專利名稱：用分級(jí)的狀態(tài)機(jī)控制某個(gè)系統(tǒng)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域這項(xiàng)發(fā)明一般地涉及控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及利用狀態(tài)機(jī)控制復(fù)雜系統(tǒng)的方法和裝置。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)許多制造系統(tǒng)為了提供想要的輸出產(chǎn)品通常以受控的方式執(zhí)行大量的獨(dú)立操作。這種制造系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是離子注入系統(tǒng)。離子注入系統(tǒng)被用于把離子化的原子或分子注入半導(dǎo)體晶片，以保證該晶片獲得想要的導(dǎo)電率特性。離子注入系統(tǒng)可以包括大量的機(jī)械部件，例如離子束發(fā)生器和真空泵，其中每個(gè)部件都是單獨(dú)受控的。為了保證有前途的產(chǎn)品從該系統(tǒng)輸出，各個(gè)機(jī)械部件之間的相互作用必須受到精心的控制。
處理系統(tǒng)的各個(gè)機(jī)械部件之間的相互作用是由控制系統(tǒng)管理的。歷史上，在二十世紀(jì)的40年代和50年代，控制系統(tǒng)全都是電動(dòng)機(jī)械的，不包括軟件。這個(gè)時(shí)期之后，隨著低成本計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為了提供“無止境的”適應(yīng)性，軟件被利用了。在受軟件控制的系統(tǒng)中，處理系統(tǒng)中每個(gè)機(jī)械部件都借助軟件程序予以控制。每個(gè)軟件程序都包括支持信息交流的界面。當(dāng)各個(gè)機(jī)械部件相互作用時(shí)，這些相互作用的效應(yīng)借助這些界面在各個(gè)軟件程序之間傳遞。為了使系統(tǒng)范圍內(nèi)不同的機(jī)械部件之間的相互作用同步，可以提供用來區(qū)分不同的軟件程序所完成的各種操作的優(yōu)先次序的主軟件程序。
典型的控制系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)(CSA)、控制系統(tǒng)的可觀察性(CSO)部分和控制系統(tǒng)的控制能力(CSC)部分定義的。CSA把處理系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)組織成邏輯上與準(zhǔn)備受控的物理系統(tǒng)一致的結(jié)構(gòu)。CSO部分監(jiān)視靈敏元件的信號(hào)，以便確定該物理系統(tǒng)的狀況。CSO部分監(jiān)視和修改傳遞給致動(dòng)器的信號(hào)狀態(tài)，其中所述致動(dòng)器與控制該部件操作的每個(gè)部件相關(guān)聯(lián)。信號(hào)既可以代表連續(xù)測(cè)量結(jié)果，也可以代表真/假測(cè)評(píng)結(jié)果。CSC部分根據(jù)在受監(jiān)視的信號(hào)中檢測(cè)到變化確定采取哪個(gè)控制動(dòng)作。
就典型的控制系統(tǒng)而言，包括CSA的硬件和軟件結(jié)合不容易為適應(yīng)與物理系統(tǒng)的操作相關(guān)聯(lián)的新條件和新要求而重新配置?？刂葡到y(tǒng)通常不容易重新配置的一個(gè)理由是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的軟硬件要素的集成特性。為了支持新要素把新的控制命令添加到現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中可能影響系統(tǒng)范圍內(nèi)各部件相互作用的定時(shí)，因此威脅控制系統(tǒng)完成正常操作的能力。因此，系統(tǒng)一旦被設(shè)計(jì)好，不修訂整個(gè)系統(tǒng)難以把新要素并入。例如，為了通過每個(gè)軟件程序給各種操作的順序適當(dāng)?shù)嘏判颍鬈浖绦蚴菫檫m應(yīng)各個(gè)軟件程序之間所有的相互關(guān)系而設(shè)計(jì)的。因此，主軟件程序必須能夠管理大量的異常條件。例如，異常條件之一可能是如果軟件程序B處于狀態(tài)Y或者軟件程序C處于狀態(tài)Z，則軟件程序A有能力過渡到狀態(tài)X。因此，主軟件程序的設(shè)計(jì)往往是復(fù)雜的，降低主軟件程序的性能將導(dǎo)致系統(tǒng)性能全面退化，而且不對(duì)主軟件程序作大量的修改難以添加或刪除各種要素。
所以，即使系統(tǒng)莫名其妙地?zé)o需修訂就能適應(yīng)把新要素并入，但是由于系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組成部分之間控制和定時(shí)的依從關(guān)系，包含新要素的控制系統(tǒng)的操作準(zhǔn)確性仍然可能存在重大的問題。因此，在新產(chǎn)品中試圖適應(yīng)現(xiàn)有的操作或者再使用現(xiàn)有的能力是困難的。所以，受軟件控制的系統(tǒng)確實(shí)不可能提供無止境的適應(yīng)性，而且被提供的適應(yīng)性往往是以可靠性為代價(jià)的。
此外，在包括為數(shù)眾多的獨(dú)立的軟件程序的控制系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)靥幚礤e(cuò)誤是困難的。如果允許獨(dú)立的軟件程序決定處理錯(cuò)誤的適當(dāng)?shù)姆椒ǎ敲催@種處理錯(cuò)誤的過程可能是不連貫的，因?yàn)檫@樣決定的處理錯(cuò)誤的方法對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)可能不是最佳的方法。在主程序中完成錯(cuò)誤的處理可以提供集中處理錯(cuò)誤的途徑。但是，把詳細(xì)的系統(tǒng)知識(shí)添加到主程序中反而增加復(fù)雜性，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)的全面適應(yīng)性。
為了分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的行為，現(xiàn)在有面向?qū)ο蟮姆椒ㄕ摽梢允褂谩Ｈ欢?，它們通常僅僅在現(xiàn)有的軟硬件控制系統(tǒng)的頂端提供開發(fā)環(huán)境，而且不限制復(fù)雜性。
因此，提供一種比傳統(tǒng)的系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)的控制復(fù)雜的處理系統(tǒng)的替代方法將是合乎需要的。另外，該系統(tǒng)應(yīng)該能夠有利于追加或刪除新的組成部分和為支持智能化處理錯(cuò)誤的方法創(chuàng)造條件。
DSCPU把控制系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成供狀態(tài)機(jī)進(jìn)一步處理的狀態(tài)和/或轉(zhuǎn)換指令輸入以便從狀態(tài)機(jī)傳送到控制系統(tǒng)的致動(dòng)器。
與每個(gè)子系統(tǒng)的諸DSPCU相關(guān)聯(lián)的是用來指出在各個(gè)DSPCU之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)的數(shù)據(jù)流圖和各個(gè)DSPCU的執(zhí)行順序。控制系統(tǒng)的可觀察性(CSO)和控制系統(tǒng)的控制能力(CSC)是通過數(shù)套父母孩子狀態(tài)機(jī)之間按級(jí)別的互相連接成為可能的。孩子的狀態(tài)對(duì)于父母水平以上的級(jí)別是可見的。數(shù)據(jù)流在一個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)通過明晰的路徑流動(dòng)，或上上下下一個(gè)水平。
在一個(gè)實(shí)施方案中，控制系統(tǒng)的每個(gè)操作周期都是根據(jù)包括四個(gè)階段(第一數(shù)據(jù)流執(zhí)行階段、狀態(tài)機(jī)向上執(zhí)行階段，狀態(tài)機(jī)向下執(zhí)行階段和第二數(shù)據(jù)流執(zhí)行階段)的有序協(xié)議操作的。子系統(tǒng)中每個(gè)組成部分在每個(gè)階段的執(zhí)行順序都是用調(diào)度一覽表維持的。每個(gè)執(zhí)行階段的操作和用來安排狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖的執(zhí)行時(shí)間表的方法和裝置下邊將更詳細(xì)地介紹。
在一個(gè)實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)采集在上述協(xié)議的執(zhí)行期間在一些固定點(diǎn)同步發(fā)生，在這種情況下，數(shù)據(jù)采集包括執(zhí)行系統(tǒng)收到的輸入信號(hào)、執(zhí)行系統(tǒng)提供的輸出信號(hào)和接收來自與該系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的用戶界面的指令。在協(xié)議執(zhí)行期間在一些固定點(diǎn)收集數(shù)據(jù)使輸入和輸出信號(hào)以某種覆蓋分級(jí)結(jié)構(gòu)并保證狀態(tài)連貫性的方式受到控制成為可能。
如上所述，協(xié)議的四個(gè)階段都發(fā)生在一個(gè)操作周期中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所有的執(zhí)行階段都是在預(yù)定的執(zhí)行期之內(nèi)被完成的。所以，就給定的分級(jí)結(jié)構(gòu)和協(xié)議而言，完成與所有的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的全部作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間是已知的。在子系統(tǒng)內(nèi)的組成部分或?qū)崪y(cè)的執(zhí)行時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，協(xié)議的每個(gè)階段的總執(zhí)行時(shí)間、調(diào)度一覽表和/或數(shù)據(jù)采集時(shí)間都被自動(dòng)修改。
以上述方式分級(jí)耦合狀態(tài)機(jī)有利于諸組成部分的無縫合并和從控制系統(tǒng)中刪除某些組成部分，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)流組成部分的連接都是明確地定義的。為了把某個(gè)組成部分添加到系統(tǒng)中，可以在代表該組成部分的狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖和代表系統(tǒng)中其它組成部分的狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖之間建立適當(dāng)?shù)倪B接。在執(zhí)行階段，因?yàn)樾录拥慕M成部分已在該分級(jí)結(jié)構(gòu)中被增添到預(yù)期的級(jí)別，所以該組成部分的適當(dāng)執(zhí)行和與該組成部分相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的定時(shí)都可以得到被保證。從系統(tǒng)中刪除某個(gè)組成部分可以通過僅僅從分級(jí)結(jié)構(gòu)中刪除與那個(gè)組成部分相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)來完成。這樣，沒有必要為修改控制系統(tǒng)準(zhǔn)備主要軟件的修訂版本。因此，本發(fā)明的控制系統(tǒng)在復(fù)雜程度最低的情況下提供適應(yīng)性和可靠性。必要的修訂在分級(jí)結(jié)構(gòu)中被局限在單一的本源級(jí)。
