CN108701055B - 车辆控制装置和车辆*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于兼顾对中断处理的高响应性和控制软件间的非干涉的技术。本发明的车辆控制装置包括：存储用于车辆控制的各种程序的存储设备；和多个运算装置，其包括第一运算装置和第二运算装置，从所述存储设备读取程序来执行。另外，存储设备包括以非时间分割的方式执行的第一种运算处理的程序和以时间分割的方式执行的第二种运算处理的程序。并且，第一运算装置执行第一种运算处理的程序，第二运算装置执行第二种运算处理的程序。

Description

车辆控制装置和车辆***
技术领域
本发明涉及车辆控制装置和车辆***。
背景技术
多数的车辆***包括电子化的对车辆控制设备进行操作的ECU即电子控制装置(Electronic Control Unit)，和能够使多个ECU之间进行通信的车载网络(Local AreaNetwork)。
近年来，对实现无驾驶员的操作而自动驾驶到目的地的自动驾驶***有较高要求。为了实现自动驾驶***，需要要求高精度的外界识别功能和高运算负荷、根据对周围数秒前的环境变化进行的预测来决定行驶路线的功能，希望灵活应用搭载有最前沿的算法的开源软件(OSS)。
然而，OSS广泛公开而通常没有高质量。因此，对于汽车控制***这样的要求高安全性的***而言难以原样直接搭载。因此，要求一种设有意外情况，在OSS占用CPU时不影响其他软件的方法。
例如，非专利文献1发明了一种技术，其确定***的执行周期，决定对在周期内执行的处理的时间带的时间分割设计。该时间带被称为时间窗(time-window)或时隙(slot)。在***执行时如设计的那样在特定的时间窗的时间内执行特定的处理。处理单位为任务或者中断处理。若特定的处理直到时间窗的结束时间仍未结束，则基本上判断为错误，结束处理。如此，根据非专利文献1，能够实现在各时间窗执行的软件之间不互相影响的非干涉性。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：AVIONICS APPLICATION SOFTWARE STANDARD INTERFACE,PART 1–REQUIRED SERVICES,ARINC SPECIFICATION 653P1-3,2010
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在非专利文献1中，中断处理也需要分配到时间窗中。因此，在中断处理用的时间窗结束之后即有中断请求的情况下，直到分配到其他时间窗的处理结束为止中断处理必须待机，因此对中断的响应性降低。而实际上应立刻处理的中断处理较多，等待时间变长并不优选。
本发明是鉴于这样的情况完成的，提供了一种用于兼顾对中断处理的高响应性和控制软件间的非干涉的技术。
解决问题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的车辆控制装置包括：存储用于车辆控制的各种程序的存储设备；和多个运算装置，其包括第一运算装置和第二运算装置，从所述存储设备读取程序来执行。另外，存储设备包括以非时间分割的方式执行的第一种运算处理的程序和以时间分割的方式执行的第二种运算处理的程序。然后，第一运算装置执行第一种运算处理的程序，第二运算装置执行第二种运算处理的程序。
关于本发明的更多特征，从本说明书的记述、附图中可以明了。另外，本发明的方式能够通过要素、多种要素的组合、后面的详细记述和权利要求的范围的方式来达成、实现。其中，本说明书的记述不过是典型的示例，在任何意义下都不是对本发明的权利要求的范围或者应用例的限定。
发明效果
根据本发明的车辆控制装置，基于时间分割而在时间分割中执行的任务由于不受来自由相同的核执行的其他时间分割的处理的影响，因此能够保证非干涉性。另外，核间通信由于在不参照共用数据的时间对共用数据进行更新，因此即使在核间也能够保证非干涉性。而且，中断处理能够在时间分割以外执行，因此能够实现高响应性。因此，能够兼顾对中断处理的高响应性和控制软件间的非干涉。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车辆控制装置1的概略构成的图。
图2是表示本实施方式的时隙设定信息131的构成例的图。
图3是表示本实施方式的警报设定信息132的构成例的图。
图4是表示本实施方的任务信息133的构成例的图。
图5是表示本实施方式的全部处理的概要的动作说明图。
图6是用于说明本实施方式的核1初始化部110的处理内容的流程图。
图7是用于说明时隙同步处理时序设定部111进行的处理(步骤1103)的详细内容的流程图。
图8是用于说明警报处理部112进行的处理(步骤1112)的详细内容的流程图。
图9是用于说明时隙同步读取处理部113进行的处理的详细内容的流程图。
图10是用于说明时隙同步写入处理部114进行的处理的详细内容的流程图。
图11是用于说明优先级调度部115进行的处理的详细内容的流程图。
图12是用于说明发送处理部116进行的处理的详细内容的流程图。
图13是用于说明接收中断处理部117进行的处理的详细内容的流程图。
