2019 Fiscal Year Research-status Report
A Time-Triggered Distributed Computing Environment Based on Physical Time and Logical Time for Cyber-Physical SYstems
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18K11225
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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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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 組み込みシステム / サイバーフィジカルシステム / 分散処理 / リアルタイム処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、無線通信のように通信時間が変動するネットワークを含む環境においても、ジッタが小さくリアルタイム性のあるサイバーフィジカルシステムを実現できる分散処理環境を開発することを目的としている。具体的には、物理時間駆動処理と論理時間駆動処理を行うための「分散処理実行環境」と、その分散処理実行環境上で動作するアプリケーションを開発するための「ソフトウェア開発環境」を開発する。
令和元年度は、計画通り、前年度の研究成果をベースに詳細設計および実装を進めた。
「分散処理実行環境」のうちリアルタイムＯＳについては、前年度に方式検討および実装実験を行った固定優先度スケジューリングと論理デッドラインによるEDFスケジューリングの両者に対応可能なスケジューリング機構を有するリアルタイムＯＳの実装を完了した。また、リアルタイムＯＳの適用範囲を拡大することを目的に、周期タスクと非周期タスクが混在するシステムにも対応できるスケジューリング機構についても検討した。分散ミドルウェアについては、前年度に方式検討および実装実験を行った論理時間管理機能とタイムスタンプ付きメッセージ通信機能の詳細設計と実装を行った。また、より複雑なアプリケーションにも対応できるように、複数の入力メッセージの時間的整合性を保証する機能についても検討を行った。
「ソフトウェア開発環境」については、物理時間と論理時間を考慮した開発支援ツールの検討を行うとともに、通信仕様の記述から分散ミドルウェアで必要となるアプリケーション構成情報を生成するツールの設計と実装実験を行った。
そして、上記リアルタイムＯＳ、分散ミドルウェア、構成情報生成ツールについて論文執筆や国際会議および全国大会での研究発表を行った。
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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
令和元年度は、前年度に基本方式や仕様の検討を行った「分散処理実行環境」および「ソフトウェア開発環境」の詳細設計および実装を進めることを計画していた。具体的には、「分散処理実行環境」については、固定優先度スケジューリングと論理デッドラインによるEDFスケジューリングの両者をサポートするリアルタイムＯＳの実装を完了するとともに、論理時間管理機能およびタイムスタンプ付きメッセージ通信処理機能を分散ミドルウェアに実装する計画であった。「ソフトウェア開発環境」については、物理時間と論理時間を考慮した開発支援ツールの検討を行うとともに、上記分散処理実行環境上で動作するアプリケーション構成情報を生成するツールの設計と実装実験を行う計画であった。
それに対して、進捗状況は以下の通りである。「分散処理実行環境」については、予定通り固定優先度スケジューリングと論理デッドラインによるEDFスケジューリングが可能なリアルタイムＯＳの実装を完了した。また、周期タスクと非周期タスクが混在するシステムにも対応できるようにスケジューリング機構を拡張する手法についても検討した。そして、分散ミドルウェアにおける論理時間管理機能およびタイムスタンプ付きメッセージ通信処理機能の実装を完了した。さらに、複数の入力メッセージの時間的整合性を保証する機能についても検討を行った。
「ソフトウェア開発環境」については、物理時間と論理時間を考慮したアプリケーション開発支援ツールの基礎検討を行うとともに、宣言的に記述した通信仕様からアプリケーション構成情報を生成するツールの設計と実装実験を行った。
以上のことから、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は、「分散処理実行環境」および「ソフトウェア開発環境」の開発を完了し、評価を行う計画である。
具体的には、「分散処理実行環境」について以下を計画している。リアルタイムＯＳの固定優先度スケジューリングと論理デッドラインによるEDFスケジューリングが可能なスケジューリング機構をベースに、周期タスクと非周期タスクが混在するシステムにも対応できるように拡張して、実装を完了する予定である。分散ミドルウェアについては、論理時間管理機能およびタイムスタンプ付きメッセージ通信処理機能を拡張し、複数の入力メッセージの時間的整合性を保証できるようにして、実装を完了する予定である。そして、リアルタイムＯＳおよび分散ミドルウェアを統合動作させ、性能評価を行う。
「ソフトウェア開発環境」については、物理時間と論理時間を考慮したアプリケーション開発支援ツールの設計および実装を行うとともに、アプリケーション構成情報を生成するツールの実装を完了し、適用実験を行って、その有用性を評価することを計画している。
また、本研究の成果をまとめて学会発表および論文投稿を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
学会がオンライン開催となり交通費が不要となったこと、および、人件費（謝金）が発生しなかったことによる。
次年度使用額については、研究発表のための参加費や旅費として使用することを計画している。
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