性方法或功能相关联的过程，并且可以被包含在微型计算机中而不使用另外的硬件。

示例性微型计算机可适用于各种实施例，包括特别要求减少功率消耗的车载电子控制器。当该车载电子控制器能够停止活动时，微型计算机就可以进一步地节省功率。

附图说明

根据参考附图所进行的下列详细描述，本发明的上述的和其他的目的、特点和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是说明根据一个示例性实施例的车载电子控制器(ECU)的配置的图；

图2是说明在一个示例性微型计算机上执行的软件的配置的图；

图3是说明每个应用任务的过程的流程图；

图4是说明状态管理部分SM的过程的流程图；

图5是说明根据图3和图4中所示的示例性过程的操作的功能性流程图；

图6是说明与各种示例性实施例相关联的效果的时序图；以及

图7是说明与现有技术相关联的缺点的时序图。

具体实施方式

下面提供根据本发明的一个或多个示例性实施例的车载电子控制器的描述。根据所描述的一个或多个实施例的电子控制器用于控制与诸如电动窗和门锁之类的车体单元相关联的功能。在下列描述中，应当注意到，缩写“ECU”在这里可以指如本领域技术人员将会理解的电子控制器、电子控制单元、发动机控制单元、发动机管理单元等。

如图1中所示，根据本实施例的ECU11包括：微型计算机13；输入电路15，例如，其允许微型计算机13接收从电路提供的传感器信号或开关信号；输出电路17，例如，其根据来自微型计算13的信号，将驱动信号输出给与例如车体组件相关联的各种致动器，其中，所述车体组件例如是电动窗电动机和门锁等、或其他组件；以及通信电路19，其允许微型计算机13通过通信线路18而与另一个车载ECU进行通信。

微型计算机13包括众所周知的元件，例如CPU 21、ROM 23、RAM25、和I/O端口27。ROM 23存储有程序，例如软件程序，其具有由CPU21执行的指令。RAM 25临时存储来自程序执行的运行结果，如数据或标志。还应当理解，指令可以被承载在诸如外部存储设备之类的其他计算机可读介质上，其中，所述外部存储设备包括但不限于软盘、光盘、通用串口总线(USB)存储设备、网络接口等。

微型计算机13使用OS提供的多任务特点来执行多个应用任务，用于与要被控制的车辆组件进行交互。ROM 25存储有软件，所述软件不但包括OS和应用任务，还包括***任务ST和状态管理部分SM。

如图2中所示，应用任务AP1到APx包括被周期地执行的应用或与应用相关联的任务、或应用任务，其中，x是大于或等于2的整数。在典型的执行示例中，***任务ST请求OS以相应于应用任务的执行间隔的时间来唤醒所述应用任务。***任务ST按一定的时间间隔醒来，其中，所述时间间隔等于所有的周期应用任务的执行时间间隔的最小公约数，例如，根据本实施例为一毫秒。

状态管理部分SM是一段程序，用于检测是否所有的应用任务AP1到APx已经准备好变为是停止活动的，如果是，那么就将微型计算机13置于睡眠模式。

可以理解，一旦出现一个事先未安排的事件，一些应用任务就会立即醒来，其中，所述事先未安排事件的出现例如通过导通特定开关、从另外的ECU接收到特定信号等来产生。

如图2中所示，应用任务AP1到Apx的每一个包括一个或多个模块，在下面被称为应用模块。例如，应用任务AP1包括y个应用模块AP1-1到AP1-y，其中，y是大于或等于1的整数。应用任务APx包括z个应用模块APx-1到APx-z，其中，z是大于或等于1的整数。各应用模块对例如单元、组件等提供各种等级的控制以及与它们进行交互，其中，所述单元、组件是例如门锁单元、箱盖控制单元、车箱照明单元、操作灯、电动窗等。

例如，参考图3中所示的流程图，下面描述可以与每个应用任务关联的过程，其中，所述过程是例如由应用任务实现的功能。尽管根据一个应用任务APn描述了示例性的过程，其中n是1到x，但相同的描述可以被应用到其他应用任务。

参考该流程图，在示例性过程的开始，在S110，应用任务APn开始并执行与例如包括在应用任务APn中的每个应用模块相关联的过程。

当所有的应用模块的过程都终止时，例如在S120的YES，应用任务APn确定是否所有的应用模块的每一个都进入睡眠就绪状态，即，在S130中准备好了变成停止活动的状态。应当注意到，如下面所进一步描述的，当应用模块已经完成了任何关联的控制并且不需要提供进一步的控制操作时，该应用模块将会进入睡眠就绪状态。