图14是用于说明核2初始化部120进行的处理的详细内容的流程图。
图15是用于说明时隙设定部121进行的处理的详细内容的流程图。
图16是用于说明传感器融合部122进行的处理的详细内容的流程图。
图17是用于说明动态地图生成部123进行的处理的详细内容的流程图。
图18是用于说明轨道生成部124进行的处理的详细内容的流程图。
图19是用于说明时间驱动调度部125进行的处理的详细内容的流程图。
图20是用于说明在本实施方式的车辆控制装置1中执行的各处理的时序的时序图。
图21是表示核2_12通过优先级调度来执行时间分割时的任务信息233的构成例(变形例)的图。
图22是表示基于任务设定信息233的警报设定信息232的构成例(变形例)的图。
图23是表示变形例的包含任务的最差执行时间(WCET：执行特定的任务所花费的最长的时间)的信息的任务信息333的图。
具体实施方式
关于本发明，在车辆控制装置中，在多核(Multi-core)环境下执行时间驱动调度(scheduling)和除此以外的调度算法(scheduling algorithm)，通过在执行该调度算法之间非干涉地进行核间通信，兼顾对中断请求的高响应性和控制软件(software)间的非干涉。
关于本发明的车辆控制装置，由进行时间分割的核执行要求非干涉的控制用应用(application)，由基于任务的优先级来执行任务的核执行要求高响应的基本软件。由此，兼顾非干涉性和高响应性。此外，在本说明书中将时间窗称为时隙。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在附图中，存在对功能上相同的要素以相同的附图标记进行表示的情况。此外，附图表示了依照本发明的原理的具体的实施方式和实施例，不过其仅用于理解本发明而不用于对本发明进行限定性的解释。
在本实施方式中，为使本领域技术人员实施本发明进行了十分详细的说明，不过应当理解，也可以为其他实施、方式，不超出本发明的技术思想的范围和精神而能够进行构成/结构的改变或者多种要素的置换。因此，后面的记述不对本发明进行限定性地解释。
而且，本发明的实施方式可以利用在通用计算机上运转的软件安装，也可以利用专用硬件或者软件和硬件的组合来安装。
此外，下面的说明中以“表(table)”的形式对本发明的各信息进行说明，不过这些信息也可以不必以表的数据结构来给出，也可以以列表(list)、DB、队列(queue)等的数据构成及其以外的形式给出。因此，由于以不依赖数据构成的形式进行表示，有时对“表”、“列表”、“DB”、“队列”等仅称为“信息”。
另外，对各信息的内容进行说明时，可以使用“识别信息”、“识别符”、“名”、“名称”、“ID”这样的表达，这些表达之间也可以互相置换。
下面，将“程序(program)”作为主语(动作主体)对本发明的实施方式的各处理进行说明，不过程序被处理器(processor)执行而使用存储器和通信端口(通信控制装置)来执行规定的处理，因此也可以将处理器作为主语来进行说明。程序的一部分或者全部可以由专用硬件实现，或者也可以模块化。
(1)第一实施方式
第一实施方式公开了在搭载有多核的车辆控制装置中，例如使一个核(例如核1)负责应以时间分割执行的任务，其他核(例如核2)负责应以非时间分割执行的任务。在此，作为非时间分割的任务，例如为通信等的中断处理。更具体而言，核2在设定的时隙中周期性地执行应执行的任务。核1在空闲时隙中执行不周期性地执行的任务(中断处理)。以下，对第一实施方式进行详细说明。
＜车辆控制装置的构成＞
图1是表示本发明的实施方式的车辆控制装置1的概略构成的图。
(i)车辆控制装置1包括运算装置(核1)11、运算装置(核2)12、存储器13、输入输出电路14、硬件定时器(timer)15和车载网络(network)16。在本实施方式中，作为车载网络16设有CAN(Controller Area Network)，不过不限于此。例如可以为CANFD、FlexRay，也可以为串行通信或者以太网(Ethernet)。另外，运算装置的个数不限于2个，也可以为2个以上。存储器13包括程序区域100和数据存储区域(在本说明书中有时也称为“共用数据缓冲器”130。
存储器13的程序区域100包括作为各种程序的核1初始化部110、时隙同步处理时序设定部111、警报(alarm)处理部112、时隙同步读取(read)处理部113、时隙同步写入(write)处理部114、优先级调度部115、发送处理部116、接收中断处理部117、核2初始化部120、时隙设定部121、传感器融合(sensor fusion)部122、动态地图生成部123、轨道生成部124和时间驱动调度部125。
核1初始化部110、时隙同步处理时序设定部111、警报处理部112、时隙同步读取处理部113、时隙同步写入处理部114、优先级调度部115、发送处理部116和接收中断处理部117由核1_11来执行。时隙设定部121、传感器融合部122、动态地图生成部123、轨道生成部124和时间驱动调度部125由核2_12来执行。具体而言，运算装置(核1)11和运算装置(核2)12各自将与其负责的处理对应的各程序读入临时缓冲器，利用未图示的CPU等的处理器执行各程序。
