多様な機器のネットワーク上への協調的統合を実現する機能拡張型実時間分散OSの研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555112
• Research Institution: National Institute of Informatics
• Principal Investigator: 丸山 勝巳 国立情報学研究所, ソフトウェア研究系, 教授 (60280533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 計 宇生 国立情報学研究所, ソフトウェア研究系, 助教授 (80225333) ; 橋爪 宏達 国立情報学研究所, 情報メディア研究系, 教授 (40172853) ; 安達 淳 国立情報学研究所, 情報学資源研究センター, 教授 (80143551) ; 児玉 和也 国立情報学研究所, 情報基盤研究系, 助手 (80321579) ; 日高 宗一郎 国立情報学研究所, 実証研究センター, 助手 (70321578)
• Keywords: マイクロカーネル / 分散OS / マルチサーバーOS / L4

Research Abstract

OSは、システムの機能・性能ならびにプログラム開発の難易度を大きく左右する。特に制御システム等の分野では、要求条件が多様、頻繁なハードウェア制御、融通性の高い分散処理が必要などのため、汎用OSでは不十分であり、適切なOSが求められている。これに応えるために、以下を特徴とするOSの研究を行っている。
(1)要求に応じて自律モジュールをプラグインすることで容易に機能追加を可能とする。
(2)プロセッサ依存部階層(マイクロカーネル)、OSサービス階層(サーバー階層)、APL階層からなり、各機能はメッセージでのみやり取りする強固なモジュール構造。
(3)融通性の高い分散処理・広域連携処理のサポート。
プロセッサ制御を行うマイクロカーネルには、Karlsruhe大学(独)で設計されたL4-kaを採用した。その上に論理メモリ管理機構、ファイル機能、ネットワーク機能などをそれぞれ独立したユーザレベルプロセスとして構築した。メモリ管理手法を変えた2種類(L4minix-E及びL4minix-S)を実装した。従来,これらの機能はOSカーネルとして実装されていたが、本OSではドライバも含めてユーザレベルプロセスであるため、多様な機能を容易に実装できる。強固なモジュール化にも関わらず、性能低下は十分少ないことが実測された。
なお、ソースプログラムはhttp://research.nii.ac.jp/H20で公開している。

Research Products

• [Publications] 日高宗一郎, 児玉和也, 丸山勝巳, 橋爪宏達: "マルチサーバー型制御用OSの構成とタスク間通信"電子情報通信学会論文誌. (2003)
• [Publications] Soichiro Hidaka, Kazuya Kodama, et al.: "A File Server Optimization Using Scatter/Gather IPC on L4 Based Multi-Server Operating System"Proceedings of the 6th World Multiconference on Systems, Cybernetics and Informatics. Vol.1(184A＼189). (2002)
• [Publications] Katsumi Maruyama, Kazuya Kodama, et al.: "Extensible Distributed Operating System for Reliable Control Systems"ACM SIGOPS European Workshop (EW2002). 22-25 (2002)