例如，当应用模块控制一个电动窗时，在给定的时间间隔期间，该应用模块被执行超过一次，以便实现对电动窗的序列控制操作。当该一序列控制完成了并且没有进一步的控制请求出现时，那么可以认为，例如直到下一个请求或请求序列产生，才需要进一步的控制操作。也应当注意到，一些应用模块在任何时候终止时就进入睡眠就绪状态，例如，当没有进一步的涉及控制操作的请求或请求序列产生时。

该示例性过程确定是否每个应用模块进入睡眠就绪状态。基于确定的结果，该过程确定是否应用任务APn进入了睡眠就绪状态(S140)。具体地说，该过程确定是否所有的应用模块进入了睡眠就绪状态。当所有的应用模块进入了睡眠就绪状态时，该过程确定应用任务APn进入了睡眠就绪状态。

当确定应用任务APn不处于睡眠就绪状态时，例如在S140的结果是NO时，应用任务APn就终止。

当确定应用任务APn处于睡眠就绪状态时，例如在S140的结果是YES时，可以在S150执行通知过程，以便通知状态管理部分SM应用任务APn处于睡眠就绪状态。根据本实施例，示例性过程调用(calls)可以调用睡眠就绪函数，如SleepOK(n)，以便执行通知。应当注意到，在睡眠就绪函数中括号里的n是该函数的自变量或参数，可以代表例如调用该函数的应用任务的识别符。然后，应用任务APn就终止。

当应用任务一旦执行完成而进入睡眠就绪状态时，最好在一些示例性实施例中省略例如在S130和S140的确定，并且总是在应用任务的终点调用睡眠就绪函数。

现在参考图4中所示的示例性过程的流程，在下面描述与示例性的状态管理部分SM相关联的功能和过程，例如由状态管理部分SM实现的示例性功能。

例如，当使用结合微型计算机13执行时，应用任务AP1到APx中的一个就使用自变量n来调用睡眠就绪函数SleepOK(n)，其中，所述自变量n具有从1到x的值。与状态管理部分SM相对应的程序被立即执行。

当与状态管理部分SM相对应的程序被执行时，睡眠就绪标志设置函数，例如Flag(n)可以被用于在S120设置睡眠就绪标志为1。应当理解，括号里的与睡眠就绪标志设置函数相关联的自变量n可以代表例如调用睡眠就绪函数的应用任务的识别符。准备睡眠标志可以在S210被用于存储分配给该应用任务的睡眠就绪状态的历史，以及存储由该应用任务提供的通知。

在步S220，可以确定与睡眠就绪标志设置函数相关联的所有睡眠就绪标志是否为所有的应用任务AP1到APx进行了设置，其中，所述睡眠就绪标志设置函数是例如Flag(1)到Flag(x)。

当为所有的应用任务AP1到APx设置了与睡眠就绪标志设置函数Flag(1)到Flag(x)相关联的所有睡眠就绪标志时，例如在S220的结果是YES时，微型计算机13可以在S230被立即置于睡眠模式中，使得比正常操作需要更少的功率。例如，用于给CPU 21提供时钟的振荡电路的运行可以停止，或用于给微型计算机13提供功率的电源电路的运行可以停止。这样，在S230，微型计算机13可以停止，或者可替换地，该过程在S230可以降低CPU 21的时钟频率或电源电压。与现有技术不同，在将微型计算机13或控制器等置于睡眠模式时不会出现延迟，这是因为不用等待时间间隔期满，其中，在所述时间间隔，例如空闲模块等检查关于睡眠的执行的状态。

当在S220的确定产生负的结果时，例如至少一个睡眠就绪标志没有被设置时，与状态管理部分SM相关联的过程就终止。可替换地，与状态管理部分SM相关联的执行终止时，可以执行或启动另外的过程。

现在将针对图5和图6来描述上述过程。根据图7中的示例，可以假定两个应用任务，AP1和AP2被使用。***任务ST请求每一毫秒唤醒应用任务AP1，而每两毫秒唤醒应用任务APx。上述任务被分配优先级以便遵循如下的次序。***任务ST的优先级高于应用任务AP1的优先级，而应用任务AP1的优先级高于应用任务AP2的优先级(优先级ST＞优先级AP1＞优先级AP2)。还应当注意到，在图5中，以S开头的数字与图3和图4中显示和描述的各种示例性过程相对应。图5示出了作为时间的函数根据各种实施例在应用任务与状态管理部分SM之间的操作的各种功能流程。

如图5的上部所示，例如在S150，应用任务AP1调用睡眠就绪函数SleepOK(1)。例如在S120，一旦接收到睡眠就绪操作的结果，状态管理部分SM就开始设置Flag(1)。例如在S220，状态管理部分SM还确定是否为应用任务AP1和AP2都设置了睡眠就绪标志Flag(1)和Flag(2)。