数据存储区域130存储时隙设定信息131、警报设定信息132、任务信息133、外界识别信息134、轨道信息135、状态数据(例如错误(error)信息)136和地图信息137。
输入输出电路14经由车载网络16与外部(例如与车辆控制装置1连接的各种设备和各种传感器等)进行通信，设定硬件定时器15、接收来自硬件定时器15的中断请求。
(ii)核1初始化部110对运算装置(核1)11进行初始化处理。时隙同步处理时序设定部111执行如下处理：对核1_11执行的通信处理和核2_12执行的处理(例如为传感器融合处理、动态地图生成处理、轨道生成处理)的时序进行测量。警报处理部112执行如下处理：以按照时隙同步处理时序设定部111设定的时序来执行中断处理的方式对定时器进行设定。时隙同步读取处理部113在警报处理部112设定的时间内执行对存储于共用数据缓冲器(数据存储区域)130的规定的数据进行读取的处理。时隙同步写入处理部114在警报处理部112设定的时间内执行将规定的数据写入共用数据缓冲器(数据存储区域)130的处理。优先级调度部115执行如下处理：基于优先级对按照中断用时隙(空闲时隙)执行的处理(包括中断处理和时间分割处理)进行调度。发送处理部116执行将保存于共用数据缓冲器130的各数据发送到核2_12的处理。接收中断处理部117执行经由车载网络16将外界识别信息134存储在核1_11的临时缓冲器中的处理。此外，临时缓冲器也可以是核2_12的临时缓冲器，只要是设置于存储器13中的临时缓冲器即可。
核2初始化部120对运算装置(核2)12进行初始化处理。时隙设定部121执行在初始化处理时读取时隙设定信息131，识别时隙的构成的处理。传感器融合部122执行利用各种传感器(例如摄像机和雷达)获取外界信息，基于各外界信息来识别前方的状态的处理。动态地图生成部123执行将传感器融合部122识别出的前方的状态反映到地图信息的处理。轨道生成部124执行基于由传感器融合部122得到前方的状态的信息，判断选取的轨道的处理。时间驱动调度部125执行对时隙进行切换的处理。
＜时隙设定信息的构成例＞
图2是表示本实施方式的时隙设定信息131的构成例的图。时隙设定信息13包括作为构成项目的SID1311、时隙开始时刻1312、时隙结束时刻1313和TID1314。
SID1311是能够唯一地识别、确定时隙的识别信息(ID)。
时隙的开始时刻1312是按ms单位表示各时隙的开始时刻的信息。时隙结束时刻1313是按ms单位表示各时隙的结束时刻的信息。此外，在本实施方式中按ms单位对时刻进行表示，但不限于此。
TID1314是能够唯一地识别、确定应执行的任务的识别信息(ID)。此外，在本实施方式中，对一个时隙仅分配一个任务，但不限于此。例如也可以对一个时隙分配2个以上的任务。
另外，在本实施方式中设定了10ms的***周期。即，时刻前进到第10ms时返回第0ms。在此，***周期被设为10ms，但不限于此。例如，可以为50ms，也可以为100ms。而且，TID1314的值为“－”表示空闲时隙。
在本实施方式中，在时隙设定信息131中记载有空闲时隙的信息，不过也可以不记载。在此情况下，通过搜索在***周期内时隙未被分配的时间和未分配任务的时隙，能够查找空闲时隙。
＜警报设定信息的构成例＞
图3是表示本实施方式的警报设定信息132的构成例的图。警报设定信息132包括作为构成项目的AID1321、偏移(offset)1322、周期1323和TID1324。
AID1321是能够唯一地识别、确定警报的识别信息(ID)。在此，警报是操作***提供的服务，是在指定的时刻***硬件定时器中断，执行特定的任务的处理。
偏移1322是表示警报时刻偏离基准时间的偏差的信息。例如，偏移的值为9表示从第0ms前进到第9ms的时间。
周期1323表示对警报进行再设定的周期。例如，当偏移为9且周期为10时，在10ms周期的第9ms***硬件定时器中断，这意味着以10ms周期进行警报设定。
TID1324表示由警报执行的任务ID。
根据如图3所示的例子，在9ms(当SID1311为4时：参照图2)任务3(时隙同步读取处理)被中断处理，在9.5ms任务4(时隙同步写入处理)被中断处理。
＜任务信息的构成例＞
图4是表示本实施方式的任务信息133的构成例的图。任务信息133包括作为构成信息的TID1331、核1332、周期1333、优先级1334和任务名1335。
TID1331是能够唯一地识别、确定任务的任务识别信息(ID)。
核1332是执行对象TID1331的核的识别信息(ID)。例如，核1332的值为1的情况意味着运算装置(核1)11执行与对象TID1331所对应的任务或者中断处理。
周期1333表示对象任务的执行周期的信息。在该栏(column)加入有数字的任务为周期任务，没有周期数字的任务表示仅在初始化时执行的任务、响应中断请求起动的中断处理或响应特定的定时器中断而起动任务或中断处理。此外，在本实施方式中，核2_12负责的处理为所有周期任务(以时间分割执行的处理)，核1_11负责的处理为除了发送处理之外的中断处理。
优先级1334是表示任务和中断处理的优先级的信息。在本实施方式中，数字越小意味着优先级越高。在同时刻执行多个任务和中断处理的情况下，优先级调度部115执行优先级1334较高者。例如，在时间分割下执行处理的情况下，可以不设置优先级1334的信息。