狀態(tài)機(jī)的分級(jí)耦合允許把異常處理編成程序放進(jìn)級(jí)別比較高的狀態(tài)機(jī)，以便適當(dāng)?shù)靥幚碓诩?jí)別比較低的狀態(tài)機(jī)可能發(fā)生的異常。在分級(jí)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)可以選定適當(dāng)?shù)墓芾砑?jí)，在這種場(chǎng)合，處于管理級(jí)的子系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)男畔ⅲ员銓?duì)如何處理每種異常做出明智的決定。因此，不要求分級(jí)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的子系統(tǒng)對(duì)如何處理錯(cuò)誤條件進(jìn)行獨(dú)立的判斷，此外，錯(cuò)誤條件為了得到有效的處理可能不必傳播到分級(jí)結(jié)構(gòu)的頂端。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用來控制復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有互相連接的控制系統(tǒng)軟件部分。這種互相連接的控制系統(tǒng)軟件部分包括按分級(jí)結(jié)構(gòu)耦合的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)，在該分級(jí)結(jié)構(gòu)中處于給定級(jí)別的級(jí)別比較低的控制系統(tǒng)軟件部分被包括在比它高一級(jí)的控制系統(tǒng)軟件部分之內(nèi)。該系統(tǒng)包括眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)，其中至少一個(gè)臺(tái)狀態(tài)機(jī)與每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)；以及用來針對(duì)每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)按分級(jí)結(jié)構(gòu)定義的順序評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的裝置。提供具有這樣紐織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)允許在不要求對(duì)該控制系統(tǒng)做重大修改的情況下增添子系統(tǒng)或者從該裝置中刪除子系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用來分析具有眾多相互連接的子系統(tǒng)的系統(tǒng)的方法。這些相互連接的子系統(tǒng)是按分級(jí)結(jié)構(gòu)耦合的，在該分級(jí)結(jié)構(gòu)中處于給定級(jí)別的子系統(tǒng)被包括在級(jí)別比它高一級(jí)的子系統(tǒng)之中，而且相互連接的子系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)與眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)中的一個(gè)狀態(tài)機(jī)相對(duì)應(yīng)。該方法包括針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)評(píng)估相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的步驟，其中相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的評(píng)估順序是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)相互連接的子系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)定義的順序確定的。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，用來控制設(shè)備的控制系統(tǒng)包括與該設(shè)備耦合的處理器。處理器包括儲(chǔ)存與該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的存儲(chǔ)器，在設(shè)備運(yùn)行期間在那里接收來自該設(shè)備的信號(hào)并且把信號(hào)轉(zhuǎn)交給該設(shè)備。處理器進(jìn)一步包括由眾多代表該設(shè)備的操作功能的分級(jí)相互連接的子系統(tǒng)組成的分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；用來把信號(hào)轉(zhuǎn)交給分級(jí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的裝置；以及對(duì)信號(hào)作出響應(yīng)并且在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)以受控的方式更新狀態(tài)的裝置。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，離子注入系統(tǒng)包括用該系統(tǒng)控制材料的離子注入的控制系統(tǒng)。這個(gè)控制系統(tǒng)包括用來儲(chǔ)存與該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的存儲(chǔ)器，在該設(shè)備運(yùn)行期間在那里接收來自該設(shè)備的信號(hào)并且把信號(hào)轉(zhuǎn)交給給設(shè)備；由眾多代表該設(shè)備的操作功能的分級(jí)相互連接的子系統(tǒng)組成的分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；把信號(hào)轉(zhuǎn)交給分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的裝置；以及對(duì)信號(hào)作出響應(yīng)在分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)以受控的方式更新狀態(tài)的裝置。
盡管離子注入系統(tǒng)作為例證供本發(fā)明使用，但是本發(fā)明不限于控制任何特定類型的系統(tǒng)。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是在圖解說明受本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制的離子注入機(jī)的示意方框圖。
圖2是在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中被使用的諸系統(tǒng)的組成部分的高級(jí)方框圖，這些系統(tǒng)組成部分可以用來控制圖1所示的離子注入機(jī)。
圖3是圖解說明狀態(tài)機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)單元的典型的分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方框圖，這種分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用來控制圖1所示的離子注入機(jī)。
圖4是可以用圖3所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)代表的典型的子系統(tǒng)的方框圖，它圖解說明代表控制系統(tǒng)分級(jí)結(jié)構(gòu)的典型的要素的有限狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖。
圖5是流程圖，它圖解說明用來建造圖3所示的那種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)實(shí)施方案。
圖6是調(diào)度程序的組成部分的方框圖，該調(diào)度程序被用來調(diào)度圖2所示控制系統(tǒng)中子系統(tǒng)的操作。
圖7是圖6所示的調(diào)度程序所使用的調(diào)度方法的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
圖8是用來圖解說明在圖2所示的控制系統(tǒng)中使用的執(zhí)行協(xié)議的流程圖。
本發(fā)明的詳細(xì)敘述現(xiàn)在參照附圖介紹本發(fā)明的各種實(shí)施方案，在不同的附圖中同樣的要素將用同樣的數(shù)字表示。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種代表設(shè)備的操作功能的分級(jí)耦合的子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(CSA)?？刂朴肅SA表示的設(shè)備的方法按照?qǐng)?zhí)行協(xié)議安排各個(gè)子系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間。就該設(shè)備的每一個(gè)執(zhí)行周期而言，執(zhí)行協(xié)議完成每個(gè)子系統(tǒng)的向上和向下執(zhí)行。采用這樣的安排，復(fù)雜系統(tǒng)的操作可以被模塊化成若干個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系可以按照分級(jí)結(jié)構(gòu)以受控的方法得到處理。
可以受本發(fā)明的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)控制的一種設(shè)備是離子注入系統(tǒng)。離子注入已經(jīng)變成得到市場(chǎng)認(rèn)可的把改變導(dǎo)電性的雜質(zhì)引入半導(dǎo)體晶片的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。符合要求的雜質(zhì)材料在離子源中被離子化，然后離子經(jīng)過加速形成具有規(guī)定能量的離子束，射向半導(dǎo)體晶片的表面。離子束中的高能離子進(jìn)入半導(dǎo)體材料的內(nèi)部，鑲嵌在半導(dǎo)體材料的晶格中，形成導(dǎo)電率符合要求的區(qū)域。
離子注入機(jī)的性能是用單位時(shí)間處理的晶片數(shù)度量的。晶片轉(zhuǎn)移時(shí)間，注入時(shí)間和停工時(shí)間都對(duì)總處理時(shí)間有貢獻(xiàn)，因此，為了實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)量把這些時(shí)間縮短到最低限度是符合要求的。另外，離子注入機(jī)的性能還用晶片表面上離子劑量的精確性和劑量的均勻性來度量。因?yàn)楹芏喟雽?dǎo)體器件是用離子注入系統(tǒng)加工的，所以為了保證器件具有可控制和重復(fù)的操作特性在晶片之間提供劑量的精確性和均勻性是至關(guān)重要的。
因此，為了保證在最大限度地提高性能的同時(shí)維持精確性，離子注入系統(tǒng)諸要素的操作被如此慎重地調(diào)整，以致適當(dāng)?shù)淖⑷氚l(fā)生在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，不招致不必要的耽擱。
離子注入系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)例用圖1表示。圖1的離子注入系統(tǒng)是在1994年9月27日授權(quán)給White等人的美國(guó)專利第5,350,926號(hào)(題為“Compact High Current Broad BeamImplanter(緊湊的大電流寬束注入機(jī))”)中描述的，在此通過引證將它并入。離子注入系統(tǒng)100通常像下面介紹的那樣操作。
在圖1中，離子注入系統(tǒng)100用離子源2生產(chǎn)的離子束1操作。三個(gè)狹槽格柵11、12、13的安排對(duì)來自離子源的離子起限制、提取和加速的作用。離子束1在使離子束1朝分辨狹縫4偏轉(zhuǎn)的分析電磁鐵3的磁極之間進(jìn)入。具有不同動(dòng)量的多余離子在磁場(chǎng)作用下通過不同的角度偏轉(zhuǎn)，以致它們?cè)诜直妾M縫的兩側(cè)被攔截。離子束1在通過分辨孔4之后再次發(fā)散，然后在第二電磁鐵5的磁極之間通過，以便提供具有平行離子軌道的輸出束6。在注入位置，靶7在工作臺(tái)7a上以受控的速度上下移動(dòng)。始終如一的離子注入是這樣完成的，即移動(dòng)靶7以垂直分量保持恒定不變的速度穿越輸出離子束6。在靶的注入操作完成時(shí)，工作臺(tái)7a把完成注入的靶堆放在傳送帶上，并且取回下一個(gè)要處理的靶。
準(zhǔn)確的定時(shí)、劑量和離子注入系統(tǒng)100中諸要素的控制是由控制系統(tǒng)200維持的。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，離子注入系統(tǒng)100的控制系統(tǒng)200是通過在一對(duì)中央處理器(CPU60和CPU70)，上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在CPU60和CPU70上實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)是周期性的控制系統(tǒng)，其中離子注入系統(tǒng)的操作被模塊化成眾多分級(jí)安排的子系統(tǒng)。與離子注入系統(tǒng)100的每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的是一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)流圖，其中每個(gè)數(shù)據(jù)流圖都識(shí)別來自與各個(gè)狀態(tài)機(jī)相關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)單元(DSPCU)的數(shù)據(jù)流順序。一般地說，狀態(tài)機(jī)接收來自數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象的狀態(tài)信息并且把指令信息發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象，另外，它還可以讀出和處理數(shù)字輸入和模擬輸入以及數(shù)值輸入(numeric input)并且把信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)字和模擬輸出口120。選定的指令可以經(jīng)圖形用戶界面(GUI)80輸入控制系統(tǒng)200。
圖2圖解說明可以被控制系統(tǒng)200用來提供周期性控制的硬件和軟件的組成部分的一個(gè)實(shí)施方案的高級(jí)方框圖。具體地說，控制系統(tǒng)200包括信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)(IAN)計(jì)算機(jī)101，新控制系統(tǒng)(NCS)計(jì)算機(jī)102和輸入/輸出(I/O)硬件104。為了使系統(tǒng)的修訂和控制變得容易，控制系統(tǒng)200還可以有利地包括表(D5)，這個(gè)表用來識(shí)別關(guān)于可允許的一套輸入/輸出信號(hào)和每個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)的約束。盡管表D5是在CPU70中表示的，但是它可以駐留在控制系統(tǒng)200中任何可訪問的位置。IAN、NCS和I/O都將在下面更詳細(xì)地介紹。
