JP2000148513A

JP2000148513A - タスク制御方法およびタスク制御装置

Info

Publication number: JP2000148513A
Application number: JP32075998A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Morihisa; 謙二郎森久
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高優先度タスクがＣＰＵを独占し続けて
いる場合でも、低優先度タスクを効率的にＣＰＵに割り
当て、システム全体のスループットを向上させること。【解決手段】タスク制御ブロック１３０ａ〜１３０ｃ
には、パラメータとして、初期優先度，タイマ初期値，
タイムアウト優先度が登録される。タイムアウト優先度
は初期優先度よりも高優先度である。タイマ値制御手段
１０３は、タイマ値をカウントダウンしていき、タイム
アップすると、タスクの優先度を初期優先度からタイム
アウト優先度に変更する。タスクスケジューリング手段
１０２は、変更された優先度にしたがって実行可能キュ
ー１４１のソーティングを行い、タスク制御手段１０１
は、そのソーティング順に実行するべきタスクの切換を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタスク制御方法およ
びタスク制御装置に関し、特に、複数の実時間処理を必
要とするタスクの実行を制御するリアルタイムオペレー
ティングシステム（以下リアルタイムＯＳと記述する）
を用いたタスク制御方法およびタスク制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】タスクスケジューリング方法の典型的な
ものは、タスクに優先度を設定しておき、タスクがＣＰ
Ｕに割り当てられるのを待っている状態（以下、実行可
能状態という）のときに、優先度の高位のものから順に
実行可能キューに登録（ソーティング）し、実行可能キ
ューの先頭タスクから順に実行するという方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスケジ
ューリング方法においては、高優先度の特定のタスクが
頻発した場合や、複数のタスク実行が重なった場合など
には、低優先度のタスクは、いつ実行されるか全く見当
がつかず、最悪の場合には、全く実行されない、という
問題を有していた。

【０００４】この問題を解決する方法としては、割り込
みを利用して、低優先度のタスクを強制的にＣＰＵに割
り当てるという手法が考えられる。つまり、タスクが実
行可能状態に変化したら割り込みタイマをスタートさ
せ、設定した時間が経過するとアプリケーションレベル
で割り込みをかけてタスクを実行する、というものであ
る。しかし、この方法では高優先度の特定のタスクが頻
発していない場合や、複数のタスクの実行が重なってい
ない場合でも、一律に割り込みタイマの設定時間の経過
後でなければタスク実行がされず、結果としてシステム
全体のスループットを低下させる恐れがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、高優先度タスクが
ＣＰＵを占有し続けている場合でも、低優先度タスクを
ＣＰＵに無理なく割り当ててリアルタイムＯＳのスルー
プットを向上させることができるタスク制御方法および
タスク制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のタスク制御方法
では、あらかじめアプリケーションが設定した時間をし
きい値とし、そのしきい値の時間が過ぎると、タスクの
優先度を高位の優先度に変化させ、そのタスクがＣＰＵ
に割り当てられる確率を高める。

【０００７】これにより、高優先度のタスクがＣＰＵを
占有し続けている場合であっても、低優先度のタスクが
実行される可能性が格段に高まる。しかも、アプリケー
ションが設定した時間が過ぎると優先度がダイナミック
に変化することから、タスクが実行可能状態に変化して
から実際にＣＰＵに割り当てられるまでの時間をアプリ
ケーションが設定した値程度に保証することが可能とな
る。また、特別なパラメータや割り込み等の他の特別な
処理を用いるわけではないので、処理が複雑化しない。
すなわち、リアルタイムＯＳがサポートしている優先度
順に処理するという基本的な機能をそのまま利用して低
優先度のタスクの処理確率を高める、という手法をとる
ので、無理がなく、しかも、設定するパラメータは、時
間しきい値と、しきい値の前後における優先度だけでよ
いため、処理手順や装置構成が複雑化しない。したがっ
て、システムのスループットの向上を、無理なく、簡素
化された方法で実現することができる。