任务名1335表示任务的名称。此外，作为任务名，核1初始化分别意味着核1初始化部110，发送处理意味着发送处理部116，接收中断处理意味着接收中断处理部117，时隙同步读取处理意味着时隙同步读取处理部113，时隙同步写入处理意味着时隙同步写入处理部114，核2初始化意味着核2初始化部120，传感器融合意味着传感器融合部122，动态地图生成意味着动态地图生成部123，轨道生成意味着轨道生成部124。
＜全部处理概要＞
图5是表示本实施方式的所有处理的概要的动作说明图。在图5中，实线表示数据的流动，虚线表示处理执行的流程。
在***起动时首先执行核1_11的核1初始化部110，接着执行核2_12的核2初始化部120和时隙同步处理时序设定部111。
时隙同步处理时序设定部111参照时隙设定信息131来检测空闲时隙。然后，时隙同步处理时序设定部111以在检测出的空闲时隙的时间内能够执行要执行的处理(任务)的方式在警报设定信息132中保存任务内容，调用警报处理部112。
警报处理部112以在记载于警报设定信息132的时间执行特定的处理的方式在硬件定时器15设定该时间。
优先级调度部115基于优先级来执行由核1_11执行的任务或中断处理。由核1_11执行的处理为发送处理部116、接收中断处理部117、时隙同步读取处理部113、时隙同步写入处理部114。此外，通常不要求全部中断处理，因此基于优先级来调度此时发出的中断请求和应周期性地进行的处理(时间分割处理)。若没有中断请求，则仅调度周期性地进行的发送处理。
时隙同步读取处理部113和时隙同步写入处理部114由被警报处理部112设定的硬件定时器15起动，优先级调度部115基于任务信息133所记载的优先级1334来执行这些处理。
核2_12的核2初始化部120调用时隙设定部121。时隙设定部121以基于时隙设定信息131来执行时间驱动调度部125的方式进行硬件定时器15的设定。
时间驱动调度部125由硬件定时器15起动，执行与时隙对应的处理。在本实施方式中，传感器融合部122、动态地图生成部123和轨道生成部124由时间驱动调度部125执行。
下面，对图5所示的各处理部的动作进行详细说明。
＜核1初始化处理的详细内容＞
图6是用于说明本实施方式的核1初始化部110的处理内容的流程图。在此将核1初始化部110作为动作主体对处理内容进行说明，不过由于核1初始化部110为由核1_11执行的程序，因此核1_11或者其内部的处理器也可以作为动作主体。对于后述的时隙同步读取处理部113、时隙同步写入处理部114、优先级调度部115、发送处理部116和接收中断处理部117也是同样的。
(i)步骤1101
核1初始化部110起动核2_12。
(ii)步骤1102
核1初始化部110对由核1_11执行的软件和相关联的微机寄存器(microcomputerresister)进行初始化。
(iii)步骤1103
核1初始化部110为了进行与时隙同步执行的处理的起动设定，调用时隙同步处理时序设定部111。步骤1103的更详细的内容利用图7进行说明。
＜时隙同步处理时序设定处理：步骤1103的详细内容＞
图7是用于说明时隙同步处理时序设定部111进行的处理(步骤1103)的详细内容的流程图。由于该处理是包含于初始化处理的处理，因此仅在初始化时执行一次。
(i)步骤1111
时隙同步处理时序设定部111根据时隙设定信息131检测空闲时隙。例如，在本实施方式中，由于SID1311为4的时隙在TID1314时未登记任务，因此判断为空闲时隙。在本实施方式中在时隙设定信息131明示了自明的空闲时隙，但不限于此。例如，也可以根据***周期和SID1311的1至3的信息，计算不执行任务的时隙的时间，这也是空闲时隙。
(ii)步骤1112
时隙同步处理时序设定部111在空闲时隙的时刻起动与时隙对应的任务，因此将与空闲时隙的开始时刻对应的任务ID作为变量调用警报处理部112，使警报处理部112执行时刻设定处理。
＜警报处理：步骤1112的详细内容＞
图8是用于说明警报处理部112进行的处理(步骤1112)的详细内容的流程图。
(i)步骤1121
警报处理部112在硬件定时器15设定时刻，使得在变量的时刻起动对应的任务ID。
＜时隙同步读取处理的详细内容＞
图9是用于说明时隙同步读取处理部113进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1131
时隙同步读取处理部113由硬件定时器15起动，将存储于共用数据缓冲器(数据存储区域)130的轨道信息135复制到核1_11的临时缓冲器。轨道信息135由核2_12(轨道生成部124)生成，存储在共用数据缓冲器130。而且，核1_11通过发送处理将存储于临时缓冲器的轨道信息135输出到车载网络16。此外，临时缓冲器可以是核2_12的临时缓冲器，只要是设置于存储器13中的临时缓冲器即可。
＜时隙同步写入处理的详细内容＞
图10是用于说明时隙同步写入处理部114进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1141
