2016 Fiscal Year Research-status Report
ヘテロジニアスな分散型組み込み制御システムのための時間駆動分散処理環境
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15K00084
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
横山 孝典 東京都市大学, 知識工学部, 教授 (60386357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兪 明連 東京都市大学, 知識工学部, 准教授 (80451384)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有線ネットワークと無線ネットワークが混在したヘテロジニアスな分散型組み込み制御システムにおいて、複数の組み込みコンピュータが高精度に同期して処理を実行できる分散処理環境を実現するため、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」と 2.「ソフトウェア開発環境」を開発する。
平成２８年度は計画通り、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」については、(1)分散RTOSにおける時刻同期機構および無線通信機能の詳細設計、(2)分散RTOSのファミリ化を実現するアスペクトの設計、(3)分散RTOSファミリのコンフィギュレーションツールの設計、2.「ソフトウェア開発環境」については、(4)分散処理対応モデル変換ツールの設計、(5)リアルタイム設計・検証ツールの設計、(6)スケジューリングアルゴリズムの検討を行った。
具体的には、(1)については、GPSモジュールから時刻信号を用いてRTOSのシステム時刻をUTC（協定世界時）に同期させる機構を実装し、評価を行った。また、タイムスタンプを付加したメッセージを用いた分散ミドルウェアを設計し、無線通信による実装に着手した。(2)については、スケジューリングアルゴリズムをカスタマイズするアスペクトの実装および評価を行うとともに、並列処理機能や分散処理機能のアスペクトの設計を行った。(3)については、パーサジェネレータとアスペクト指向を用いてファミリを構成する各RTOS向けのコンフィギュレーションツールの設計を行った。また、(4)についてはタスクを含むモデルを扱えるようにするための拡張を行った。(5)については、マルチコアプロセッサにおけるデータ整合性の検証を可能とする検証ツールの設計を行った。(6)については、マルチプロセッサ環境を中心にスケジューリングアルゴリズムの検討を行った。そしてそれらの成果を論文誌、国際会議、研究会等にて発表した。
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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
平成２８年度は、平成２７年度の成果をもとに詳細設計を進めることとし、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」については、(1)分散RTOSにおける時刻同期機構および無線通信機能の詳細設計、(2)分散RTOSのファミリ化を実現するアスペクトの設計、(3)分散RTOSファミリのコンフィギュレーションツールの設計、2.「ソフトウェア開発環境」については、(4)分散処理対応モデル変換ツールの設計、(5)リアルタイム設計・検証ツールの設計、(6)スケジューリングアルゴリズムの提案を行うことを計画していた。
(1)については、時刻同期機構は計画より進んで実装及び評価まで行ったが、無線通信については詳細設計中で進捗はやや遅れ気味である。(2)については効率のよいアスペクト記述法を提案し、それを用いた実装まで行ったので、計画よりやや進んでいる。(3)についてはパーサジェネレータとアスペクト指向を用いた効率的なコンフィギュレーションツールの設計を完了しており、順調である。(4)もタスク情報を含むモデルを生成できるモデル変換ツールを設計しており、順調である。(5)は実装に向けた取り組みがやや遅れているが、ほぼ計画通りである。(6)もアルゴリズムの検討及び提案を行い、ほぼ順調である。
以上のように、いくつかの項目で若干遅れが見られるものの、計画以上に進んでいる項目もあることから、全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの２年間の成果をもとに実装を進め、開発成果物を統合化するとともにその評価を行い、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」と 2.「ソフトウェア開発環境」の開発を完了する。
まず、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」について以下の実装および評価を行う。(1)については、時刻同期機構及び無線通信機能を搭載した分散リアルタイムＯＳを評価ボード上に実装し、性能を評価する。(2)については、これまでに提案したアスペクトを用いて、分散リアルタイムＯＳファミリを構成するＯＳメンバを実装し、実用上問題のない性能が得られているか評価する。(3)については、分散リアルタイムＯＳファミリの各ＯＳメンバに対応したコンフィギュレーションツールを実装し、その実用性を評価する。
また、2.「ソフトウェア開発環境」について以下の実装および評価を行う。(4)については、分散処理対応モデル変換ツールの実装を完了し、広範囲のアプリケーションに適用可能であるか評価する。(5)については、リアルタイム設計・検証ツールの実装を完了し、実際のアプリケーションの検証における有用性を評価する。(6)については、提案したスケジューリングアルゴリズムの効果について評価を行う。
そして、上記開発成果物を統合化するとともに、その評価を行い、1.「分散リアルタイムＯＳファミリ」及び 2.「ソフトウェア開発環境」の開発を完了する予定である。
そして、３年間の研究成果をまとめ、国内の研究会や海外の国際会議で発表するとともに、論文誌への投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
国際会議の発表を近隣国で開催された国際会議で行ったため、旅費の一部が次年度使用額となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究発表のための旅費として使用することを計画している。
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[Presentation] A Real-Time Operating System Supporting Distributed Shared Memory for Embedded Control Systems2017
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 – 2017-03-22
Int'l Joint Research
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