IAN101和I/O104一起為控制系統(tǒng)200提供數(shù)據(jù)和指令采集。數(shù)據(jù)采集被分成兩個(gè)部分，一個(gè)部分在離子注入系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移信號(hào)數(shù)據(jù)，另一個(gè)部分在GUI(圖形用戶界面)和控制系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移指令，這樣將允許獨(dú)立地調(diào)度每種功能，從而減少狀態(tài)前后矛盾的可能性。
為了使離子注入系統(tǒng)100的每個(gè)操作適當(dāng)?shù)貙?duì)等，I/O104包括為接收和傳送信號(hào)120的數(shù)據(jù)采集裝置(D4a)準(zhǔn)備的硬件。I/O104接收與受NCS 102監(jiān)視或驅(qū)動(dòng)的離子注入系統(tǒng)100中的各種控制信號(hào)耦合的信號(hào)行120。控制數(shù)據(jù)信號(hào)是通過環(huán)路主硬件122檢索的。環(huán)路主硬件對(duì)收到的控制信號(hào)進(jìn)行采樣，以便提供作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值儲(chǔ)存在一部分雙端口存儲(chǔ)器128中的有代表性的數(shù)字信號(hào)。
處理器130與雙端口存儲(chǔ)器128耦合。處理器130所完成的一項(xiàng)功能是從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值，然后把該數(shù)據(jù)在通往132的線路上轉(zhuǎn)移到CPU70以及轉(zhuǎn)移給新控制系統(tǒng)(NCS)102的軟件。NCS102使用這個(gè)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中被數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象處理過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)值把狀態(tài)信息提供給在離子注入系統(tǒng)中控制和觀察每個(gè)子系統(tǒng)的每個(gè)狀態(tài)機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，IAN101是軟件數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序(D4b)，該應(yīng)用程序控制數(shù)據(jù)和指令在控制系統(tǒng)200和圖形用戶界面80之間的轉(zhuǎn)移。IAN101包括允許用戶、例如，在圖形用戶界面80)通過把各種影響離子注入系統(tǒng)操作的指令和數(shù)據(jù)輸入NCS102來規(guī)定離子注入系統(tǒng)100的操作的用戶界面。用戶輸入的指令被IAN101接收和處理，并且在離子注入系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期期間中的預(yù)定的時(shí)間傳播給NCS102。對(duì)IAN101和NCS102之間的指令轉(zhuǎn)移的控制是由處理器150和130提供的。
NCS102是包括代表離子注入系統(tǒng)的各種操作功能的子系統(tǒng)的分級(jí)控制結(jié)構(gòu)(D1)的軟件應(yīng)用程序。每個(gè)子系統(tǒng)都完成一項(xiàng)或多項(xiàng)作業(yè)，而在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較低的子系統(tǒng)的狀態(tài)對(duì)于那些在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別高一級(jí)的子系統(tǒng)是可以用來監(jiān)視和控制的。NCS102還包括用確定分級(jí)結(jié)構(gòu)中子系統(tǒng)的執(zhí)行順序的控制協(xié)議(D2)。NCS102進(jìn)一步包括為了在分級(jí)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)按照協(xié)議完成子系統(tǒng)的作業(yè)根據(jù)每個(gè)相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)完成作業(yè)的時(shí)序?qū)嵤┱{(diào)度的調(diào)度程序(D3)。
結(jié)構(gòu)D1-D5是可以用硬件、軟件或兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)的功能單元。雖然不同的功能單元D1-D5在圖2中被表示成是由CPU60和CPU70中某一個(gè)實(shí)現(xiàn)的，但是本發(fā)明不受任何特定的CPU數(shù)量限制，而且在把各種功能分配給若干個(gè)CPU時(shí)不受任何特定的分配方式的限制。然而，把控制系統(tǒng)的功能部件分成不同的CPU的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是考慮到兩種不同的操作系統(tǒng)或一種具有針對(duì)每個(gè)CPU優(yōu)化配置的操作系統(tǒng)與NCS和IAN軟件程序一起使用。這種途徑保證就數(shù)據(jù)的監(jiān)視和聚集而言最好的操作系統(tǒng)(或者操作系統(tǒng)配置)將供IAN使用，同時(shí)NCS將依靠最好的操作系統(tǒng)(或者操作系統(tǒng)配置)進(jìn)行控制。
為了建立某種分級(jí)結(jié)構(gòu)，離子注入系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)都被拆分成若干個(gè)子-子系統(tǒng)。類似地，子-子系統(tǒng)又被拆分成若干個(gè)與子-子系統(tǒng)的組成部分等同的子-子-子系統(tǒng)。把子系統(tǒng)拆分成表示它們的組成部分的子-子系統(tǒng)一直繼續(xù)到與某些基本的子系統(tǒng)等同為止。關(guān)于建立和評(píng)估NCS102的分級(jí)的子系統(tǒng)的更多的細(xì)節(jié)下面將提供。
每個(gè)能分成眾多子-子系統(tǒng)的子系統(tǒng)都被說成是那些子-子系統(tǒng)的“父母”，而這些子-子系統(tǒng)被說成是那個(gè)子系統(tǒng)的“孩子們”。每個(gè)子系統(tǒng)、子-子系統(tǒng)……的操作功能都是由與那個(gè)子系統(tǒng)、子-子系統(tǒng)……相關(guān)聯(lián)的DSPCU的狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖的組合定義的。
NCS102既可以用自動(dòng)模式操作，也可以用手操作模式操作。此外，在系統(tǒng)分級(jí)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)每個(gè)子系統(tǒng)都可以用自動(dòng)模式或手操作模式操作。采用自動(dòng)模式，來自圖形用戶界面80的指令可以只發(fā)送給子系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別最高的子系統(tǒng)。來自圖形用戶界面80給分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較低的子系統(tǒng)的指令只有在分級(jí)結(jié)構(gòu)中處于級(jí)別最高的子系統(tǒng)和目的地子系統(tǒng)的父母之間的所有的子系統(tǒng)(被稱為“父母鏈”)都成功地切換到手操作模式之后才能被執(zhí)行。在采用手操作模式時(shí)，父母級(jí)子系統(tǒng)將不對(duì)孩子級(jí)子系統(tǒng)發(fā)指令，這將保證孩子級(jí)子系統(tǒng)不同時(shí)接受其父母級(jí)子系統(tǒng)給它的指令和通過圖形用戶界面80給它的指令。所以，切換到手操作模式必須首先從級(jí)別最高的子系統(tǒng)開始。此外，發(fā)送給孩子級(jí)子系統(tǒng)的指令將自動(dòng)引起NCS 102的軟件從上到下指令父母鏈切換到手操作模式。用于NCS 102軟件的手操作模式包括所有的系統(tǒng)狀態(tài)，其中至少級(jí)別最高的子系統(tǒng)處于手操作模式。
這樣，相互連接的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D1是為控制系統(tǒng)作有序的條理分明的決定準(zhǔn)備的框架。作有序的決定和子系統(tǒng)執(zhí)行是受協(xié)議控制器D2和調(diào)度程序D3強(qiáng)制的。在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)中協(xié)議控制器D2和調(diào)度程序D3用來安排決定和執(zhí)行時(shí)間表的方法下面將更詳細(xì)地描述。首先介紹分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案的基本結(jié)構(gòu)和建造這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法。D1數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)離子注入系統(tǒng)的操作功能是用子系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)表示的，其中每個(gè)子系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)和一個(gè)識(shí)別數(shù)據(jù)相對(duì)DSPCU的流向的數(shù)據(jù)流圖。把每個(gè)子系統(tǒng)分成若干不連續(xù)的狀態(tài)機(jī)和DSPCU組成部分簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并且導(dǎo)致更健壯的性能，因?yàn)樵趫?zhí)行期間信號(hào)處理操作往往相當(dāng)不同于就控制的某個(gè)方面做決定。
例如，如圖3所示，父母級(jí)子系統(tǒng)和兩個(gè)孩子級(jí)子系統(tǒng)是通過DSPCU370a、370b和370cs的一套狀態(tài)機(jī)170-172和數(shù)據(jù)流圖定義的。如果NCS102被用來控制圖1所示的離子注入系統(tǒng)100，那么用于DSPCU370a、370b和370c的狀態(tài)機(jī)170-172和數(shù)據(jù)流圖將提供系統(tǒng)100的操作功能部件。子系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)是由每個(gè)級(jí)別被包含在父母數(shù)據(jù)流圖范圍內(nèi)的孩子級(jí)子系統(tǒng)定義的。
例如，由狀態(tài)機(jī)170和數(shù)據(jù)流圖270構(gòu)成的子系統(tǒng)可以與離子注入系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，狀態(tài)機(jī)171和數(shù)據(jù)流圖271可以與調(diào)整片和采集的控制要素36相關(guān)聯(lián)，而狀態(tài)機(jī)172和數(shù)據(jù)流圖272可以與移動(dòng)掃描控制要素27相關(guān)聯(lián)。同樣，在這個(gè)分級(jí)結(jié)構(gòu)中處于相同或者較低級(jí)別的其它子系統(tǒng)可以與離子注入系統(tǒng)的其它部分相關(guān)聯(lián)。狀態(tài)機(jī)171和172處在狀態(tài)機(jī)170的直接控制下。數(shù)據(jù)流的組成部分271、272和DSPCU370a、370b和370c在子系統(tǒng)之間相互連接而且不受分級(jí)結(jié)構(gòu)的約束。