时隙同步写入处理部114由硬件定时器15起动，将保存于核1_11的临时缓冲器中的外界识别信息134存储在共用数据缓冲器(数据存储区域)130。即，外界识别信息(传感器数据)134由各种传感器(摄像机和雷达：未图示)获取，该信息经由车载网络16获取，写入核1_11的临时缓冲器，之后存储在共用数据缓冲器130。
＜优先级调度处理的详细内容＞
图11是用于说明优先级调度部115进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1151
优先级调度部115决定基于任务信息133的优先级1334来执行的任务的计划安排(schedule)，该处理部(例如，如果为发送处理则为发送处理部116，如果为接收中断处理则为接收中断处理部117等)进行指示来基于该计划安排执行各处理。
＜发送处理的详细内容＞
图12是用于说明发送处理部116进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1161
发送处理部116将当前保存于核1_11的临时缓冲器的轨道信息135，经由车载网络16发送到车辆控制装置1的外部(例如其他ECU和检查装置等)。
(ii)步骤1162
发送处理部116将当前保存于核1_11的临时缓冲器的状态数据136，经由车载网络16发送到车辆控制装置1的外部(例如其他ECU和检查装置等)。
＜接收中断处理的详细内容＞
图13是用于说明接收中断处理部117进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1171
接收中断处理部117从车载网络16(例如CAN)的邮箱(mailbox)中将外界识别信息134复制到核1_11的临时缓冲器。此时，接收中断处理部117对外界识别信息134赋予复制时刻的信息(时间戳，timestamp)而存储在临时缓冲器。该时刻的信息被传感器融合部122使用。此外，临时缓冲器可以是核2_12的临时缓冲器，只要设置于存储器13中也可以是其中的临时缓冲器。
若以传感器融合部122为例，则由摄像机和雷达获得的外界识别信息134的获取时间轴与传感器融合部122的处理时间轴不同。然而，由于若按照不同的时间轴来运算，则存在2台车辆，因此有必要使外界的时间轴与内部的时间轴一致。因此，当接收到外界识别信息134时，赋予时间戳而使其成为同一时间轴的数据。
＜核2初始化处理的详细内容＞
图14是用于说明核2初始化部120进行的处理的详细内容的流程图。在此，将核2初始化部120作为动作主体对处理内容进行说明，不过核2初始化部120为由核2_12执行的程序，因此也可以将核2_12或其内部的处理器作为动作主体。对于后述的传感器融合部122、动态地图生成部123、轨道生成部124和时间驱动调度部125是同样的。
(i)步骤1201
核2初始化部120对核2使用的软件、相关联的微机寄存器进行初始化。
(ii)步骤1202
核2初始化部120为了对时隙进行设定，调用时隙设定部121，指示进行时隙设定处理。
＜时隙设定处理的详细内容＞
图15是用于说明时隙设定部121进行的处理的详细内容的流程图。由于该处理是包含于初始化处理的处理，因此仅在初始化时执行一次。
(i)步骤1211
时隙设定部121对硬件定时器15设定基于时隙设定信息131来执行最初的时隙的时刻。
＜传感器融合处理的详细内容＞
图16是用于说明传感器融合部122进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1221
传感器融合部122与相应的时隙同步起动，读取存储于共用数据缓冲器130的外界识别信息134，基于融合算法(fusion algorithm)提高外界识别信息的精度。即，使用由摄像机(用于识别物体的尺寸)和雷达(用于识别距物体的距离)等多个传感器获得的多种信息使检测精度提高。
＜动态地图生成处理的详细内容＞
图17是用于说明动态地图生成部123进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1231
动态地图生成部123与相应的时隙同步起动，将外界识别信息134表示的物体的位置信息变换为地图信息137，以判断物体的特性或者距离、预测动作等。
＜轨道生成处理的详细内容＞
图18是用于说明轨道生成部124进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1241
轨道生成部124与相应的时隙同步起动，基于由动态地图生成部123生成的动态地图信息，生成汽车的行驶轨道，将轨道信息135保存于共用数据缓冲器130。
＜时间驱动调度处理的详细内容＞
图19是用于说明时间驱动调度部125进行的处理的详细内容的流程图。
(i)步骤1251
时间驱动调度部125在检测对象的时隙结束时刻判断应已在该时隙执行过的当前的任务是否已经执行。在该任务结束时(在步骤1251为是时)，处理进入步骤1252。在该任务尚未执行时(在步骤1251为否时)，处理进入步骤1253。
(ii)步骤1252
时间驱动调度部125指示相应的处理部(例如轨道生成部124等)在当前时刻执行应起动的任务。
(iii)步骤1253
时间驱动调度部125在共用数据缓冲器130的状态数据136中存储错误信息，使对象的任务恢复起动(修复)。恢复起动的时刻能够为例如下一周期的该时隙的开始时间。
