2016 Fiscal Year Research-status Report
動的要因を考慮したリアルタイムスケジューリング理論の構築と実装
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15K00073
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
田中 清史 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20333445)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | リアルタイムシステム / リアルタイムスケジューリング / スケジューラビリティ / 応答時間 / ジッタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は目的と重要度の異なる多数のタスク群からなるリアルタイム組込みシステムにおいて，従来の理論では理想化されていた動的要因である「タスクの実行時間の変動」，「タスクの非同期的起動・終了」，および「スケジューリングオーバヘッド」を導入したリアルタイムスケジューリングの定式化，スケジューラビリティ解析，および実用化方式を提案・評価することを目的としている．これにより今後の複雑化・多様化する組込みアプリケーションタスク群の異なるリアルタイム性要求に対し，最適なスケジューリングアルゴリズムの選択を可能とする．
28年度は主に全体計画のうちの(4)シミュレーション環境の構築，(5)実行バイナリのシミュレーションによる評価，(6)統計情報のスケジューラビリティ解析方法へのフィードバックと実用性の評価，および(7)動的要因を利用するアルゴリズムの確立・実装を行う計画を立て研究を進めた．
上記(4)において，近年組込みシステム業界で標準となりつつあるARMプロセッサアーキテクチャを対象とした命令実行型シミュレータを構築した．本シミュレータによりクロックサイクルレベルでの時間計測が可能となった．これについては(5)以降の研究項目で使用した．上記(5)において，実際のOSを含むバイナリコードに対して(5)で構築したシミュレータによるシミュレーション評価を行った．これについては国際会議，国内会議において発表を行った．上記(6)に関して，各種シミュレーションによって得られた統計情報を前年度確率したスケジューラビリティ解析手法にフィードバックし，有効性を検証した．これについては，国際会議において発表を行い，さらに国際ジャーナルに採録された．上記(7)に関して，動的要因を考慮する複数のスケジューリングアルゴリズムを確立し，かつ実装および評価を行った．これについては国際会議，国内会議において発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
【研究実績の概要】で記述した通り，研究開始時に28年度の研究実施計画として挙げた4項目を全て達成した．
項目(5)において，構築したシミュレータを利用した評価についてまとめ，国際会議2件，国内会議2件の発表を行った．項目(6)に関して，スケジューラビリティの評価に焦点を絞り，国際会議1件の発表を行い，さらに国際ジャーナル1件として採録された．項目(7)に関して，固定優先度，動的優先度をベースとする各種スケジューリングアルゴリズムを手案・評価し，国際会議4件，国内会議2件の発表を行った．さらに，本研究の提案スケジューリングアルゴリズムを中心とする組込みシステムの応用として，「Slitherlink Puzzleアプリケーションへの応用」および「リアルタイムスケジューラのハードウェア化」を研究し，国際会議3件，国内会議1件の発表を行った．
以上から，当初の計画を達成した上で付加的な成果が得られているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，最終年度で(8)提案アルゴリズムと既存アルゴリズムの性能比較評価を行う．アプリケーションコードと，2年目で提案した各種スケジューリングアルゴリズムと既存アルゴリズムの機能を含むOSコードの実バイナリを使用して，シミュレータ上での評価，およびFPGA実機上での評価を行う．評価指標は「平均応答時間」と「ジッタ」を予定する．実際のリアルタイムOS のコードを含むバイナリプログラムを対象とした評価を行うが，研究代表者が過去の研究で開発したITRON 仕様オペレーティングシステムを利用することにより，スケジューリングアルゴリズムの置換が容易となる．これにより，予定する期間内に実バイナリを用いる評価を行うことが十分に可能である．
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| Causes of Carryover |
謝金を予定していた学生について，学業との兼ね合いから本研究に費やす時間をやや削減したため，4,501円の金額が残った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
謝金として使用することにより，本研究遂行をより進めることを計画する．
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