【０００８】また、本発明のタスク制御装置は、実行可
能キューに登録されているタスクを優先度順にソーティ
ングするタスクスケジューリング手段と、実行可能キュ
ーに登録されているタスクについてタイムアウトを検出
すると優先度を高位に変更すると共に、タスクスケジュ
ーリング手段に実行可能キューのソーティングを要求す
るタイマ値制御手段と、を有する。

【０００９】タイマ値制御手段とタスクスケジューリン
グ手段の働きにより、低優先度のタスクについても、時
間経過に伴なうダイナミックな優先度の変更が可能とな
り、リアルタイムＯＳがサポートするシステム全体とし
てのスループットが、無理なく向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のタスク制御方法の第１の
態様では、実時間処理を必要とする複数のタスクの各々
に優先度を付与し、その優先度に基づき優先判定を行っ
てタスクを実行する場合に、前記複数のタスクのうちの
少なくとも一部のタスクについて、所定期間内に実行さ
れなかった場合にはそのタスクの優先度を高める優先度
変更処理を施す。

【００１１】これにより、低優先度のタスクが予め設定
した時間程度で実行される可能性が高まり、無理なくシ
ステム全体のスループットを高めることができる。

【００１２】また、本発明のタスク制御方法の第２の態
様では、第１の態様において、あらかじめタスクに、初
期優先度と、この初期優先度が適用される期間と、前記
初期優先度よりも高位のタイムアウト優先度とを設定し
ておき、前記初期優先度が適用される期間が経過する
と、前記タイムアウト優先度により優先判定を行うよう
にした。

【００１３】したがって、簡単なパラメータの設定によ
ってタスクの優先度変更処理を実現できる。

【００１４】本発明のタスク制御方法の第３の態様で
は、実時間処理を必要とする複数のタスクの各々に優先
度を付与し、その優先度に基づき優先判定を行ってタス
クを実行するタスク制御方法において、タスクが実行可
能状態になると、そのタスクについて初期優先度，タイ
マ初期値およびタイムアウト優先度を取得して実行可能
キューに登録し、時間の経過と共にタイマ値を前記タイ
マ初期値よりカウントダウンしていき、前記タイマ値が
「０」になるとそのタスクの優先度を前記初期優先度か
ら前記タイムアウト優先度に変更して前記実行可能キュ
ーのソーティングを行い、前記実行可能キューのソーテ
ィングの結果として実行可能キューの先頭タスクが前回
のソーティング時における先頭タスクと異なるものとな
った場合、前記実行可能キューの前記先頭タスクを実行
タスクとしてＣＰＵに割り当てるようにした。

【００１５】これにより、高優先度タスクがＣＰＵを占
有し続けている場合でも、低優先度タスクをＣＰＵに割
り当てることができ、また、低優先度タスクが実行可能
状態に変化してから実際にＣＰＵに割り当てられるまで
の時間をアプリケーションが設定した値程度に保証する
ことができる。

【００１６】本発明のタスク制御方法の第４の態様は、
タスク生成時に、前記初期優先度，タイマ初期値，タイ
ムアウト優先度の値を設定する。

【００１７】これにより、アプリケーションレベルで簡
単にタスク制御を行える。

【００１８】本発明のタスク制御方法の第５の態様で
は、前記タイムアウト優先度の範囲が前記初期優先度の
取り得る値の範囲外であり、かつ、前記タイムアウト優
先度を前記初期優先度よりも高位とした。

【００１９】これにより、タイムアウトして待ち時間が
長いタスクが、タイムアウトしていない他のタスクより
も優先的に実行される。

【００２０】また、本発明のタスク制御方法の第６の態
様では、前記実行可能キューに登録されているタスクの
タイマ値が所定の値の場合、前記タイマ値のカウントダ
ウンが行われず、これによってそのタスクの優先度は、
常に前記初期優先度となるようにした。

【００２１】これにより、タスク生成時に、アプリケー
ションが各タスクに対して個別にタイムアウト時の優先
度変更機能を使用するかしないかを適宜、選択すること
ができる。