在本实施方式中，当时隙结束时任务还在执行时保存错误信息，使执行中的任务恢复起动，不过不限于此。例如，也可以仅使任务强制结束。或者，也可以保存错误信息，在下一时隙继续执行任务。另外，还可以不保存错误信息而在下一时隙继续执行任务。上述步骤在一个任务跨多个时隙执行时使用。
(iv)步骤1254
时间驱动调度部125在硬件定时器15设定执行下一时隙的时刻。
＜处理时序＞
图20是用于说明在本实施方式的车辆控制装置1中执行的各处理的时序的时序图。在图20中，箭头指示数据的流动，为方便说明，仅记载了其中一部分。
经由车载网络16接收到的外界识别信息134由TID：2(T2：中断处理)的接收中断处理部117接收，保存于临时缓冲器(核1_11内的临时缓冲器、核2_12内的临时缓冲器或存储器13内的临时缓冲器)。
TID：4的时隙同步写入处理部114在空闲时隙起动，将外界识别信息134从临时缓冲器复制到共用数据缓冲器130。
外界识别信息134在TID：6的传感器融合部122进行处理，运算结果参照TID：7的动态地图生成部123。另外，TID：8的轨道生成部124基于动态地图信息，将轨道信息135保存在共用数据缓冲器130。
TID：3的时隙同步读取处理部113将存储于共用数据缓冲器130的轨道信息135复制到核1_11的临时缓冲器。
然后，在TID：1的发送处理中，发送处理部116经由车载网络16将轨道信息135发送到其他ECU或检查装置。此外，在本实施方式中将轨道信息135从核2_12直接保存于共用数据缓冲器130，但是不限于此。例如，一旦将轨道信息135保存于核2_12的临时保存缓冲器之后，也可以保存于共用数据缓冲器130。
(2)变形例：另一实施方式
(i)变形例1
在第一实施方式中，通过时间驱动调度实现时间分割，不过不限于此。例如，如果是优先级调度，通过以不重复进行处理的方式执行，提高时隙处理的优先级使其一定会执行，也能够实现时间分割。在时隙的开始时刻进行任务偏移，将时隙的大小定义为死线(deadline)，利用对其进行监视的任务执行监视功能，能够检测在时隙期间未结束的任务。
例如，图21是表示核2_12通过优先级调度来进行时间分割时的任务信息233的构成例(变形例)的图。另外，图22是表示基于任务设定信息233的警报设定信息232的构成例(变形例)的图。
在图21所示的任务信息233中，与任务信息133(图4参照)的TID：6～8相比，被设定为较高的优先级(优先级1)。另外，在偏移2336中时隙的开始时刻被设定，在死线2337中时隙的大小被设定。该死线2337的信息如上所述用于对时隙进行设定之时。
另外，在图22所示的警报设定信息232中，与第一实施方式的警报设定信息132(参照图3)相比，增加AID：3～5。
如上所述，通过优先级调度处理能够实现时间分割处理。
(ii)变形例2
在第一实施方式中，附加了时隙设定信息131(参照图2)，不过也可以在***起动时根据任务信息计算时隙设定信息。图23是表示变形例的包含任务的最差执行时间(WCET：执行特定的任务所花费的最长的时间)的信息的任务信息333的图。在图23中，由于能够确定TID：6～8的任务的WCET，因此以不超过该WCET的方式决定时隙大小，以时隙彼此不重叠的方式错开时隙，由此能够自动生成时隙设定信息。例如，核1_11或者核2_12将时隙大小决定为最差执行时间+盈余(例如500ms)，将其固定而继续进行处理。但是，例如在由于算法的改变等最差执行时间变化的情况下，也可以对***进行恢复起动而对时隙大小进行再设定。
(iii)变形例3
在第一实施方式中，核1_11负责从共用数据缓冲器(数据存储区域)130向核1_11的临时缓冲器的复制处理，不过不限于此。例如，核2_12在空闲时隙也可以进行该复制处理。
(iv)变形例4
在第一实施方式中，核1_11将保存于核1_11的临时缓冲器的数据存储在共用数据缓冲器，但是不限于此。例如，核2_12在空闲时隙也可以进行该数据存储处理。
(v)变形例5
在第一实施方式中，执行时间分割处理的核在一个时隙被分配一个任务，但是不限于此。例如，一个任务也可以分配在***周期内的多个时隙。此时，需要以执行的任务不超过最后的时隙的方式在***周期内分配任务。当任务超过最后的时隙时为错误(处理时间错误)。另外，该错误经由车载网络16发送(通知)到与车辆控制装置1连接的其他控制装置(ECU)、输出装置(例如监视器或仪表(meter)等)或者检测装置等。
(vi)变形例6
在第一实施方式中，执行时间分割处理的核在一个时隙分配一个任务，但是不限于此。例如，也可以在被分配了时间分割处理的时隙内分配多个任务，通过优先级调度来执行。
(vii)变形例7
在第一实施方式中，由于参照相同的硬件定时器15，因此能够在多核间使时间同步。但是，不限于该方法。
(viii)变形例8
在第一实施方式中，在空闲时隙不执行任务，但是不限于此。由于在空闲时隙内，在核之间不发生写入、读取的处理较好，因此可以执行例如参照微机诊断处理或者相同核内的数据，输出计算结果的控制软件。
当一个核从共用数据缓冲器130读取数据时(进行读取处理时)，若另一核通过写入处理对共用数据缓冲器130写入数据，则由于共用数据缓冲器130内的数据变化，存在不能正确地执行读取处理的可能性(数据产生缺陷(bug)的状态。因此，对空闲时隙进行定义时，不访问共用数据缓冲器130这一点是重要的。
