(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210469545.1 (22)申请日 2022.04.30 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 (72)发明人 邬惠峰　孙丹枫　项元　赵建勇　 (74)专利代理 机构 浙江永鼎律师事务所 3 3233 专利代理师 陆永强 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) G06F 9/48(2006.01) G05B 19/05(2006.01) (54)发明名称 一种多核可编程控制器的任务到线程匹配 方法 (57)摘要 本发明提供一种多核可编程控制器的任务 到线程匹配方法， 该方法包括： 采用回溯法来遍 历分析各条可能路径从而 得到最优匹配策略； 在 发现当前路径所需时间大于已发现的最优时间 时， 采用剪枝操作优化算法效率； 分析路径时确 保分配到各核心上的任务的总 时间不超过各核 心对应的扫描周期这一约束。 该方法适用于多任 务下多核心PLC的任务匹配， 用户在PLC平台软件 编写好包含多个任务的应用后， 通过本发明提出 的方法， 可以在满足分配到各核心上的任务的总 时间不超过各核心对应的扫描周期这一约束的 前提下， 实现任务自动分配并达到运行时间的最 优。 相比人工手动分配， 该方法使得用户无需进 行手动分配任务到对应核心的操作， 在实现自动 分配的同时保证了完成所有任务所耗费的总 时 间最短。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115033374 A 2022.09.09 CN 115033374 A 1.一种多核可编程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 该方法自动将多个任 务分配到多 核心PLC上， 至少包括以下步骤： 步骤S1： 获取用户创建的多个任务信息以及各个CPU 核心的性能参数信息； 步骤S2： 依据任务信息并结合CPU 核心的性能参数信息计算时间矩阵； 步骤S3： 基于步骤S1和S2得到的信息， 采用回溯法遍历分析各条路径得到最优的任务 分配策略， 其中， 在 任一路径分析中， 当发现当前路径所需时间大于已发现的最优时间或者 某核心上的任务总时间超过 该核心扫描周期时进行剪枝操作； 步骤S4： 依据最优 任务分配策略将各任务分配给对应核心。 2.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S1中， 任务规模可以各不相同， 多核可编程控制器的CPU的各个核心， 核心速度可以各不相 同。 3.根据权利要求2所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S2中， 依据任务 规模集合并结合各个CPU 核心的运 算速度计算时间矩阵。 4.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S1中， 先根据各任务的任务 规模从大到小 进行排序。 5.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 通过 采用回溯法来遍历分析 各条可能路径从而得到最优匹配策略； 在发现当前路径所需时间大于已发现的最优时间或者分配到某核心上的任务的总时 间超过该核心的扫描周期时， 进 行剪枝操作， 即结束对当前路径及其后续分支的分析， 转而 开始分析 下一条路径。 6.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S1中， 用户在应用中创建多个任务， 将n记作任务数， 任务集合A＝{a1,a2,a3,...an}， 其中， 各个任务依据浮点数运算次数来衡量任务规模， 任务规模的集合S＝{s1,s2,s3,...sn}； 对 于多核PLC， 将m记作核心数， PLC核心集合C＝{c1,c2,...cm}， 使用每秒浮点运算次数来描述 各核心的运行速度， 核心运行速度集合V＝{v1,v2,...vm}； 基于描述任务规模的集合S和 核 心运行速度集合V， 可以求得各任务在各核心上的m行n列运行时间矩阵， tij表示在第i个核 心上执行第j个任务所需要的时间： tij＝sj÷vi                (1)。 7.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S1中， 对于PLC上的CPU核心， 各个核心对应一个扫描周期， 扫描周期集合P＝{p1,p2,...pm}， 对于如第i个核心， 假设第i个核心上分配到的任务数为wi， 本发明得到的匹配策略需要满 足如下约束： 8.根据权利要求1所述的多核可编 程控制器的任务到线程匹配方法， 其特征在于， 步骤 S1和S2得到的信息设置为一张配置表以记录了各个任务以及核心的相关数据， 其中， 该配 置表记录了每个任务的任务 ID、 任务规模， 以及每 个核心的核心ID、 扫描周期和核心速度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115033374 A 2一种多核可编程控制器的任务到线 程匹配方 法 技术领域 [0001]本发明实施例涉及工业物联 网领域， 尤其涉及一种多核可编程控制器的任务到线 程匹配方法。 背景技术 [0002]随着可编逻辑程控制器(Programmable  Logic Controller， PLC)和处理器的硬件 水平不断发展， 在单独CPU 上集成多个运算核心,组成多核处理器已成为提高计算机性能的 主要手段， 因此在有一定性能需求的应用场景下， 往往采用多核高性能可编程逻辑控制器 来替代单核可编程逻辑控制器。 [0003]然而， 采用多核可编程逻辑控制器伴随而来的问题就是如何进行任务到核心的匹 配。 采用人工进行任务到核心的手动匹配， 一方面增加了用户的额外操作， 另一方面则是在 任务规模不同， 各核心性能不同的场景下， 用户手动分配难以得到时间最优的任务到线程 的匹配策略。 同时也难以保证匹配策略满足分配到各核心上的任务的总时间不超过各核心 对应的扫描周期这 一约束。 [0004]故， 针对现有技术的缺陷， 实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技 术问题。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的技术缺陷， 本发明实施例提供了一种针对多核可编程控制器 的任务到线程的匹配方法， 自动完成多任务下多核心PLC的任务调度， 解决了在将n个规模 不同任务分配到含有m个运行速度不同的核心的多核心PLC上时， 用户需要手动分配， 难以 保证所有任务所耗费的总时间最短， 分配到各核心上的任务的总时间可能超过各核心对应 的扫描周期的问题。 [0006]为了解决现有技 术存在的技 术问题， 本发明的技 术方案如下： [0007]一种多核可编程控制器的任务到线程 匹配方法， 该方法自动将多个任务分配到多 核心PLC上， 至少包括以下步骤： [0008]步骤S1： 获取用户创建的多个任务信息以及各个CPU 核心的性能参数信息； [0009]步骤S2： 依据任务信息并结合CPU 核心的性能参数信息计算时间矩阵； [0010]步骤S3： 基于步骤S1和S2得到的信息， 采用回溯法遍历分析各条路径得到最优的 任务分配策略， 其中， 在 任一路径分析中， 当发现当前路径所需时间大于已发现的最优时间 或者某核心上的任务总时间超过 该核心扫描周期时进行剪枝操作； [0011]步骤S4： 依据最优 任务分配策略将各任务分配给对应核心。 [0012]作为进一步的改进方案， 步骤S1中， 任务规模可以各不相同， 多核可编程控制器的 CPU的各个核心， 核心速度可以各不相同。 [0013]作为进一步的改进方案， 步骤S2中， 依据 任务规模集合并结合各个CPU核心的运算 速度计算时间矩阵。说　明　书 1/5 页 3 CN 115033374 A 3