[发明专利]内部存储器的访问协调的计算机装置和运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机装置，其中设置有可编程逻辑控制器，并且在其中设置有相对于可编程逻辑控制器在存储器访问方面的下级系统，其中，在可编程逻辑控制器中集成存储器，可编程逻辑控制器的组件能够访问该存储器。此外，本发明还涉及一种运行此类计算机装置的方法。

背景技术

十多年前，在信息技术中开始了系统的虚拟化。随着它的传播越来越广泛，在自动化中也能够找到普遍的虚拟化和特殊的实时虚拟化。但是，从实时系统和虚拟化解决方案的相互作用中产生了各种问题。一方面，关于时间的期望态度各有差异。实时系统期望非常精确的实施，而在虚拟化的系统中，放弃多秒的计算时间则是完全可能的。这决定了两种系统的非对称实施。另一方面，一旦既能够通过实时系统、又可以通过虚拟机使用共同数据，便会出现问题，特别是当在虚拟机（VM）中说明了用于操作和观察（BuB）实时系统的接口时，便会存在这样的情况。但是，实时控制装置和虚拟系统与BuB组件的组合是值得追求的，因为这样的话，两种系统便能够彼此分离地运行。这样，实时系统的更改例如仅只要在用作合适的系统管理程序（抽象层）的范围内对BuB起作用。通过该抽象有可能能够不更改地继续使用客户特定的BuB-组件（例如操作控制台、触摸屏）。另一方面，BuB-系统中的、导致损害基本的操作系统的程序错误对实时系统没有影响，由此赢得了额外的稳定性。但是最后，时间方面的问题始终是公开的问题，这些问题给系统的通信造成困难。

在BuB-系统和控制装置耦接时也存在同样的问题，其中，这里的优点在于，这些系统大多在分离的计算机上运行。因此，将最易于由控制装置和系统上的BuB构成的系统与上述装置进行比较。但是在由控制装置和BuB构成的组合中存在该优点，即在这里不使用不同的时基并且不将不同的时基置于同一操作系统中。因此，迄今尚不存在上述问题。这是由于虚拟化才刚开始在自动化领域内传播，通过该虚拟化主要是要避免迄今未得到利用的处理器时间。但是，与实时系统相关联的共同的和可能竞争的数据访问是已知的问题。这可以通过使用同步机制（信号、互斥）消除，但是也可以通过在节拍同步的系统中使用特定的访问时间的分配来消除。这些方法基本上也可以继续应用，但是当可编程逻辑控制器SPS（speicherprogrammierbare Steuerung）与虚拟机合作时，却提出了迄今尚未弄清的问题，这些问题建立在这样的基础上，即SPS不以恒定的周期工作，并且因此不对SPS的存储器访问进行预报。相反，同步机制则在不利的条件下导致不可解除的、竞争的访问并且由此导致对于严格的实时要求的损害。此外，独立的操作系统的使用还会给同步机制的使用造成困难。因此，这样的设计方案要求一种可替换的方法。

此外，虚拟机并不是能够永久使用的，这是由于在一台处理机上也实施了其它进程。详细说来，这意味着在不规律的时间间隔内使虚拟机停下来，以实施优先的命令，或者以利用由此变得空闲的计算机时间用于其它的任务（例如主机-应用程序）。一般而言，这在IT-领域（信息技术）内不成问题，因为在这里不能够期待定义的响应时间。

发明内容

本发明的目的由此在于，对于具有变换的存储器访问时间和下级系统，例如分散设计的、虚拟化的系统的SPS而言，能够共同使用存储器。

根据本发明，该目的通过一种计算机装置实现，在该计算机装置中设置有可编程逻辑控制器，并且在该计算机装置中设置有相对于可编程逻辑控制器在存储器访问方面的下级系统，其中，在可编程逻辑控制器中集成存储器，可编程逻辑控制器的组件能够访问该存储器，并且其中，在该计算机装置中设置有代理装置，该代理装置这样协调下级系统对可编程逻辑控制器的存储器的访问，即可编程逻辑控制器的组件的同时访问优先于下级系统的访问。

此外，根据本发明还提出一种用于运行上述计算机装置的方法，其中，这样协调下级系统对可编程逻辑控制器的存储器的访问，即可编程逻辑控制器的组件的同时访问优先于下级系统的访问。

这样，在有利的方式中有这样的可能性，即满足SPS的实时要求并且同时为不满足此类实时要求的下级系统确保对SPS的存储器的访问。

下级系统优选地包括虚拟机。例如分散设计的、虚拟化的系统由此能够在关于共同使用存储器的方面与具有变换的存储器访问时间的SPS相互作用。

虚拟机特别地能够具有操作-和观察单元（人机-接口）、和/或模拟单元和/或工具管理单元。借助于虚拟机，BuB能够与SPS分离地运行，这样，SPS以及实时系统的更改对BuB不产生影响。