Objektorientierte Daten- und Zeitmodelle für die Echtzeit ...

154 KAPITEL 6. FUNKTIONALE BESCHREIBUNG VON BILDFOLGENPROGRAMMEN
¯ verfügbare Hardware: Anzahl der Prozessoren und deren Auslastung, Verteilung der Datenverarbeitung
in einem Rechnernetz;
¯ Umfang der in einem Zyklus zu ermittelnden Daten: sollen immer alle Daten bestimmt
werden oder sind in Abhängigkeit von der aktuellen Aufgabe nur ausgewählte Ausgangsdaten
notwendig.
Im folgenden soll untersucht werden, wie durch die zuvor genannten Steuerungsmechanismen
auf die verschiedenen Randbedingungen mehr oder weniger gut reagiert werden kann. Es
wird für die einzelnen Entscheidungsklassen gezeigt, welche Verfahren die bestehenden Anforderungen
besser erfüllen können, und unter welchen Bedingungen einzelne Ansätze weniger
geeignet sind. Daraus ergeben sich in Abhängigkeit von Sensoren, Datenverarbeitungsaufgabe
und Hardware typische Anwendungsmuster, die die verschiedenen Mechanismen jeweils in
einer geeigneten Weise kombinieren. Da die Mechanismen sich z.T. gegenseitig beeinflussen,
wird an dieser Stelle besonders auf die Querbeziehungen zwischen den verschiedenen Entscheidungskategorien
hingewiesen. Beispieldatenflußgraphen aus dem RoboCup-Szenario illustrieren
die typischen Anwendungsstrukturen.
6.5.1 Parallelisierungsgrad
Der Grad der potentiellen Parallelisierung eines Sensordatenmoduls kann bei dessen Konfiguration
durch die Auswahl synchroner oder asynchroner Relationen festgelegt werden. Werden
nur synchrone Relationen verwendet, teilt sich innerhalb des Moduls der Kontrollfluß nicht und
alle Aktionen werden streng sequentiell bearbeitet, asynchrone Relationen erlauben dagegen,
daß der Kontrollfluß sich teilt und einzelne Aktionen parallel ausgeführt werden.
Stehen dem System mehrere Prozessoren zur Verfügung, können diese durch asynchron definierte
Kontrollflüsse für die Sensordatenverarbeitung ausgenutzt werden. Teilaufgaben werden
dann automatisch nebenläufig ausgeführt, wenn die Datenabhängigkeiten dies zulassen. Für
die parallele Bearbeitung mehrerer Zyklen im Pipeliningbetrieb muß das Modul entsprechend
oft angestoßen werden. Dies kann beispielsweise an die Bereitstellung der Eingangsdaten gekoppelt
werden, dabei ist jedoch — z.B. durch einen Agenten — sicherzustellen, daß im Mittel
nicht mehr Zyklen angestoßen werden, als tatsächlich bearbeitet werden können.
Sollte für die Sensordatenverarbeitung allerdings nur ein Prozessor zur Verfügung stehen,
lohnt sich der Overhead, der durch das Anlegen und Bearbeiten nebenläufiger Programmzweige
entsteht, nicht, und es können von vornherein synchrone Steuerungsrelationen definiert werden.
Darüber hinaus hat eine streng sequentielle Bearbeitung den Vorteil, daß die Aufrufreihenfolge
deterministisch ist und — bei einer anfragegetriebenen Steuerung — daß nicht deklarierte
Rückkopplungszweige nur in diesem Modus erkannt werden können. Damit eignet sie sich besonders
für Programmtests während der Entwurfsphase. Die Möglichkeit, bei einer veränderten
Hardware, bzw. im realen Betrieb zu asynchronen Kontrollflüssen zu wechseln, bleibt davon
unbenommen.
Asynchrone Kontrollflüsse aufgrund mehrerer externer Prozesse: Greifen unabhängig
voneinander mehrere nebenläufig arbeitende Komponenten (Eingangssensordaten oder
Verbraucher) aktiv auf das Datenverarbeitungsmodul zu, kann das in diesem zu mehreren parallelen
Kontrollflüssen führen, selbst wenn alle Relationen synchron definiert sind. Abb. 6.44 demonstriert
dies an zwei Beispielen, in Abb. 6.44 a sind die Triggerrelationen ËÁÑ ØÖ ËÑ