【００２２】また、本発明のタスク制御装置にかかる第
７の態様では、タスクの状態変化の検出および実行タス
クの切換を行うタスク制御手段と、このタスク制御手段
によって状態変化が検出されたタスクに関する、初期優
先度，タイマ初期値およびタイムアウト優先度を含む情
報を記憶するタスク情報記憶手段と、実行可能キューに
登録されているタスクを高優先度順にソーティングする
タスクスケジューリング手段と、前記実行可能キューに
登録されているタスクに関するタイマ値を前記タイマ初
期値からカウントダウンしていき、前記タイマ値が
「０」となった場合に、そのタスクの優先度を前記初期
優先度からタイムアウト優先度に変更すると共に、前記
タスクスケジューリング手段に実行可能キューのソーテ
ィングを要求するタイマ値制御手段と、を設ける構成と
した。

【００２３】これにより、タイマ値の制御による優先度
の変更を行う手段と、優先度にしたがった実行可能キュ
ーのソーティングを行う手段とをもつ簡素化された構成
でもって、高優先度タスクのみならず、低優先度タスク
にも、ほぼ所望の範囲でＣＰＵへの割り当てのチャンス
が与えられるシステムを構築できる。

【００２４】また、本発明のタスク制御装置にかかる第
８の態様では、第７の態様において、前記タスクスケジ
ューリング手段は、実行可能キューのソーティング時に
優先度の同じタスクが複数存在する場合、タスクの優先
度を初期優先度からタイムアウト優先度に変更したタス
クをキューの高位、あるいはキューの低位にソーティン
グする構成とした。

【００２５】これにより、優先度が同じタスクが競合し
た場合でも、不都合なくタスクの処理を続行することが
できる。

【００２６】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して具体的に説明する。

【００２７】（発明の実施の形態）図１はリアルタイム
タスクの制御を行うタスク制御装置のブロック図であ
る。

【００２８】本実施の形態にかかるリアルタイムタスク
制御装置１００は、例えばタスク１２１ａ、タスク１２
１ｂおよびタスク１２１ｃ等から構成されるタスク群１
２０を制御するものである。

【００２９】このリアルタイムタスク制御装置１００
は、タスク制御手段１０１と、タスクスケジューリング
手段１０２と、タイマ値制御手段１０３と、タスク情報
記憶手段１０４とを有する。

【００３０】タスク制御手段１０１は、制御対象である
タスク群１２０上の各タスクの状態変化の検出およびタ
スクスイッチ（実行するタスクの切換）等のタスク制御
を実行する。

【００３１】タスク情報記憶手段は、タスク制御手段１
０１により検出されたタスクの状態に関する情報（少な
くともタスク状態、優先度、タイマ初期値およびタイム
アウト優先度を含む情報）を、各タスクに対応して設け
られたタスク制御ブロックに記憶する。すなわち、タス
ク１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃに関するタスク情報は
それぞれ、タスク制御ブロック１３０ａ，１３０ｂ，１
３０ｃに記憶される。ここで、タスク制御ブロック１３
０ａ〜１３０ｃに必要な情報が記憶されるということ
は、実行可能状態となっている全部のタスクが把握さ
れ、しかも、どのタスクから順に実行するべきかが、各
タスクの優先度を比較することによって一義的に定まる
ことを意味する。本明細書では、優先度にしたがって順
序づけられた、実行可能なタスクに関する情報を実行可
能キュー１４１として把握する。つまり、タスク情報記
憶手段１０４は、実行可能キュー１４１を記憶する手段
として位置づけられることになる。

【００３２】タスクスケジューリング手段１０２は、タ
スク制御手段１０１によって状態変化が検出されたタス
クについて、優先度，タイマ値およびタイムアウト優先
度を含むタスク情報を取得し、実行可能キュー１４１
（つまり、タスク制御ブロック１３０ａ〜１３０ｃ）に
登録し、かつ、高優先度順にソーティング（並び替え）
する働きをする。

【００３３】図１の装置において、高優先度の順にソー
ティング（並び替え）することは、タスク制御ブロック
１３０ａ〜１３０ｃの各々の実行可能キュー前方リスト
に、そのタスクよりも一つ下位の優先度をもつ次のタス
クの情報の格納アドレスを書き込むこと、あるいは、実
行可能キュー後方リストに、そのタスクより一つ上位の
優先度をもつ次のタスクの情報の格納アドレスを書き込
むこと、を意味する。つまり、タスク１３０ａ〜１３０
ｃの現在の優先度はそれぞれ、「２５」，「５０」，
「７５」であり、タスク１３０ａが最優先のタスクであ
り、次に優先されるのがタスク１３０ｂであり、次がタ
スク１３０ｃである。したがって、実行可能キューのソ
ーティングがなされると、図１に矢印で示されるよう
な、優先度にしたがった順序付けがさなれることにな
る。