根据图5的本示例，不为应用任务AP2设置睡眠就绪标志Flag(2)。所以，微型计算机13不进入睡眠模式，而是继续正常运行。

然后，应用任务AP2调用睡眠就绪函数SleepOK(2)，其指示AP2应用任务已经准备好睡眠。状态管理部分SM重新启动以设置Flag(2)。例如根据S220，状态管理部分SM再次确定是否为应用任务AP1和AP2都设置了与Flag(1)和Flag(2)相关联的睡眠就绪标志。

在确定了为应用任务AP1和AP2都设置了睡眠就绪标志之后，状态管理部分SM例如可以执行用于将微型计算机13置于睡眠模式的过程，在此时，微型计算机13停止运行。如上所述，向睡眠模式的转变可以包括用于CPU 21的时钟频率的降低或电源电压的降低，在此时，CPU 21以比正常情形低的功率水平按比正常情形慢的速度运行，导致整体上的功率节省。

如图6中所示，当所有的应用进入了睡眠就绪状态时，微型计算机13可以立即进入睡眠模式。在本示例中，可以注意到，应用任务AP2进入睡眠就绪状态，并且，微型计算机13准备好了睡眠模式。所以，可以解决现有技术中普遍的浪费功率的问题。

应当注意到，本实施例可以使用计算机程序来实现作为状态管理部分SM的功能。可以不使用另外的硬件来提供上述效果。当空闲任务被用作最低优先级的任务时，可以容易地为空闲任务提供例如检查存储器异常的功能。

使用这种微型计算机13的ECU 11可以比现有技术更有效地为停止活动状态节省功率消耗。

在本实施例中，状态管理部分SM相当于睡眠转变管理装置或允许计算机用作为睡眠转变管理装置的程序。

尽管已经描述了本发明的特定的优选实施例，应当清楚地理解，本发明不限于此，而是可以在本发明的精神和范围之内的通过各种方式实施。例如，OS可以包括作为***任务ST和状态管理部分SM的功能。与管理部分SM相关联的示例性过程或示例性程序可以在***任务ST或任何应用任务中执行。应用任务或应用模块可在***任务ST中执行。也就是说，给定应用任务可以代替***任务ST提供诸如唤醒任务之类的控制。尽管图2定义了应用任务的数目(x)为两个或多个，然而，也可以只使用一个应用任务。

也应当注意到，本发明不但可适用于用来控制与车体相关联的上述功能的ECU，还可适用于用来控制包括发动机和变速箱的传动***的ECU。本发明也可适用于为车辆之外的其他目的所使用的ECU。

Claims (18)

1.一种在与车辆相关联的控制器中控制睡眠状态的方法，所述控制器执行睡眠转变管理模块和n个应用任务，其中n是大于或等于2的整数，所述n个应用任务的每一个都具有y个应用模块，其中y是大于或等于1的整数，所述方法包括：

(a)与所述n个应用任务的第一个相关地，确定与所述n个应用任务的该第一个相关联的所有的y个应用模块关联的处理是否终止；

(b)如果与所述n个应用任务的该第一个相关联的所有y个应用模块终止，则向所述睡眠转变管理模块提供与所述n个应用任务的该第一个相关联的第一睡眠就绪状态的通知；

(c)与所述n个应用任务的下一个相关地，确定与所述应用任务的该下一个相关联的所有的y个应用模块关联的处理是否终止；

(d)如果与所述n个应用任务的该下一个相关联的所有的y个应用模块终止，则向所述睡眠转变管理模块提供与该下一个应用任务相关联的下一个睡眠就绪状态的通知；

(e)与所述n个应用任务中任何剩余的应用任务相关地，确定与所述n个应用任务中任何剩余的应用任务相关联的各自的所有y个应用模块相关联的处理是否终止；

(f)在存在所述n个应用任务中任何剩余的应用任务的情况下，如果与所述n个应用任务中任何剩余的应用任务相关联的各自的所有y个应用模块终止，则向所述睡眠转变管理模块提供与所述n个应用任务中任何剩余的应用任务相关联的各剩余的睡眠就绪状态的通知；以及