此外，空闲时隙存在没有分配任何时间分割处理的时隙，即使假设分配了任务，如果不是对共用数据缓冲器130执行读取处理和写入处理的处理，那么也可以置于空闲时隙。
(ix)变形例9
在第一实施方式中，在***周期内仅设置一个空闲时隙，但是不限于此。例如，也可以设置2个以上空闲时隙。
(x)变形例10
在第一实施方式中，在核间在空闲时隙进行共用数据的写入、读取，但是不限于此。可以在比时隙窄的数据访问(access)单位中寻找空闲时间，也可以跨越多个时隙。
(xi)变形例11
在第一实施方式中，硬件定时器15管理对在核之间共用的数据进行写入处理或者读取处理的时序，但是不限于此。例如也可以从时间分割的核指示在核之间共用的数据的时序。
(xii)变形例12
由于参照相同的硬件定时器15，因此在多核间能够使时间同步。但是，不限于该方法。例如，也可以设置2个硬件定时器，当***起动时在硬件定时器间实现同步。
(3)总结
(i)在本实施方式的车辆控制装置中，使多核中的核1(第一运算装置)执行以非时间分割的方式执行的第一种运算处理，使核2(第二运算装置)执行以时间分割的方式执行的第二种运算处理。由此，由于不进行时间分割处理的核(核1)能够对中断处理进行处理，因此能够构建高响应且高可靠的***。
核2通过规定的运算来生成数据(例如轨迹信息)。在核2不参照该生成的数据的期间，核1将生成的数据作为共用数据存储在共用数据缓冲器中，并对共用数据进行更新(更新的动作主体可以为核2)。另外，核1在核1不参照共用数据的时间内，复制共用数据，并将该复制的共用数据存储在临时缓冲区域(复制的动作主体可以为核2)。由此，在时间分割处理(应周期性地执行的处理(例如传感器融合处理、动态地图生成处理、轨道生成处理等))中不参照共用数据的时间内能够执行中断处理，因此在时间分割处理中不改写共用数据。因此，能够保证时间分割处理的结果的可靠性。此外，作为核2不参照共用数据的期间，可以举出未分配应执行的时间分割处理的期间(空闲时隙)、执行未参照共用数据的控制处理的期间(在分配了时间分割处理的时隙中的空闲时间)或执行微机诊断处理的期间。
核1对由中断处理执行的多个任务，基于各任务被赋予的优先级来调度各任务的执行。由此，能够确实地执行重要的中断处理。
当到达分配有时间分割处理的任务的时隙的结束时间时，在该时隙内应结束的任务未结束的情况下，核2使该未结束的任务转移为待机状态。然后，核2在下一周期内时隙恢复起动未结束的任务。此时，可以通知错误。另外，也可以不恢复起动而仅仅结束。由此，即使发生了在时间分割中执行的处理花费了超过设计时的预想的运算时间，在时隙时间内无法结束的情况，也能够检测该异常，仅恢复起动对象的处理或者结束。另外，由此，由于不会影响在其他时间分割中执行的处理，因此适用于要求高可靠性的自动运转***。
(ii)本发明能够通过实现实施方式的功能的软件的程序代码来实现。在此情况下，在***或者装置中提供存储有程序代码的存储介质，该***或者装置的计算机(或者CPU、MPU)读取存储于存储介质的程序代码。该情况下，从存储介质读取的程序代码本身实现所述的实施方式的功能，由此该程序代码本身和存储有该程序代码的存储介质构成本发明。作为用于供给这样的程序代码的存储介质，可以使用例如软盘(flexible disk)、CD－ROM、DVD－ROM、硬盘(hard disk)、光盘、磁光盘、CD－R、磁带、非易失性的存储卡、ROM等。
另外，可以根据程序代码的指示，在计算机上运行的OS(操作***)等进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理实现上述实施方式的功能。而且，也可以从存储介质读取的程序代码被写入计算机上的存储器之后，根据其程序代码的指示，计算机的CPU等进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理实现所述的实施方式的功能。
而且，实现实施方式的功能的软件的程序代码也可以经由网络进行传输，由此将其存储在***或装置的硬盘、存储器等的存储装置或者CD－RW、CD－R等的存储介质，在使用时该***或者装置的计算机(或者CPU、MPU)读取存储于该存储装置或者该存储介质的程序代码并执行该程序代码。
最后，需要理解的是，在此说明的处理和技术本质上与任何特定的装置无关，通过组件的任何相应的组合都能够实现。而且，通用的多目的型的设备也能够按照在此记述的指导来使用。为了执行在此说明的方法的步骤，可能判断构建专用的装置是有利的。另外，通过对实施方式中发明的多个构成要素进行适当的组合，能够形成各种发明。例如，可以从实施方式中给出的所有构成要素中删除几个构成要素。还可以将不同的实施方式中的构成要素进行组合。本发明涉及具体例子进行了说明，但是这不用于限定所有观点而是为了说明。对于本领域技术人员而言，了解用于实施本发明的相应的硬件、软件和固件(firmware)的多个组合。例如，记述的软件能够通过汇编(Assembly)、C/C++、perl、Shell、PHP、Java(注册商标)等的广范的程序或者脚本语言来实现。
