同步/ 异步指令之间的不同之处

简介

在程序执行过程中，同步和异步指令有着显著不同。

“同步”和“异步”属性与指令调用与执行间的时间顺序相关。

以下情况适用于同步指令：同步指令调用完成时，指令执行也完成。

而异步指令，则情况有所不同：异步指令调用完成时，异步指令的执行不一定完成。这也就意味着，异步指令的执行可以跨多次调用。在 CPU 中，异步指令的执行与用户程序循环同时进行。异步指令在 CPU 中生成待处理的作业。

异步指令通常用于传输数据（例如，模块的数据记录、通信数据、诊断数据）。
 

同步/ 异步指令之间的不同之处

下图显示了异步指令和同步指令处理的不同之处。在该图中，CPU 在指令执行完成（如，完成传输数据记录）之前，调用该异步指令五次。

对于同步指令，每次调用时都会完全执行。 

①  第一次调用异步指令，开始执行

②  中间调用异步指令，继续执行

③  最后一次调用异步指令，执行完成

④  每次调用后，作业会完全通过同步指令进行处理。

完全处理的作业的持续时间

异步指令作业的并行处理

CPU 可同时执行多个异步指令作业。在以下情况下，CPU 将并行执行多个作业：

●   用于异步指令的作业会启动，而该指令的其它作业仍在运行中。

●   但不超出该指令可同时运行的作业最大数目。

下图显示了 WRREC 指令中两个作业的并行处理。在一段时间内，两个指令同时执行。

为作业分配指令调用

要跨多个调用执行一个指令，CPU 需向该指令正在运行的作业唯一指定一个后续调用。

CPU 可通过以下两种方式为作业分配一个调用，具体取决于指令的类型：

●   使用指令的背景数据块（“SFB” 类型）

●   使用指令的作业标识输入参数。在异步指令的执行过程中，这些输入参数必须与执行过程中的各调用相匹配。

示例：“Create_DB” 指令的作业由输入参数 LOW_LIMIT、UP_LIMIT、COUNT、ATTRIB  和 SRCBLK 标识

下表列出了标识指令的输入参数。

异步指令的状态

异步指令通过块参数 STATUS/RET_VAL  和 BUSY  显示指令的状态。有些异步指令也会使用块参数 DONE 和 ERROR  显示。

下图显示了两个异步指令 WRREC 和 CREATE_DB 的执行

①  输入参数 REQ 用于启动作业，执行异步指令。

②  输出参数 DONE 用于指示该作业已完成且无错误。

③  输出参数 BUSY  用于指示作业是否正在执行。BUSY =1 时，为该异步指令分配资

源。BUSY = 0 时，未分配资源。

④  输出参数 ERROR  用于指示发生了错误。

⑤  输出参数 STATUS/RET_VAL  用于提供有关作业执行的状态信息。发生错误后，输出参数 STATUS/RET_VAL 用于接收错误信息。

资源的使用

异步指令在执行过程中将占用 CPU 中的资源。根据 CPU 类型和指令的不同，资源的使用具有一定限制。CPU 可同时执行最大数目的异步指令作业。在作业成功完成后或在出错后，这些资源将再次可用。

示例：对于 RDREC  指令，S7-1500 CPU  可以并行处理最多 20 个作业。

如果超出指令的最大并行作业数量，则会出现以下情况： 

●   该指令将在块参数 STATUS 中返回错误代码 80C3（资源不足）。

●   CPU 将停止执行作业，直至资源再次可用。

说明

低层级的异步指令

某些异步指令可使用一个或多个低层级的异步指令进行处理。下表列出了这种相关性。

请注意，每条级别较低的指令通常占用指令资源池中的一个资源。

责任编辑：lq