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2018 年度 実績報告書

マルチ・メニーコア向け高並列組み込み制御システム設計・実装手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02800
研究機関名古屋大学

研究代表者

枝廣 正人  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (50578854)

研究分担者 道木 慎二  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10273260)
安積 卓也  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40582036)
中本 幸一  兵庫県立大学, 応用情報科学研究科, 教授 (70382273)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード組込みシステム / 制御システム / マルチコア / コンポーネントシステム / 並列化
研究実績の概要

平成28年度においては,(i)環境(ルネサス エレクトロニクス社の車載向けマルチコアマイコンRH850/F1Hを利用するRCカー向けブラシレスモータ環境)構築,(ii)構築環境向け制御アルゴリズムの研究開発,(iii)制御と実装との協調設計であるクロスレイヤ設計手法の提案,を実施した.さらに平成29年度は,上記(ii)のモータ制御アルゴリズムを,上記(iii)のクロスレイヤ設計手法により,モデルのレベルで並列化を実施,上記(i)の実機環境での並列動作,および安定した制御に成功した.これにより,クロスレイヤ設計を用いたマルチ・メニーコア向け並列化の実現可能性を示した.
これに対し平成30年度は,実際の車載電子制御ユニット(ECU: Electronic Control Unit)での実現可能性を示すため,180度通電・センサレス制御を題材とした研究を進めた.前年度までのモデルよりも高機能であり,並列動作が期待される.まず,制御アルゴリズムをMATLAB/Simulink上に構築し,上記(iii)のクロスレイヤ設計手法により,モデルのレベルで並列化を実施,上記(i)の実機環境での並列動作を行った.その結果,モータ回転動作開始までは成功したが,安定動作に至るところまでは達成できなかった.
今回のプロジェクトでは,クロスレイヤ設計を用い,モデルレベルと実装レベルを協調して設計することで,より最適な設計を実現できることを実証した.その一方で検証手法に課題があることがわかった.制御自体の問題,基本ソフトウェアの問題,並列動作の問題が同時に起こる可能性があり,より系統的な検証手法が今後の課題として残った.
その他の成果として,組込み制御向けのオープンなOS,組込みマルチコアマイコン向けの高速シミュレーション技術,モデル情報を用いた実装レベルデバッグ,可視化技術が得られた.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Model-Based Parallelizer for Embedded Control Systems on Single-ISA Heterogeneous Multicore2019

    • 著者名/発表者名
      Zhaoqian Zhong and Masato Edahiro
    • 雑誌名

      INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTERS & TECHNOLOGY

      巻: 19 ページ: 7470~7484

    • DOI

      https://doi.org/10.24297/ijct.v19i0.8123

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] モータ制御系のマルチコア実装時における並列度向上に向けて遅延を導入した電流制御系の解析2019

    • 著者名/発表者名
      キムジンス,井上雅理,加藤聖也,黒柳彰宏,枝廣正人,道木慎二
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
  • [学会発表] Model-Based Parallelizer for Embedded Control Systems on Single-ISA Heterogeneous Multicore Processors2018

    • 著者名/発表者名
      Zhaoqian Zhong and Masato Edahiro
    • 学会等名
      2018 International SoC Design Conference (ISOCC)
    • 国際学会
  • [学会発表] A simulation environment of embedded control systems for multi- core processors2018

    • 著者名/発表者名
      Yukikazu Nakamoto, Daichi Minami, Shota Shiba, Yoshitaka Koga, Koji Fukuoka
    • 学会等名
      2018 IEEE Confs on Internet of Things, Green Computing and Communications, Cyber, Physical and Social Computing, Smart Data, Blockchain, Computer and Information Technology, Congress on Cybermatics
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチコアプロセッサ上への実装時における並列度向上にむけたマルチレート電流制御系の解析2018

    • 著者名/発表者名
      井上雅理,加藤聖也,黒柳彰宏,枝廣正人,道木慎二
    • 学会等名
      平成30年電気学会産業応用部門大会
  • [学会発表] 組込みマルチコアシステムにおけるSimulinkモデルの最大実行時間を短縮する再割り当て手法2018

    • 著者名/発表者名
      小島流石、枝廣正人、安積卓也
    • 学会等名
      SWEST

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公開日: 2019-12-27  

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