在使用通用语言的分布式离散事件系统中实现零延迟循环

《ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation》：Zero-Delay Cycles in Distributed Discrete-Event Systems using Lingua Franca

针对分布式离散事件系统中零延迟循环（ZDC）的执行难题，提出一种新型协调机制，无需逻辑延迟约束即可支持因果循环-free的构建设算程序，适用于无法容忍回滚的工业控制系统部署场景，并扩展Lingua Franca语言实现该机制。

　　

摘要

离散事件（DE）系统是一种并发程序，其组件通过带有标签的事件进行通信，这些标签来自一个完全有序的集合。分布式离散事件（DDE）系统则是组件（反应器）通过网络进行通信的离散事件系统。大多数执行平台要求，对于包含循环的DDE系统，每个循环必须至少包含一个逻辑延迟，并且事件的标签会递增。有些平台还施加了更严格的限制，即不允许任何组件产生与触发输入具有相同时间戳的输出（组件的“前瞻性”必须大于零）。然而，这些限制并不符合离散事件优雅的定点语义。唯一的基本要求是程序必须是构造性的，即不存在因果循环。在本文中，我们提出了一种协调DDE系统执行的方法，该方法能够运行任何构造性程序，甚至是包含零延迟循环（ZDC）的程序，从而便于实现强一致性的分布式实时系统的优雅编程。所提出的协调机制提供了一个正式模型，精确地说明了为了实现这种执行所需在网络之间共享的信息。我们的解决方案避免了推测性执行和回滚操作，因此适用于不允许回滚的情况，例如网络物理系统（CPS）的部署（而非仿真）。我们描述了对基于离散事件的协调语言Lingua Franca的扩展，以支持ZDC。