A Time-Triggered Distributed Computing Environment for Heterogeneous Distributed Embedded Control Systems

• Project/Area Number: 15K00084
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Computer system
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: Yokoyama Takanori 東京都市大学, 知識工学部, 教授 (60386357)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 兪 明連 東京都市大学, 知識工学部, 准教授 (80451384)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 組み込みシステム / リアルタイムシステム / サイバーフィジカルシステム / 分散処理 / オペレーティングシステム / 時間駆動アーキテクチャ

Outline of Final Research Achievements

The goal of the research is to provide a distributed computing environment for heterogeneous distributed embedded control systems with wired networks and wireless networks, in which a number of embedded computers execute precisely synchronized control processing. We have developed a distributed real-time operating system with GNSS(Global Navigation Satellite Systems)-based tick synchronization and have presented an aspect-oriented development method of a real-time operating system family with variants. We have also developed a model transformation tool and a verification tool and have presented scheduling algorithms for distributed embedded control systems.

Research Products

• [Journal Article] A Real-Time Operating System Supporting Distributed Shared Memory for Embedded Control Systems (2017)
  • Author(s): Tamura, Y., Doan, T. T., Chiba, T., Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Journal Title: Cluster Computing Volume: Online First Issue: S1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1007/s10586-017-1140-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 組み込み制御ソフトウェア開発のためのSimulinkモデルからUMLモデルへの変換ツール (2016)
  • Author(s): 黒木裕太, 田中亨祐, 兪明連, 横山 孝典
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 57 Pages: 1703-1717
  • NAID: 110008105596
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] アスペクト指向プログラミングによるリアルタイムOSスケジューラのカスタマイズ (2016)
  • Author(s): 原田祐輔, 阿部一樹, 兪明連, 横山孝典
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 57 Pages: 1752-1764
  • NAID: 170000131020
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] GNSSを用いた時刻同期機能を有するリアルタイムOS (2016)
  • Author(s): 松原彩音, 兪明連, 横山孝典
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 57 Pages: 1765-1774
  • NAID: 170000131021
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GA with Two Objective for Real-Time Task Scheduling with Communication Time (2018)
  • Author(s): Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: Hong Kong International Conference on Engineering and Applied Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Distributed Multicore Real-Time Operating System Family Based on Aspect-Oriented Programming (2018)
  • Author(s): Harada,Y., Yoom, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: 19th IEEE International Conference on Industrial Technology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 組込み制御ソフトウェア開発のためのデータ整合性検証環境 (2018)
  • Author(s): 岩崎友哉, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
• [Presentation] 組み込み制御システム向け分散共有メモリ機構を持つリアルタイムOS (2018)
  • Author(s): 近藤翼, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
• [Presentation] アスペクト指向プログラミングによる並列・分散リアルタイムOSの共有リソース管理機能の実現 (2018)
  • Author(s): 小平裕太, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
• [Presentation] タイムスタンプ付きメッセージを用いた時間駆動分散処理環境 (2018)
  • Author(s): 市村歩, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会組込みシステム研究会
• [Presentation] A Real-Time Operating System Supporting Distributed Shared Memory for Embedded Control Systems (2017)
  • Author(s): Tamura, Y., Doan, T., T., Chiba, T., Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: 8th iCatse Conference on Information Science and Applications (ICISA2017)
  • Place of Presentation: マカオ（中国）
  • Year and Date: 2017-03-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] タイムスタンプを用いた組込みシステム向け時間駆動分散処理環境の提案 (2017)
  • Author(s): 市村歩, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] マルチコアプロセッサを含む分散型組込み制御システム向けリアルタイムOS (2017)
  • Author(s): 細山博史, 横山幸太郎, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] テンプレート記述を導入したアスペクト指向プログラミングによるリアルタイムＯＳファミリーの実現 (2017)
  • Author(s): 原田祐輔, 石川大貴, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会組込みシステム研究会
  • Place of Presentation: 具志川農村環境改善センター（沖縄県島尻郡久米島町）
  • Year and Date: 2017-03-09
• [Presentation] A Real-Time Operating System with CAN-Based Inter-Node Shared Resource Management and Distributed Shared Memory (2017)
  • Author(s): Ishibashi, K., Yoo, M. and Yokoyama T.
  • Organizer: 14th IEEE International Conference on Embedded Software and Systems
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マルチコアプロセッサ向け実行制御機能を有するリアルタイムOS (2017)
  • Author(s): 杉本樹生, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報科学技術フォーラム
• [Presentation] An Extended Simulink to UML Model Transformation Tool for Embedded Control Software Development (2017)