按分級(jí)方式安排狀態(tài)機(jī)排列的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是有利于在控制下處理系統(tǒng)中的錯(cuò)誤。每個(gè)子系統(tǒng)都有責(zé)任檢測(cè)錯(cuò)誤條件并作出響應(yīng)。在許多情況下子系統(tǒng)也許不能決定適當(dāng)?shù)膶?duì)錯(cuò)誤條件的響應(yīng)。在這種情況下，該子系統(tǒng)把錯(cuò)誤傳播給它的父母級(jí)子系統(tǒng)，然后由父母級(jí)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)應(yīng)答或者把該錯(cuò)誤進(jìn)一步向上傳播給父母鏈。這被稱之為錯(cuò)誤“上交”。父母級(jí)子系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)具有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)更多的控制，而且具有更多用來決定如何適當(dāng)?shù)貞?yīng)答錯(cuò)誤的信息。因此，錯(cuò)誤條件沒有必要傳播到分級(jí)結(jié)構(gòu)的最高極，它可以在某個(gè)更適當(dāng)?shù)募?jí)別被處理掉。如果錯(cuò)誤傳播到最高級(jí)的子系統(tǒng)還沒有被解決，那么它被傳播到IAN100，由用戶來應(yīng)答。以這種方式分配錯(cuò)誤處理，智能型的錯(cuò)誤處理戰(zhàn)略可以在復(fù)雜性最低的情況下得以實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖解說明可能被包括在每個(gè)子系統(tǒng)中的組成部分的實(shí)例包括主狀態(tài)機(jī)300和數(shù)據(jù)流圖310。數(shù)據(jù)流圖310識(shí)別單一的相關(guān)DSPCU和另一個(gè)體現(xiàn)這個(gè)DSPCU的行為的組成部分。如圖4所示，每個(gè)子系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或多個(gè)在執(zhí)行期間在評(píng)估主有限狀態(tài)機(jī)300之前被評(píng)估的追加級(jí)別的狀態(tài)機(jī)，例如觀察員狀態(tài)機(jī)302。該狀態(tài)機(jī)根據(jù)輸入信號(hào)識(shí)別在狀態(tài)機(jī)子系統(tǒng)處抓住的狀態(tài)和相關(guān)聯(lián)的過渡狀態(tài)。在圖4中以狀態(tài)機(jī)300和302表示的子系統(tǒng)是指示器子系統(tǒng)。通過指示器子系統(tǒng)可以進(jìn)入的狀態(tài)包括三種不同的狀態(tài)錯(cuò)誤狀態(tài)、過渡狀態(tài)和最終狀態(tài)。錯(cuò)誤狀態(tài)用圓表示(例如，狀態(tài)303)，過渡狀態(tài)用倒圓棱邊多角形表示(例如，狀態(tài)304)，最終狀態(tài)用八角形表示(例如，八角形305)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，狀態(tài)機(jī)302是觀察員狀態(tài)機(jī)，它被用于對(duì)指示器子系統(tǒng)收到輸入信號(hào)(來自雙端口存儲(chǔ)器128或者來自孩子級(jí)子系統(tǒng))進(jìn)行采樣。數(shù)字輸入可能是關(guān)于狀態(tài)ON、OFF或UNKNOWN的。輸入信號(hào)導(dǎo)致指示器躍遷到過渡狀態(tài)ON*OK或OFF*OK，或錯(cuò)誤狀態(tài)I/O*ERROR。所展示的是狀態(tài)機(jī)300接收過渡狀態(tài)的不同狀況作為輸入，即有限狀態(tài)機(jī)觀察員ON*OK和有限狀態(tài)機(jī)觀察員OFF*OK。無論什么時(shí)候只要這些輸入之一是尚待證實(shí)的斷言(觀察員有限狀態(tài)機(jī)(ObserverFSM)進(jìn)入那些狀態(tài)之一)，主有限狀態(tài)機(jī)就躍遷到兩個(gè)最終狀態(tài)之一，ON或OFF。如果輸入有限狀態(tài)機(jī)觀察員I/O*ERROR是尚待證實(shí)的斷言，那么指示器躍遷到最終狀態(tài)SHUTDOWN。建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(D1)狀態(tài)機(jī)/數(shù)據(jù)流圖也被稱為子系統(tǒng)圖(用圖4表示)，它是針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)由用戶手操作建立的。子系統(tǒng)圖構(gòu)成之后，它可以用由一套零個(gè)或多個(gè)指令、一套一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)、一套零個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流輸入和一套零個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流輸出定義的界面予以描述。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)被包括在父母級(jí)子系統(tǒng)之中時(shí)，在父母數(shù)據(jù)流圖中通過代表子系統(tǒng)界面的要素為每個(gè)孩子級(jí)子系統(tǒng)的例證提供基準(zhǔn)。這個(gè)要素具有與DSPCU同樣的界面，但實(shí)際上代表孩子級(jí)子系統(tǒng)被封裝的行為。
在一個(gè)實(shí)施方案中，VISIOTM圖形設(shè)計(jì)工具已被增強(qiáng)并且被用來以圖表的形式創(chuàng)造子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。VISIO工具允許在建立構(gòu)建NCS102的總分級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)考慮到來自孩子級(jí)子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)/數(shù)據(jù)流圖的數(shù)據(jù)與父母級(jí)子系統(tǒng)鏈接。在諸圖形要素之間提供連接并且支持外部程序控制的其它圖形工具可以作為替代品被使用，所以本發(fā)明不僅限于使用VISIO工具。
如上所述，每個(gè)父母級(jí)子系統(tǒng)的孩子級(jí)子系統(tǒng)都是用父母級(jí)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖表示的。給定的子系統(tǒng)圖描述狀態(tài)機(jī)、DSPCU和與父母鏈接的孩子級(jí)子系統(tǒng)。通過從最高級(jí)的子系統(tǒng)圖開始建立(理解)通過孩子級(jí)子系統(tǒng)的鏈接可以全面定義(和分辨)分級(jí)結(jié)構(gòu)。一旦所有的全部子系統(tǒng)圖的狀態(tài)都已經(jīng)通過手操作鍵入，就可以將構(gòu)造初始化，以便把子系統(tǒng)圖轉(zhuǎn)變成描述需要解釋和構(gòu)筑的狀態(tài)機(jī)、DSPCU和它們的互相連接的全部要素的分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面參照?qǐng)D5介紹借助VISIOTM提供可以用來把子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成允許用NCS102處理的格式的方法。
如上所述，在步驟220，用戶為該系統(tǒng)范圍內(nèi)每個(gè)應(yīng)該被表示的子系統(tǒng)準(zhǔn)備子系統(tǒng)圖。提供一套完整的圖222，這套圖包括分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中所包括的每個(gè)狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖。在步驟224，編譯這份構(gòu)造文件。在編譯過程中，如果在分級(jí)結(jié)構(gòu)中有任何在子系統(tǒng)之間的獨(dú)立的輸入和輸出則被標(biāo)識(shí)出來。在任何獨(dú)立的輸入和輸出都被改正之后，配置文件226被建成。這份配置文件類似于構(gòu)造文件。但是，父母/孩子級(jí)子系統(tǒng)的輸入和輸出全都被分辨，因此，用來分析父母和孩子級(jí)子系統(tǒng)向上和向下執(zhí)行的信息都已經(jīng)被提供。
這份配置文件226供CPU60和CPU70使用。CPU70在步驟228使用這份配置文件226來建造IAN100的普通用戶界面229。這個(gè)普通用戶界面229允許用戶控制NCS102而不需要與實(shí)際上包括在NCS102內(nèi)的子系統(tǒng)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)。CPU60在步驟230把這份配置文件226作為樣板用來建造執(zhí)行NCS102的軟件231。除了配置文件226，CPU60還使用調(diào)度程序D3(下面更詳細(xì)地介紹)來識(shí)別在離子注入系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期期間這份配置文件226中的哪個(gè)子系統(tǒng)將被評(píng)估。安排DSPCU的執(zhí)行時(shí)間表(D3)一旦生成代表控制系統(tǒng)的操作功能部件的分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就可以提供說明每個(gè)子系統(tǒng)在受控系統(tǒng)進(jìn)行加工期間怎樣相互作用的調(diào)度程序。這個(gè)調(diào)度程序是為了保證每個(gè)子系統(tǒng)的操作都在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間完成以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果而被選定的。
在一個(gè)實(shí)施方案中，用于受控系統(tǒng)操作的總時(shí)間被稱為它的總運(yùn)行時(shí)間。這個(gè)總運(yùn)行時(shí)間被分成大量的執(zhí)行周期，在每個(gè)執(zhí)行周期里受控設(shè)備的狀態(tài)都被評(píng)估。在一個(gè)執(zhí)行周期里，按分級(jí)結(jié)構(gòu)的遞升順序和分級(jí)結(jié)構(gòu)的遞降順序兩者分析該分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)執(zhí)行周期都可以進(jìn)一步被分成大量的基本的時(shí)間周期。就受控設(shè)備總運(yùn)行時(shí)間中的每個(gè)執(zhí)行周期而言，調(diào)度程序按適當(dāng)?shù)幕緯r(shí)間周期安排子系統(tǒng)在執(zhí)行周期期間的執(zhí)行時(shí)間表。
因此，調(diào)度程序D3給組成控制系統(tǒng)分級(jí)結(jié)構(gòu)的每個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖安排執(zhí)行順序。調(diào)度程序確定執(zhí)行順序是根據(jù)子系統(tǒng)在分級(jí)結(jié)構(gòu)中各自的位置和該子系統(tǒng)被分析的頻率。例如，子系統(tǒng)可能每個(gè)執(zhí)行周期被分析一次，或者每10個(gè)執(zhí)行周期被分析一次。
為了最大限度地提高受控系統(tǒng)的性能，各個(gè)狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖的執(zhí)行時(shí)間表安排是在受控系統(tǒng)實(shí)際操作之前完成的。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)狀態(tài)機(jī)和DSPCU都被表示成對(duì)象，而時(shí)間表安排是利用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄍ瓿傻摹Ｃ總€(gè)對(duì)象都在執(zhí)行周期內(nèi)分配到一個(gè)基本的時(shí)間周期。被選定的對(duì)象執(zhí)行頻率越低，與那個(gè)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的處理內(nèi)務(wù)操作就越少。在一個(gè)實(shí)施方案中，把不同的基本時(shí)間周期分配給不同的對(duì)象是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)員根據(jù)控制要求完成的。一旦系統(tǒng)設(shè)計(jì)員選定一個(gè)或多個(gè)時(shí)間周期作為對(duì)象的執(zhí)行周期，就將產(chǎn)生一系列調(diào)度一覽表。如上所述，在受控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)每個(gè)執(zhí)行周期都完成向上執(zhí)行和向下執(zhí)行兩者。所以，就每個(gè)執(zhí)行周期而言，這一系列一覽表包括識(shí)別哪些DSPCU對(duì)象按向上執(zhí)行階段被執(zhí)行的一覽表和識(shí)別哪些DSPCU對(duì)象按向下執(zhí)行階段被執(zhí)行的一覽表。在這一系列一覽表產(chǎn)生之前，對(duì)分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，以便確定受控系統(tǒng)最壞情況的運(yùn)行時(shí)間條件，即完成分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中每個(gè)DSPCU的向上執(zhí)行和向下執(zhí)行將花費(fèi)最大量的時(shí)間。最壞情況的運(yùn)行時(shí)間被用來確定允許受控系統(tǒng)每個(gè)執(zhí)行周期使用的時(shí)間。被確定的最壞情況的運(yùn)行時(shí)間除以選定的處理周期數(shù)得到基本時(shí)間周期。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6，方框圖是為圖解說明為了計(jì)算最壞情況的運(yùn)行時(shí)間而生成的一覽表和為了在處理周期內(nèi)安排子系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間表由調(diào)度程序生成的一覽表準(zhǔn)備的。
DSPCU對(duì)象和狀態(tài)機(jī)對(duì)象全都是為了形成一覽表250和253利用已知的分級(jí)遞歸樹搜尋技術(shù)從分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中檢索出來的。一覽表253是全部狀態(tài)機(jī)對(duì)象的指針一覽表。這些指針是從那些指出在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)底部的子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)的指針到那些指出在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)頂部的子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)對(duì)象的指針排序的。一覽表250是所有DSPCU對(duì)象的指針一覽表。DSPCU對(duì)象的指針是按與它們相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)流圖定義的順序，按照從與在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)底部的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的DSPCU對(duì)象到與在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)頂部的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的DSPCU對(duì)象的順序排序的。