(g)基于在(b)、(d)中，以及如果存在所述n个应用任务中任何剩余的应用任务的情况下在(f)中提供给所述睡眠转变管理模块的通知，立即使能所述控制器的睡眠模式。

2.一种制品，包括：

计算机可读介质；以及

在所述计算机可读介质上承载的指令，所述指令可由控制器读取，当所述指令由所述控制器读取并执行时，用于使所述控制器执行根据权利要求1中所述的方法。

3.如权利要求2中所述的制品，其中，所述控制器包括处理器、微型计算机和车载电子控制器中的一个。

4.如权利要求1中所述的方法，其中，所述睡眠转变模块被配置成：

根据与所述n个应用任务的第一个相关联的第一睡眠就绪状态的通知而启动；

存储被分配到所述n个应用任务的第一个、被分配到所述n个应用任务的第二个以及所述n个应用任务中任何剩余的应用任务的睡眠就绪状态的历史，以便确定是否所有的n个应用任务都处于睡眠就绪状态；以及

当所有的所述n个应用任务都处于睡眠就绪状态时，基于所述的使能而立即将所述控制器置于所述睡眠模式，该睡眠模式比正常运行需要更少的功率消耗。

5.一种用于执行n个应用任务的控制器，其中n是大于或等于2的整数，所述n个应用任务的每一个都具有y个应用模块，其中y是大于或等于1的整数，所述控制器包括：

处理器；以及

耦合到所述处理器的存储器，所述存储器能够存储可由所述处理器读取的指令，所述指令在被读取并被执行时用于使所述处理器：

执行睡眠转变模块，所述睡眠转变模块被配置成根据来自所述n个应用任务中的一个的表示该一个应用任务处于睡眠就绪状态的通知而执行以下操作：

确定是否所有的所述n个应用任务都处于睡眠就绪状态；以及

如果所有的所述n个应用任务都处于睡眠就绪状态，则立即将所述微型计算机置于睡眠模式，所述睡眠模式比正常运行需要更少的功率消耗，

其中，当所述n个应用任务的一个进入睡眠就绪状态时，产生来自所述n个应用任务的该一个的通知。

6.如权利要求5中所述的控制器，其中，所述睡眠转变模块还被配置成：基于包括与所述n个应用任务的一个或多个相关联的先前的睡眠就绪状态的历史的信息，确定是否所有的n个应用任务都处于睡眠就绪状态。

7.如权利要求5中所述的控制器，其中，在所述n个应用任务的一个执行结束时，产生来自所述n个应用任务的该一个的通知。

8.一种制品，包括：

计算机可读介质；以及

在所述计算机可读介质上承载的指令，所述指令可由处理器读取，当所述指令存储在存储器中并由所述处理器读取和执行时，用于使所述处理器执行根据权利要求5中所述的睡眠转变模块的功能。

9.一种制品，包括：

计算机可读介质；以及

在所述计算机可读介质上承载的指令，所述指令可由微型计算机读取，当所述指令由所述微型计算机读取并执行时，用于使处理器执行根据权利要求6中所述的睡眠转变模块的功能。

10.如权利要求8中所述的制品，其中，所述微型计算机包括处理器、控制器和车载电子控制器中的一个。

11.如权利要求9中所述的制品，其中，所述微型计算机包括处理器、控制器和车载电子控制器中的一个。

12.一种微型计算机，用于执行多个应用任务中的一个，所述多个应用任务中的每一个都执行至少一个应用模块，所述微型计算机包括：

睡眠转变管理装置，该睡眠转变管理单元被配置成基于来自应用任务的关于该应用任务进入睡眠就绪状态的通知而执行以下操作：

确定是否所有的多个应用任务都已经进入睡眠就绪状态，以及

使得所述微型计算机被置于睡眠模式，所述睡眠模式比正常运行需要更少的功率消耗，

其中，当应用任务进入了睡眠就绪状态时，该应用任务执行用于发布通知的通知过程。

13.如权利要求12中所述的微型计算机，其中，所述睡眠转变管理模块还被配置成：基于包括与所述n个应用任务的一个或多个相关联的先前的睡眠就绪状态的历史的信息，确定是否所有的所述n个应用任务都处于睡眠就绪状态。

14.如权利要求12中所述的微型计算机，其中，在应用任务结束时执行通知过程。

15.一种制品，包括：

计算机可读介质；以及

在所述计算机可读介质上承载的指令，所述指令可由微型计算机读取，当所述指令存储在存储器中并由所述微型计算机读取和执行时，用于使得所述微型计算机作为根据权利要求12中所述的睡眠转变管理单元来运行。

16.一种制品，包括：

计算机可读介质；以及

在所述计算机可读介质上承载的指令，所述指令可由微型计算机读取，当所述指令存储在存储器中并由所述微型计算机读取和执行时，用于使得所述微型计算机作为根据权利要求13中所述的睡眠转变管理单元来运行。

17.如权利要求15中所述的制品，其中，所述微型计算机包括处理器、控制器和车载电子控制器中的一个。

18.如权利要求16中所述的制品，其中，所述微型计算机包括处理器、控制器和车载电子控制器中的一个。

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