而且，在上述的实施方式中，表示了在说明上需要的控制线和信息线，但并不一定表示了产品上所有的控制线和信息线。所有的构成可以互相连接。
此外，对于具有本技术领域的公知常识的人而言，根据在此发明的本发明的说明书和实施方式的研究可知本发明的其他实现方式。记述的实施方式的多种方式和/或组件还能够单独或者任意组合来使用。说明书和具体例子不过是典型的方式，本发明的范围和精神如后续的权利要求范围所示。
附图标记说明
1车辆控制装置；11运算装置(核1)；12运算装置(核2)；13存储器；14输入输出电路；15硬件定时器；16车载网络；100程序区域；110核1初始化部；111时隙同步处理时序设定部；112警报处理部；113时隙同步读取处理部；114时隙同步写入处理部；115优先级调度部；116发送处理部；117接收中断处理部；120核2初始化部；121时隙设定部；122传感器融合部；123动态地图生成部；124轨道生成部；125时间驱动调度部；130数据存储区域(共用数据缓冲器)；131时隙设定信息；132警报设定信息；133任务信息；134外界识别信息；135轨道信息；136状态数据；137地图信息。

Claims (11)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：
存储用于进行车辆控制的各种程序的第一存储设备；
多个运算装置，其包括第一运算装置和第二运算装置，从所述第一存储设备读取程序来运行；和
用于存储所述第二运算装置计算出的共用数据的第二存储设备，
所述第一存储设备包括以非时间分割的方式运行的第一种运算处理的程序和以时间分割的方式运行的第二种运算处理的程序，
所述第一种运算处理包括以非时间分割的方式运行的中断处理，
所述第二种运算处理包括对外界识别信息执行的时间分割处理，所述外界识别信息是从经由车载网络连接的外界识别装置获取的、用于识别外界状况的信息，
所述第一运算装置运行所述第一种运算处理的程序，
所述第二运算装置运行所述第二种运算处理的程序，
在所述第一运算装置没有参照所述共用数据的时间，所述第一运算装置复制所述共用数据，将该复制的共用数据存储在临时缓冲区域。
2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
在所述第二运算装置不参照所述共用数据的期间，所述第一运算装置对所述共用数据进行更新。
3.如权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于：
所述第二运算装置不参照所述共用数据的期间，是没有被分配要执行的第二种运算处理的期间、执行没有参照所述共用数据的控制处理的期间或执行微机诊断处理的期间。
4.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
对与所述第一种运算处理对应的多个任务定义了优先级，
所述第一运算装置基于所述优先级来调度与所述第一种运算处理对应的多个任务的执行。
5.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
预先设定了对执行所述第二种运算处理的期间进行规定的时隙，
在到达了所述时隙的结束时间时，在该时隙内应结束的所述第二种运算处理未结束的情况下，所述第二运算装置使该未结束的第二种运算处理的执行转移至待机状态，在下一个周期的时隙恢复执行所述未结束的第二种运算处理。
6.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
对执行所述第一种运算处理的期间进行规定的时隙和对执行所述第二种运算处理的期间进行规定的时隙被预先确定。
7.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
对与所述第一种运算处理对应的任务和与所述第二种运算处理对应的任务预先赋予了作为执行时花费的最长时间的最差执行时间，
所述第一运算装置或所述第二运算装置基于所述最差执行时间来决定作为用于执行各任务的期间的时隙的大小。
8.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：
预先设定了对执行所述第二种运算处理的期间进行规定的时隙，
所述第一运算装置在所述时隙中没有执行所述第二种运算处理的空闲时间处理与所述第一种运算处理对应的任务。
9.一种车辆***，其特征在于，包括：
获取用于识别外界状况的外界识别信息的外界识别装置；
权利要求1所述的车辆控制装置；和
车载网络，
所述车辆控制装置经由所述车载网络从所述外界识别装置获取所述外界识别信息，对该外界识别信息执行所述第二种运算处理，经由所述车载网络将所述第二种运算处理的处理结果发送至其他车辆装置或输出装置。
10.如权利要求9所述的车辆***，其特征在于：
所述车辆控制装置在对执行所述第二种运算处理的期间进行规定的时隙中检测到处理时间错误时，经由所述车载网络通知特定的功能错误。
11.如权利要求9所述的车辆***，其特征在于：
所述车辆控制装置在对执行所述第二种运算处理的期间进行规定的时隙中检测到处理时间错误时，修复与该处理时间错误相关联的功能。
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