利用狀態(tài)機(jī)對(duì)象的指針一覽表253，生成兩個(gè)新一覽表，即向上更新一覽表261和向下更新一覽表256。向上更新一覽表261是DSPCU對(duì)象一覽表253繼之以狀態(tài)機(jī)對(duì)象一覽表250的組合。向下更新一覽表256是狀態(tài)機(jī)對(duì)象的指針一覽表253的逆矩陣(即從一覽表的253底部到一覽表的253頂端排序)繼之以DSPCU對(duì)象一覽表250的組合。
這樣，向上更新一覽表261和向下更新一覽表256包括按照分級(jí)執(zhí)行協(xié)議排序的對(duì)象指針。但是，這兩張一覽表中的對(duì)象具有與它們的執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的不同的定時(shí)要求。換言之，在受控系統(tǒng)的執(zhí)行周期期間每個(gè)對(duì)象都可以在不同的基本時(shí)間周期被分析。在一個(gè)實(shí)施方案中，可用于對(duì)象執(zhí)行的時(shí)間間隔局限于用執(zhí)行周期中基本時(shí)間周期總數(shù)的因數(shù)表示的一套間隔。例如，如果向上或向下執(zhí)行必不可少的基本時(shí)間周期的總數(shù)是8，那么可用于對(duì)象執(zhí)行的時(shí)間間隔將是那些作為8的因數(shù)(1、2、4和8)的時(shí)間間隔。把對(duì)象的執(zhí)行限制在選定的時(shí)間間隔有利于使控制系統(tǒng)中對(duì)象的執(zhí)行在整個(gè)執(zhí)行期中保持平衡或擴(kuò)展。由于每個(gè)對(duì)象都與這套時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)，所以最初的向上更新一覽表和向下更新一覽表可以利用多重搜索各自的一覽表被分配成與目前存在的設(shè)置(即總時(shí)間間隔的因數(shù))一樣多的一覽表。例如，如圖6所示，假定在受控系統(tǒng)的一個(gè)執(zhí)行周期中基本時(shí)間周期數(shù)等于8，于是存在四種8的因數(shù)1、2、4和8。向上更新一覽表261和向下更新一覽表256每個(gè)都完全由與1、2，4和8倍基本周期的執(zhí)行時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的對(duì)象組成是被假定的。利用基于與每個(gè)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔的搜索技術(shù)，采用參照?qǐng)D7介紹的方法把向上更新一覽表261和向下更新一覽表256分別分配成4個(gè)截然不同的一覽表262-265和266-269。
在步驟700，每個(gè)群體一覽表都被賦予一個(gè)數(shù)值，這個(gè)數(shù)值等于與那個(gè)群體相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔除以最小共倍數(shù)。在圖6的實(shí)例中，在最小共倍數(shù)是1的情況下，賦予每個(gè)群體262/266、263/267、264/268和265/269的數(shù)值分別等于8，4，2和1。這個(gè)被賦予的數(shù)值確定在受控系統(tǒng)的一個(gè)執(zhí)行周期內(nèi)用多少個(gè)基本時(shí)間周期分析那個(gè)群體中的每個(gè)對(duì)象。因此，群體262中的每個(gè)對(duì)象都被分析8個(gè)基本時(shí)間周期，而群體265中的每個(gè)對(duì)象都被持續(xù)執(zhí)行一個(gè)基本時(shí)間周期。
一旦每個(gè)群體都被賦予一個(gè)數(shù)值，在步驟702每個(gè)群體都被分配成為對(duì)象平衡的亞群數(shù)。在每對(duì)群體中的亞群數(shù)是這樣確定的，即計(jì)算在那對(duì)群體中供所有對(duì)象使用的容許的總執(zhí)行時(shí)間，然后用那對(duì)群體的基本時(shí)間周期數(shù)除這個(gè)容許的總執(zhí)行時(shí)間周期。這樣，就群體262而言，容許的總執(zhí)行時(shí)間是8個(gè)基本時(shí)間周期，而基本時(shí)間周期數(shù)是8，所以只有一個(gè)亞群。就群體264而言，容許的總執(zhí)行時(shí)間是兩個(gè)基本時(shí)間周期，而基本時(shí)間周期總數(shù)是8，所以兩個(gè)基本時(shí)間周期各有四個(gè)亞群。因此，在圖6中，群體262和266各自有一個(gè)亞群，群體263和267各自有兩個(gè)亞群，群體264和268各自有四個(gè)亞群，而群體265和269各自有八個(gè)亞群。
一旦每個(gè)群體中的亞群數(shù)都被確定下來，來自向上更新一覽表261和向下更新一覽表256的諸對(duì)象就被分配到每個(gè)群體的各個(gè)亞群中。對(duì)象被分配到哪個(gè)群體是根據(jù)那個(gè)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔(1、2、4或8)決定的。對(duì)象被放進(jìn)哪個(gè)亞群是根據(jù)每個(gè)對(duì)象運(yùn)行所花費(fèi)的時(shí)間和分配給那個(gè)亞群的時(shí)間決定的。
在一個(gè)實(shí)施方案中，用于每個(gè)群體的總時(shí)間分配是通過與特定的群體相關(guān)聯(lián)的基本周期數(shù)相加(例如，把與時(shí)間間隔2相關(guān)聯(lián)的來自向上更新一覽表和向下更新一覽表的對(duì)象的總執(zhí)行時(shí)間加起來)確定的。就每個(gè)群體而言，來自向上更新一覽表的全部對(duì)象都在從向下更新一覽表檢索用于放在向下更新亞群中的對(duì)象之前被填充到向上更新亞群中，盡管這不是本發(fā)明的限制。如果來自向上更新一覽表261的對(duì)象已被分配給各個(gè)亞群，那么利用分配給那個(gè)群體的剩余時(shí)間把來自向下更新一覽表256的對(duì)象分配給各個(gè)亞群。因此，在步驟704，確定就那個(gè)群體而言向上更新一覽表上是否是空的。如果不是，則處理過程進(jìn)入步驟706，在這種情況下用于那個(gè)群體的下一個(gè)連續(xù)的對(duì)象選自向上更新一覽表261。
如上所述，每個(gè)亞群都已經(jīng)與某個(gè)被分配的時(shí)間周期相關(guān)聯(lián)，這個(gè)被分配的時(shí)間周期是基本時(shí)間周期的若干倍。對(duì)象被放到亞群中直到與分配給那個(gè)亞群的時(shí)間周期相匹配，然后把對(duì)象放在那個(gè)群體的下一個(gè)連續(xù)的亞群中。這樣，在步驟708，用于那個(gè)對(duì)象的執(zhí)行時(shí)間(例如，作為那個(gè)對(duì)象的性質(zhì)被儲(chǔ)存的執(zhí)行時(shí)間)被加到那個(gè)亞群的總執(zhí)行時(shí)間上，然后與分配給亞群的時(shí)間進(jìn)行比較。如果相加結(jié)果超過分配給亞群的時(shí)間，則在步驟710檢索下一個(gè)亞群。如果在步驟708相加結(jié)果不超過分配給亞群的時(shí)間，或者在步驟710開始檢索新亞群，則在步驟712把對(duì)象放在那個(gè)新亞群中，并且總時(shí)間和亞群時(shí)間被加1。在步驟714，與分配給群體的時(shí)間最大值進(jìn)行比較。如果用于分析那個(gè)群體的時(shí)間有剩余，處理過程返回步驟704。
在確定向上更新一覽表是空的時(shí)，就那個(gè)群體而言借助步驟716至722把諸對(duì)象從向下更新一覽表256移到相關(guān)聯(lián)的向下更新亞群，直到在步驟714確定分配給那個(gè)群體的時(shí)間全部得到滿足。
這樣，利用圖7圖解說明的處理過程，分別從向上更新和向下更新一覽表中選擇對(duì)象，以便按照與它們相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔(1、2、4或8)被放入特定的群體。在群體對(duì)262和266中，由于只有一個(gè)亞群，所以所有的對(duì)象都在亞群A1中。就群體對(duì)263和267而言，對(duì)象被置于亞群B1或B2中。
在圖7所描述的處理過程的結(jié)果是以諸一覽表為基礎(chǔ)的一系列時(shí)間周期，每個(gè)時(shí)間周期都包括代表的來自分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)機(jī)和DSPCU對(duì)象的指針，而且每個(gè)時(shí)間周期都等同于在受控系統(tǒng)的一個(gè)執(zhí)行周期內(nèi)用來分析相關(guān)聯(lián)的對(duì)象的基本時(shí)間周期。以各個(gè)一覽表為基礎(chǔ)的時(shí)間周期被用來產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表274-289(圖6)，這些一覽表是亞群指針一覽表。
運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表識(shí)別在受控系統(tǒng)的一個(gè)向上和向下執(zhí)行過程中就每個(gè)基本周期而言每個(gè)對(duì)象亞群的執(zhí)行順序。利用圖6所示的受控系統(tǒng)的執(zhí)行過程包括8個(gè)基本時(shí)間周期的實(shí)例，向上更新運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表包括8個(gè)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行向上執(zhí)行一覽表274-281，而向下更新運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表包括8個(gè)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行向下執(zhí)行一覽表282-289。就每個(gè)基本時(shí)間周期而言，一對(duì)向上和向下運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表是用在按順序正在執(zhí)行的運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表中被指出的每個(gè)亞群的對(duì)象執(zhí)行的。
運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表是像下面介紹的那樣構(gòu)成的。就每個(gè)基本時(shí)間周期而言，從以諸一覽表為基礎(chǔ)的每個(gè)基本時(shí)間周期選出的亞群之一被包括在這個(gè)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表內(nèi)。在那個(gè)群體中按順序逐個(gè)選出的亞群在接下來的周期里被執(zhí)行。把亞群分成不同的基本時(shí)間周期，使各種操作分布在執(zhí)行周期上，從而把在給定的時(shí)間周期內(nèi)被處理的對(duì)象數(shù)限制在易于管理的數(shù)量范圍內(nèi)。
運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表被用來產(chǎn)生向上更新一覽表290和向下更新一覽表291，兩者都是運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表(例如，一覽表274-289)的指針一覽表。因此，為受控系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期準(zhǔn)備了8個(gè)一套的一覽表，例如一覽表274-281。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)時(shí)器(用軟件或硬件實(shí)現(xiàn)的)是從零到受控設(shè)備的執(zhí)行周期總數(shù)逐漸增加的。就每個(gè)時(shí)間增量而言，一個(gè)一覽表是用每個(gè)向上更新一覽表290和向下更新一覽表291通過把指針從運(yùn)行時(shí)間一覽表復(fù)制到各自的一覽表中產(chǎn)生的。例如，如果受控系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)行周期里有1000個(gè)執(zhí)行周期，那么向上更新一覽表290將包括1000個(gè)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行一覽表。因此，向上更新一覽表290和向下更新一覽表291為受控系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期提供操作的時(shí)間安排。在受控系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間之前安排每個(gè)對(duì)象的執(zhí)行時(shí)間將減少運(yùn)行時(shí)的內(nèi)務(wù)操作，因此提高了受控系統(tǒng)的性能。