  • Author(s): Tanaka,K, Inaho,S., Hatano, M., Kuroki,Y., Yoo,M., Yokoyama,T.
  • Organizer: 2017 9th International Conference on Software Technology and Engineering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アスペクト指向プログラミングを用いたリアルタイムOSのカスタマイズにおけるオーバヘッドの評価 (2016)
  • Author(s): 原田祐輔, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報科学技術フォーラム
  • Place of Presentation: 富山大学（富山県富山市）
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] A Real-Time Operating System with Location-Transparent Shared Resource Management for Multi-Core Processors (2016)
  • Author(s): Ishibashi, K., Yokoyamam K., Yoo, M., Yokoyama T.
  • Organizer: 13th IEEE International Conference on Embedded Software and Systems (ICESS2016)
  • Place of Presentation: 成都（中国）
  • Year and Date: 2016-08-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multiobjective GA for Real Time Task Scheduling (2016)
  • Author(s): Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2016 (IMECS2016)
  • Place of Presentation: 香港 （中国）
  • Year and Date: 2016-03-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Simulink to UML Model Transformation Tool for Embedded Control Software Development (2016)
  • Author(s): Kuroki, Y., Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT2016)
  • Place of Presentation: 台北 （台湾）
  • Year and Date: 2016-03-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マルチプロセッサにおけるDVS を用いたリアルタイムタスクの消費電力の削減 (2016)
  • Author(s): 三津橋諒也, 横山孝典, 兪明連
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学 （神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-10
• [Presentation] Aspect-Oriented Customization of the Scheduling Algorithms and the Resource Access Protocols of a Real-Time Operating System Family (2015)
  • Author(s): Harada,Y. Abe, K., Yoom, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: IEEE International Conference on Smart City (SmartCity2015)
  • Place of Presentation: 成都 （中国）
  • Year and Date: 2015-12-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マルチプロセッサにおけるリアルタイムスケジューリングアルゴリズムの提案 (2015)
  • Author(s): 林竜太, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 電子情報通信学会 コンピュータシステム研究会
  • Place of Presentation: 長崎県勤労福祉会館（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 余裕時間を用いたスケジューリングアルゴリズムの研究 (2015)
  • Author(s): 原涼, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 電子情報通信学会 コンピュータシステム研究会
  • Place of Presentation: 長崎県勤労福祉会館（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] On-line Scheduling Algorithm for Real-Time Multiprocessor Systems with ACO and EDF (2015)
  • Author(s): Zhao, C., Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: International Conference on Information and Communication Technology and Digital Convergence Business (ICIDB-2015)
  • Place of Presentation: ソウル （韓国）
  • Year and Date: 2015-11-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Real-Time Operating System with Location-Transparent Inter-Core and Inter-Node System Calls for Distributed Embedded Control Systems (2015)
  • Author(s): Yokoyama, K., Saito, M., Yoo, M., Yokoyama, T.
  • Organizer: IEEE TENCON 2015
  • Place of Presentation: マカオ （中国）
  • Year and Date: 2015-11-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A System Generator for a Distributed Real-Time Operating System with Distributed Shared Memory (2015)
  • Author(s): Doan T. T., Tamura, Y., Yoo, M. and Yokoyama, T.
  • Organizer: 情報科学技術フォーラム
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-07
• [Presentation] アクティビティ図生成機能を付加したSimulink・UMLモデル変換ツール (2015)
  • Author(s): 田中亨祐, 黒木裕太, 横山孝典, 兪明連
  • Organizer: 情報科学技術フォーラム
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-07
• [Presentation] GNSSを用いた時刻同期機能を有するリアルタイムOS (2015)
  • Author(s): 松原彩音, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報科学技術フォーラム
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-07
• [Presentation] A Real-Time Operating System with GNSS-Based Tick Synchronization (2015)
  • Author(s): Yokoyama, T., Matsubara, A. and Yoo, M.
  • Organizer: 3rd IEEE International Conference on Cyber-Physical Systems, Networks, and Applications (CPSNA2015)
  • Place of Presentation: 香港 （中国）
  • Year and Date: 2015-08-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 状態遷移や条件分岐を含む制御モデルを対象としたSimulink・UMLモデル変換ツール (2015)
  • Author(s): 黒木裕太, 田中亨佑, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会 組込みシステム研究会
  • Place of Presentation: 東芝スマートコミュニティセンター（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] アスペクト指向プログラミングによるリアルタイムＯＳスケジューラのカスタマイズ (2015)
  • Author(s): 原田祐輔, 阿部一樹, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会 組込みシステム研究会
  • Place of Presentation: 東芝スマートコミュニティセンター（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] 位置透過性のあるシステムコールを有するマルチコアプロセッサ向けリアルタイムＯＳ (2015)
  • Author(s): 石橋航太, 横山幸太郎, 兪明連, 横山孝典
  • Organizer: 情報処理学会 組込みシステム研究会
  • Place of Presentation: 東芝スマートコミュニティセンター（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2015-06-04