[发明专利]基于优先级队列与有限状态机的流程式控制软件设计方法

说明书

本发明公开了一种基于优先级队列与有限状态机的流程式实时控制软件的设计方法，将系统划分为实时时钟、外部IO、流程状态机和计算四部分，以临界内存区作为各个部分间的通讯方法；外部IO部分提供通用接口描述方法，使得不同的IO设备的访问方法统一；基于实时时钟在外部IO和流程状态机中的不同使用方法，来实现IO接口的超时控制与流程状态机的实时控制；流程状态机采用有限状态机的模型，将状态转移以IO结果、计算结果与时钟状态挂钩，通过脚本配置的方式描述有限状态机的状态转移关系。本发明描述面对多个不同速度的IO接口的流程式实时控制软件，实现通过脚本配置的方式来完成工作流程的描述，能够极大的提高此类软件的开发效率。

技术领域

本发明属于控制软件开发技术领域，涉及一种基于优先级队列与有限状态机的流程式控制软件设计方法。

背景技术

在控制软件的开发中，经常要面对的场景是：有多个不同速度的IO接口，软件所描述的是流程式的工作，控制软件要满足实时性要求。基于应用场景的通用性，在面对不同的问题时，如果每次软件都是重复开发，就是人力物力的浪费，而且实时性也很难以保障。

因此，提出一种设计方法来描述面对多个不同速度的IO接口的流程式实时控制软件，实现通过脚本配置的方式来完成工作流程的描述，能够极大的提高此类软件的开发效率。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种基于优先级队列与有限状态机的流程式实时控制软件的设计方法，以实现通过脚本配置的方法完成工作流程的描述，并有更方便的实时性控制。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于优先级队列与有限状态机的流程式控制软件设计方法，其特征在于，包括总体设计与各个模块的设计方法；

第一部分，流程式实时控制软件的总体设计

将系统划分为实时时钟、外部IO、流程状态机和计算四部分，以临界内存区作为各个部分间的通讯方法；其中每个不同的外部IO设备，实现为一个外部IO收发任务；流程状态机采用单任务下根据每个状态机的优先级，以从高优先级到低优先级的顺序依次循环遍历各个流程状态机，来驱动状态机的运行；外部IO收发任务与计算任务通过查询临界内存区，接收状态机任务下达的交互指令，并将访问或者计算结果回填到临界内存区，反馈给状态机任务；

第二部分，外部IO部分提供通用接口描述方法，使得不同的IO设备的访问方法统一；

第三部分，基于实时时钟在外部IO和流程状态机中的不同使用方法，来实现IO接口的超时控制与流程状态机的实时控制；

第四部分，流程状态机采用有限状态机的模型，将状态转移以IO结果、计算结果与时钟状态挂钩，通过脚本配置的方式描述有限状态机的状态转移关系。

第二部分中，向外部IO收发的每个任务提供一套通用接口描述方法，包括5个方法：

open：启动该外部IO任务，保证状态机在IO异常情况下能够重启IO任务；

close：关闭该外部IO任务，保证状态机在IO异常情况下能够强行关闭IO任务；

send：发送一条信息，抽象为两个参数——发送地址和发送内容，根据具体IO设备实现为不同的数据结构；

recv：接收一条信息，抽象为两个参数——接收地址和接收内容，根据具体IO设备实现为不同的数据结构；

ioctl：实现一些IO设备特殊的操作，抽象为两个参数——操作ID和操作值。