盡管為來自分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)象安排執(zhí)行時(shí)間的上述方法具有把執(zhí)行操作散布到預(yù)期的執(zhí)行周期上的優(yōu)點(diǎn)，但是本發(fā)明不局限于前面介紹的步驟。反之，任何安排對(duì)象的執(zhí)行時(shí)間的方法只要允許保持對(duì)象的分級(jí)結(jié)構(gòu)就可以作為替代被使用。D2協(xié)議控制協(xié)議控制器D2在受控系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期里強(qiáng)制孩子/父母級(jí)子系統(tǒng)中DSPCU和狀態(tài)機(jī)的諸要素執(zhí)行協(xié)議。如圖8中的流程圖所示，協(xié)議包括兩個(gè)獨(dú)立執(zhí)行的程序，被稱為線。一個(gè)程序(主線400)是為按嚴(yán)格受控的周期性時(shí)間框架進(jìn)行DSPCU和狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)評(píng)估和指令評(píng)估準(zhǔn)備的。另一個(gè)程序(輔助線500)是為DSPCU執(zhí)行可能比較長(zhǎng)久的單獨(dú)計(jì)算準(zhǔn)備的。兩條線都獨(dú)立操作，其中輔助線500在主線400中處于DSPCU的控制下。
主線400有7個(gè)執(zhí)行階段，并且包括前面參照?qǐng)D2介紹的IAN101、NCS 102和I/O104的各個(gè)組成部分?，F(xiàn)在參照涉及用圖2圖解說明的控制系統(tǒng)200的諸要素的圖8介紹協(xié)議控制器的操作。
第一個(gè)步驟402是為同步準(zhǔn)備的，以便把周期性提供給每個(gè)執(zhí)行周期的操作。一旦周期計(jì)時(shí)器已經(jīng)過去，操作進(jìn)入步驟404。
在步驟404，執(zhí)行協(xié)議的階段I被初始化。數(shù)據(jù)采集在I/O104完成，新輸出的信號(hào)值儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器128中，而新輸入的信號(hào)值從存儲(chǔ)器128中讀出。
DSPCU在先前的階段II(步驟406)和階段V(步驟412)中計(jì)算的輸出信號(hào)以數(shù)值格式(numeric format)被儲(chǔ)存到I/O104的雙端口存儲(chǔ)器中，用來控制與每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的物理硬件。來自物理硬件的輸入信號(hào)值從I/O104的雙端口存儲(chǔ)器中讀出，并且被儲(chǔ)存在NCS102里的存儲(chǔ)器中用于下一個(gè)階段中的評(píng)估。
在步驟406，執(zhí)行協(xié)議的階段II被初始化。在階段II期間，NCS102執(zhí)行諸子系統(tǒng)的DSPCU的狀態(tài)評(píng)估功能。執(zhí)行順序是由所有的子系統(tǒng)從左到右，按數(shù)據(jù)流箭頭定義的順序，從分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別最低的孩子級(jí)子系統(tǒng)到分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別最高的父母級(jí)合并的組合數(shù)據(jù)流圖規(guī)定的，。
在步驟408，執(zhí)行協(xié)議的階段III被初始化。在階段III期間，NCS102按分級(jí)結(jié)構(gòu)執(zhí)行每個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)評(píng)估功能。執(zhí)行從分級(jí)結(jié)構(gòu)中最低級(jí)別的狀態(tài)機(jī)到分級(jí)結(jié)構(gòu)中最高級(jí)別的狀態(tài)機(jī)井然有序地進(jìn)行。因此，與孩子級(jí)子-子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)在與其父母級(jí)的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)之前被分析。
階段II和階段III共同包括向上執(zhí)行階段中的狀態(tài)評(píng)估。在完成向上狀態(tài)評(píng)估執(zhí)行的時(shí)侯，僅僅從孩子級(jí)子系統(tǒng)收到的輸入(或者直接從I/O104收到的輸入)被用來評(píng)估父母級(jí)子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)和DSPCU。在步驟410，階段IV，NCS102按分級(jí)結(jié)構(gòu)執(zhí)行每個(gè)狀態(tài)機(jī)的指令評(píng)估功能。執(zhí)行順序是從級(jí)別最高的父母直到級(jí)別最低的孩子。
在步驟412，階段V，NCS102執(zhí)行每個(gè)DSCPU的指令評(píng)估功能。執(zhí)行順序與階段II期間的順序相同，即數(shù)據(jù)流順序。如果新請(qǐng)求被DSPCU添加到輔助線新請(qǐng)求一覽表450上，那么這些請(qǐng)求在步驟414(階段VI)被發(fā)送到輔助線500。
在上述的各執(zhí)行階段都被完成時(shí)，IAN100內(nèi)的軟件在步驟416(階段VII)中被更新。在步驟416，來自NCS102的數(shù)據(jù)被送到IAN101。然后，IAN101把從圖形用戶界面收到的指令和自前一個(gè)周期的數(shù)據(jù)采集步驟404以來收集到的數(shù)據(jù)從IAN應(yīng)用程序轉(zhuǎn)發(fā)到NCS102。在完成執(zhí)行的向下階段之后，狀態(tài)機(jī)提供的輸出信號(hào)用數(shù)字格式儲(chǔ)存在I/O104的雙端口存儲(chǔ)器。如果必要，數(shù)字輸出被取回并且被翻譯成模擬信號(hào)，以便控制每個(gè)子系統(tǒng)的物理硬件。處理過程返回步驟402，等待下一個(gè)周期計(jì)時(shí)器的標(biāo)記，此刻進(jìn)入等待狀態(tài)直到下一個(gè)執(zhí)行周期開始。
當(dāng)一個(gè)或多個(gè)DSPCU增添請(qǐng)求時(shí)，輔助線500開始操作。在步驟414(階段VI)的操作期間，DSPCU可以把執(zhí)行請(qǐng)求加到輔助線的新請(qǐng)求一覽表450中。當(dāng)輔助線500收到新請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)新執(zhí)行請(qǐng)求從新請(qǐng)求一覽表450中被除掉，并且在步驟504中被添加到輔助線的請(qǐng)求一覽表501中。輔助線500在步驟506中完成先前的各種請(qǐng)求之后，按給定的順序執(zhí)行每個(gè)請(qǐng)求。每個(gè)請(qǐng)求的執(zhí)行都可以持續(xù)運(yùn)行主線400的許多個(gè)周期性循環(huán)。這允許DSCPU執(zhí)行比較長(zhǎng)久的計(jì)算但不妨礙主線400的周期性。在該請(qǐng)求的執(zhí)行由輔助線在步驟508中完成之前，DSPCU在每個(gè)后繼階段II的狀態(tài)評(píng)估期間(步驟406)都評(píng)估其執(zhí)行請(qǐng)求的狀態(tài)。輔助線500繼續(xù)執(zhí)行各種請(qǐng)求直到該一覽表變成空的。輔助線500在步驟502一直等待到主線400產(chǎn)生更多的請(qǐng)求。
上述的向上/向下執(zhí)行環(huán)境考慮到在離子注入系統(tǒng)100范圍內(nèi)對(duì)子系統(tǒng)實(shí)施高水平的對(duì)等控制。通過把由硬件提供的輸入信號(hào)的影響與由用戶提供的指令的影響分開，離子注入系統(tǒng)的操作狀態(tài)可以在發(fā)出影響那個(gè)狀態(tài)的指令之前被首先評(píng)估。此外，借助狀態(tài)機(jī)和DSPCU的雙階段執(zhí)行，每個(gè)子系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)可以被確定，因?yàn)樗艿絻煞N不同類型的輸入的影響。
因此，用來控制復(fù)雜系統(tǒng)的改進(jìn)方法和裝置已經(jīng)被提供，它包括眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)，這些狀態(tài)機(jī)反映出它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)內(nèi)對(duì)相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的操作的控制。新控制系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是它的周期性。因?yàn)樵诮o定的分析時(shí)間周期內(nèi)狀態(tài)機(jī)按周期的間隔被評(píng)估，所以子系統(tǒng)在任何給定時(shí)間的狀態(tài)的準(zhǔn)確表達(dá)都被提供。這種控制系統(tǒng)的第二個(gè)特點(diǎn)是它對(duì)于輸入/輸出兩種信號(hào)以及來自用戶界面的用戶指令具有同步的界面。通過把信號(hào)的執(zhí)行與指令的執(zhí)行分開，可以保證指令的影響與受控系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)同步。此外，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)是以分級(jí)的狀態(tài)機(jī)安排為基礎(chǔ)的，所以追加或刪除該控制系統(tǒng)范圍內(nèi)的要素可以通過在父母和孩子級(jí)的子系統(tǒng)中提供或者去除適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌份p易地得以調(diào)節(jié)。因此，沒有必要為了在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中增添或刪除可明確識(shí)別的子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行必要的重新設(shè)計(jì)。此外，由于該控制系統(tǒng)的分級(jí)性質(zhì)，在控制系統(tǒng)范圍內(nèi)錯(cuò)誤條件可以僅僅被傳播到某個(gè)適當(dāng)?shù)墓芾砑?jí)。因此，錯(cuò)誤處理被散布在控制系統(tǒng)當(dāng)中，以便借此在考慮到見多識(shí)廣的錯(cuò)誤處理的同時(shí)減少在任何一個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行處理的復(fù)雜性。
雖然上述的控制系統(tǒng)已經(jīng)就離子注入系統(tǒng)作了介紹，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于這樣的用途，而是傾向于覆蓋對(duì)任何可以被模塊化成子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)的控制。因此，為了最大限度地提高適應(yīng)性和錯(cuò)誤處理能力采用由相互耦合的分級(jí)的狀態(tài)機(jī)定義的分級(jí)的子系統(tǒng)的上述的控制系統(tǒng)也可以為了在其它系統(tǒng)中應(yīng)用被擴(kuò)展。
至此已經(jīng)介紹了本發(fā)明為數(shù)不多的幾個(gè)實(shí)施方案，熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人應(yīng)當(dāng)清楚上文僅僅作為已經(jīng)存在的例證而不是限制。
為數(shù)眾多的修改方案和其他的實(shí)施方案處在這項(xiàng)技術(shù)中平普通技能之一的范圍內(nèi)，并且由于落在本發(fā)明的范圍內(nèi)而被注視。
權(quán)利要求
1.用來控制某種設(shè)備的系統(tǒng)，該設(shè)備具有多個(gè)互相連接的按分級(jí)結(jié)構(gòu)耦合的子系統(tǒng)，而且在該分級(jí)結(jié)構(gòu)中處于某個(gè)給定級(jí)別的子系統(tǒng)被包括在比它高一級(jí)的子系統(tǒng)之內(nèi)，該系統(tǒng)包括眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)，其中至少一臺(tái)狀態(tài)機(jī)與每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)；以及用來針對(duì)每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)按照分級(jí)結(jié)構(gòu)定義的順序評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，就每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)而言，進(jìn)一步包括一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象，它與至少一臺(tái)狀態(tài)機(jī)耦合，以便把信號(hào)傳送給和傳送出相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)；以及一個(gè)用戶界面，它與分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)耦合，以便把指令傳送給分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中用來評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的裝置在操作時(shí)先評(píng)估在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較低的狀態(tài)機(jī)，然后評(píng)估在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較高的狀態(tài)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中用來評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的裝置只利用從分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別相對(duì)較低的狀態(tài)機(jī)收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中用來評(píng)估一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的裝置只利用從分級(jí)結(jié)構(gòu)中相對(duì)級(jí)別較高的狀態(tài)機(jī)收到的指令數(shù)據(jù)來評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用來儲(chǔ)存與眾多子系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的存儲(chǔ)器；用來評(píng)估對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的信號(hào)敏感的眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)的裝置，其中在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較低的狀態(tài)機(jī)是在分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比較高的狀態(tài)機(jī)之前被評(píng)估的，而且各個(gè)狀態(tài)機(jī)都是只利用從分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別相對(duì)更低的狀態(tài)機(jī)收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)和依據(jù)流入數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象的數(shù)據(jù)被評(píng)估的；用來接收來自外部用戶的指令的裝置；以及用來評(píng)估對(duì)來自外部用戶的指令敏感的眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)的裝置，其中級(jí)別相對(duì)比較高的狀態(tài)機(jī)是在級(jí)別相對(duì)比較低的狀態(tài)機(jī)之前被評(píng)估的，而且各個(gè)狀態(tài)機(jī)都是只利用從分級(jí)結(jié)構(gòu)中級(jí)別相對(duì)較高的狀態(tài)機(jī)接收到的指令被評(píng)估的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都包括至少一個(gè)用來在相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)中識(shí)別錯(cuò)誤的錯(cuò)誤狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)用來識(shí)別相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的變化狀態(tài)的過渡狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)用來指示相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的固定狀態(tài)的終端狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)進(jìn)一步包括用來在受控設(shè)備運(yùn)行期間安排眾多子系統(tǒng)執(zhí)行順序的調(diào)度程序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中與每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的是用來指出在受控設(shè)備運(yùn)行期間打算多少時(shí)間評(píng)估一次相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的時(shí)間周期，其中該子系統(tǒng)的執(zhí)行順序是根據(jù)對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間周期的響應(yīng)來確定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中調(diào)度程序根據(jù)所述設(shè)備的每個(gè)子系統(tǒng)的總執(zhí)行時(shí)間和為所述設(shè)備的執(zhí)行選定的循環(huán)次數(shù)的響應(yīng)進(jìn)一步確定在該分級(jí)結(jié)構(gòu)中各個(gè)子系統(tǒng)的執(zhí)行順序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)都進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)流圖，而且至少一個(gè)狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖是為指出相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)而準(zhǔn)備的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中調(diào)度程序進(jìn)一步包括分級(jí)耦合的子系統(tǒng)中各狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)機(jī)指針的第一排序一覽表，這些狀態(tài)機(jī)指針是按相關(guān)子系統(tǒng)的遞升分級(jí)順序排序的；分級(jí)耦合的子系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)流圖的數(shù)據(jù)流圖指針的第二排序一覽表，這些數(shù)據(jù)流圖指針是按數(shù)據(jù)流順序和相關(guān)子系統(tǒng)的遞升分級(jí)順序排序的；向上執(zhí)行一覽表，包括繼之以第一一覽表的第二一覽表；以及向下執(zhí)行一覽表，包括繼之以第二一覽表的按相反順序排列的第一一覽表。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中與每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的每個(gè)時(shí)間周期都是從一套可用的時(shí)間周期中選定的，它們是供所述設(shè)備的執(zhí)行使用的時(shí)間周期的總數(shù)的數(shù)個(gè)因子。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在數(shù)目上與那套可用的時(shí)間周期中時(shí)間周期的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多套向上更新一覽表，這套向上更新一覽表的每個(gè)入口用來儲(chǔ)存向上執(zhí)行一覽表的入口之一的指針；在數(shù)目上與那套可用的時(shí)間周期中時(shí)間周期的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的多套向下更新一覽表，這套向下更新一覽表的每個(gè)入口用來儲(chǔ)存向下執(zhí)行一覽表的入口之一的指針；以及用來把來自向上執(zhí)行一覽表和向下執(zhí)行一覽表的狀態(tài)機(jī)指針和數(shù)據(jù)流圖指針分別復(fù)制到所述的眾多向上更新一覽表和眾多向下更新一覽表中對(duì)分配給與該指針相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間周期作出響應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)更新一覽表中的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括數(shù)目上與用于所述設(shè)備執(zhí)行的時(shí)間周期總數(shù)相對(duì)應(yīng)的眾多向上調(diào)度一覽表，這些向上調(diào)度一覽表的每個(gè)入口用來儲(chǔ)存那些向上更新一覽表的指針；數(shù)目上與用于所述設(shè)備執(zhí)行的時(shí)間周期總數(shù)相對(duì)應(yīng)的眾多向下調(diào)度一覽表，這些向下調(diào)度一覽表的每個(gè)入口用來儲(chǔ)存那些向下更新一覽表的指針；以及用來把來自所述的眾多向上更新一覽表的指針復(fù)制到所述的向上調(diào)度一覽表中和把來自所述的眾多向下更新一覽表的指針復(fù)制到所述的向下調(diào)度一覽表中的裝置，其中所述的指針是為根據(jù)與它們相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的時(shí)間周期復(fù)制到所述的眾多調(diào)度一覽表中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的調(diào)度一覽表中而選定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括主向上一覽表，它包括數(shù)目上與用于所述設(shè)備的執(zhí)行的時(shí)間周期總數(shù)相對(duì)應(yīng)的眾多入口，這個(gè)主向上一覽表用來儲(chǔ)存在每個(gè)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間周期被分析的子系統(tǒng)的指針；主向下一覽表，它包括數(shù)目上與用于所述設(shè)備的執(zhí)行的時(shí)間周期總數(shù)相對(duì)應(yīng)的眾多入口，這個(gè)主向下一覽表用來儲(chǔ)存在每個(gè)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間周期被執(zhí)行的子系統(tǒng)的指針；用來測(cè)量和控制時(shí)間周期的計(jì)時(shí)器；以及與所述的計(jì)時(shí)器、主向上一覽表、主向下一覽表、眾多向上調(diào)度一覽表和眾多向下調(diào)度一覽表耦合把所述的眾多向上調(diào)度一覽表的指針和眾多向下調(diào)度一覽表的指針中響應(yīng)那個(gè)實(shí)測(cè)的受控時(shí)間周期的指針分別儲(chǔ)存在主向上一覽表和主向下一覽表中的裝置。
19.一種用來分析具有眾多相互連接的按級(jí)別耦合的子系統(tǒng)的系統(tǒng)的方法，其中在給定的級(jí)別上的子系統(tǒng)被包括在比它高一級(jí)的子系統(tǒng)中，相互連接在一起的各個(gè)子系統(tǒng)中每一個(gè)子系統(tǒng)都與眾多分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)中相應(yīng)的一個(gè)狀態(tài)機(jī)相關(guān)聯(lián)，該方法包括針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)評(píng)估相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的步驟，其中相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的評(píng)估順序是根據(jù)由一個(gè)或多個(gè)相互連接的子系統(tǒng)的級(jí)別定義的順序確定的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中與每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的是包括數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象的數(shù)據(jù)流圖，該方法進(jìn)一步包括下述步驟把選定的外部信號(hào)傳送給和傳送出每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)，其中被傳送給和傳送出每個(gè)分級(jí)耦合的子系統(tǒng)的外部信號(hào)是那些與級(jí)別比每個(gè)狀態(tài)機(jī)都低的數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的外部信號(hào)；以及把各指令傳送給每個(gè)分級(jí)耦合的狀態(tài)機(jī)，其中傳送給每個(gè)狀態(tài)機(jī)的指令是在每個(gè)狀態(tài)機(jī)收到的來自級(jí)別比每個(gè)狀態(tài)機(jī)高的子系統(tǒng)的指令。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中評(píng)估狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的順序是從那些與級(jí)別比較低的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)到與那些與級(jí)別比較高的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中按根據(jù)級(jí)別定義的順序評(píng)估相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的步驟先評(píng)估與級(jí)別比較低的數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)，然后評(píng)估與級(jí)別比較高的數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中根據(jù)級(jí)別定義的順序評(píng)估相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)的步驟進(jìn)一步包括下述步驟把所述系統(tǒng)的眾多子系統(tǒng)收到的信號(hào)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；按向上的方向評(píng)估對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的信號(hào)作出響應(yīng)的狀態(tài)機(jī)，其中與級(jí)別比較低的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)在與級(jí)別比較高的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)之前被評(píng)估，而且每個(gè)狀態(tài)機(jī)都是只用來自與級(jí)別比每個(gè)狀態(tài)機(jī)都低的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估的；接收來自外部用戶的指令；以及按向下的方向評(píng)估對(duì)來自外部用戶的指令作出響應(yīng)的狀態(tài)機(jī)，其中與級(jí)別比較高的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)在與級(jí)別比較低的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)之前被評(píng)估，而且每個(gè)狀態(tài)機(jī)都是只使用來自與級(jí)別比每個(gè)狀態(tài)機(jī)都高的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)的指令進(jìn)行評(píng)估的。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)用來識(shí)別在相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤的錯(cuò)誤狀態(tài)。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)用來識(shí)別相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的變化狀態(tài)的過渡狀態(tài)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中每個(gè)狀態(tài)機(jī)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)用來指出相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的固定狀態(tài)的終端狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括按狀態(tài)機(jī)的級(jí)別安排各個(gè)子系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中與每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的是用來指出打算以怎樣的頻度評(píng)估相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的時(shí)間周期，而且其中的調(diào)度步驟包括根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)的時(shí)間周期確定子系統(tǒng)的執(zhí)行順序的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中確定子系統(tǒng)的執(zhí)行順序的步驟是進(jìn)一步根據(jù)所述系統(tǒng)的總執(zhí)行時(shí)間確定的。
30.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中與每個(gè)狀態(tài)機(jī)相關(guān)聯(lián)的是用來指出在相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤的錯(cuò)誤狀態(tài)，而且每個(gè)相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的錯(cuò)誤都被傳送到子系統(tǒng)的某個(gè)預(yù)定的級(jí)別。
31.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中與每個(gè)相互連接的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的是數(shù)據(jù)流圖，而且按照向上的方向評(píng)估狀態(tài)機(jī)的步驟包括在按遞升的級(jí)別順序評(píng)估這些相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)之前按遞升的級(jí)別順序評(píng)估這些子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中按向下的方向評(píng)估狀態(tài)機(jī)的步驟包括在按遞降的級(jí)別順序評(píng)估這些相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)之后按遞降的級(jí)別順序評(píng)估這些子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖的步驟。
33.一種用來控制設(shè)備的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括與所述裝置耦合的處理器，該處理器包括用來儲(chǔ)存與所述設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的存儲(chǔ)器，其中所述信號(hào)是在所述設(shè)備運(yùn)行期間從所述設(shè)備收到的并且被發(fā)送到所述設(shè)備；分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括眾多代表所述設(shè)備的運(yùn)行功能的分級(jí)相互連接的子系統(tǒng)；用來把信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的裝置；以及對(duì)所述信號(hào)作出響應(yīng)并且在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)以受控的方式更新狀態(tài)的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的控制系統(tǒng)，其中每個(gè)相互連接的子系統(tǒng)都是用至少一個(gè)對(duì)象表示的，而在分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)以受控的方式更新狀態(tài)的裝置包括在執(zhí)行周期期間按遞升的級(jí)別順序和按遞降的級(jí)別順序評(píng)估各個(gè)對(duì)象的狀態(tài)的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，其中按遞升的級(jí)別順序評(píng)估各個(gè)對(duì)象的狀態(tài)的裝置利用來自在分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比每個(gè)對(duì)象低的各個(gè)對(duì)象的信息評(píng)估每個(gè)對(duì)象的狀態(tài)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，其中按遞降的級(jí)別順序評(píng)估各個(gè)對(duì)象的狀態(tài)的裝置利用來自在分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中級(jí)別比每個(gè)對(duì)象高的各個(gè)對(duì)象的信息評(píng)估每個(gè)對(duì)象的狀態(tài)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用來安排在設(shè)備運(yùn)行期間所述分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每個(gè)對(duì)象的執(zhí)行時(shí)間的調(diào)度程序，其中所述調(diào)度是根據(jù)該控制系統(tǒng)的執(zhí)行協(xié)議完成的。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的控制系統(tǒng)，其中每個(gè)對(duì)象都包括至少一個(gè)狀態(tài)機(jī)或數(shù)據(jù)流圖，而所述控制系統(tǒng)的執(zhí)行協(xié)議指出分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有限狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)流圖的執(zhí)行順序。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的控制系統(tǒng)，其中所述的執(zhí)行協(xié)議包括執(zhí)行的四個(gè)階段，包括遞升的數(shù)據(jù)流執(zhí)行階段、遞升的狀態(tài)機(jī)執(zhí)行階段、遞降的狀態(tài)機(jī)執(zhí)行階段和遞降的數(shù)據(jù)流執(zhí)行階段。
40.根據(jù)權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，其中所述設(shè)備是離子注入系統(tǒng)。
41.一種離子注入系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用來通過所述系統(tǒng)控制材料的離子注入的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用來儲(chǔ)存與所述設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的存儲(chǔ)器，其中所述信號(hào)是從所述設(shè)備收到的并且在所述設(shè)備運(yùn)行期間被轉(zhuǎn)發(fā)給所述設(shè)備的；分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括代表該設(shè)備的各種操作功能的眾多分級(jí)相互連接的子系統(tǒng)；把信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給分級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的裝置；以及對(duì)所述信號(hào)作出響應(yīng)并且在分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)以受控的方式更新狀態(tài)的裝置。
全文摘要
用來控制復(fù)雜系統(tǒng)的方法和裝置包括代表系統(tǒng)操作功能的分級(jí)耦合的子系統(tǒng)。分級(jí)耦合的子系統(tǒng)是為了收集來自用戶的指令數(shù)據(jù)和來自系統(tǒng)的信號(hào)數(shù)據(jù)被耦合起來的。每個(gè)子系統(tǒng)都可以包括一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)和一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理和調(diào)節(jié)單元(DSPCU)的對(duì)象。DSPCU的對(duì)象接受處理指令并且把控制系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成由狀態(tài)機(jī)進(jìn)一步處理的狀態(tài)。與每個(gè)子系統(tǒng)的DSPCU相關(guān)聯(lián)的是用來指出指令和信號(hào)的流動(dòng)順序的數(shù)據(jù)流圖?？刂圃撓到y(tǒng)的方法是按照?qǐng)?zhí)行協(xié)議安排子系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間。就系統(tǒng)的每個(gè)執(zhí)行周期而言,首先按分級(jí)結(jié)構(gòu)的遞升順序、然后按分級(jí)結(jié)構(gòu)的遞降順序?qū)Ψ旨?jí)耦合的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析。
文檔編號(hào)G05B19/045GK1331813SQ99814902
公開日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月22日
發(fā)明者加里·L·維維安尼, 尼科·A·帕里斯, 威廉姆·G·卡拉漢 申請(qǐng)人:瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備聯(lián)合公司