【００３４】タイマ値制御手段１０３は、システムクロ
ック生成手段１１１から供給されるシステムクロックを
用いてタイムスライス毎に（つまり、システムクロック
の入力タイミング毎に）、実行可能キュー１４１内の各
タスク制御ブロックのタイマ値を、タイマ初期値からカ
ウントダウンしていく。そして、タイマ値が「０」とな
った場合、そのタスクの優先度をタイムアウト優先度に
変更すると共に、タスクスケジューリング手段１０２
に、実行可能キュー１４１のソーティング（並び替え）
を要求する。

【００３５】なお、図１において、タスク１２１ａに対
応するタスク制御ブロック１３０ａのタイマ初期値（お
よびタイマ値）が「−１」となっているが、この「−
１」が設定されると、タイマ値のカウントダウンによる
優先度変更処理が行われない。つまり、アプリケーショ
ンがタスクの優先度を固定したいと判断した場合には、
タイマ初期値に「−１」をセットすることによって、簡
単に、優先度変更処理を禁止することができる。

【００３６】以上のように構成されたリアルタイムタス
ク制御装置１００の動作とその効果について、図２〜図
８を参照して具体的に説明する。なお、図９〜図１２
は、比較例（従来例）の動作と効果を示す図である。

【００３７】リアルタイムタスクの制御動作は、大きく
分けて図２に示すタスクスケジューリング動作と、図３
に示すタイマ値制御動作と、図４に示す実行タスクスイ
ッチ動作の３つから構成される。なお、実行タスクスイ
ッチ動作は、タスクスケジューリング動作およびタイマ
値制御動作の一連の手順に包含されるものである。ま
た、タイマ値制御動作は、本発明における核となる部分
である。

【００３８】図１に示すように、実行可能状態のタスク
は、タスク１２１ａ〜１２１ｃの３つである。そして、
アプリケーションは、タスク生成時にパラメータとして
少なくとも優先度，タイマ初期値，タイムアウト優先度
の３つの値を設定する。優先度の設定に関し、例えば、
アプリケーションが設定するタイムアウト優先度の範囲
を０から９とし、同じくアプリケーションが設定する初
期優先度を１０から９９として、初期優先度とタイムア
ウト優先度の範囲が重ならないように別々に設けること
もできる。なお、本実施の形態では、優先度の数値が低
いほど優先順位が高い。

【００３９】まず、タスクスケジューリング動作につい
て説明する。

【００４０】図２に示すように、まず、タスク制御手段
１０１が、制御対象であるタスク群１２０上の各タスク
に対してタスク状態の変化を検出する（ステップ２０
１）。そして、検出したタスク状態変化に対してタスク
生成，タスク削除またはそれ以外の３つの場合分けを行
う（ステップ２１１）。

【００４１】タスクが新たに生成された場合は、タスク
情報記憶手段１０４が、生成されたタスクに対するタス
ク制御ブロック１３０を確保し（ステップ２１２）、少
なくともタスク状態，優先度，タイマ初期値およびタイ
ムアウト優先度を含むタスク情報をタスク制御ブロック
１３０に書き込んで制御ブロックの編集を行う（ステッ
プ２１３）。

【００４２】一方、タスクが削除された場合は、タスク
情報記憶手段１０４が、削除されたタスクに対するタス
ク制御ブロック１３０を解放する（ステップ２１４）。
それ以外のタスク状態変化が起こった場合は、タスク情
報記憶手段１０４が、状態変化したタスクに対するタス
ク制御ブロック１３０のタスク状態を変更してブロック
の編集を行う（ステップ２１３）。

【００４３】そして、タスク制御手段１０１は、検出し
たタスク状態変化を、実行不可能状態から可能状態への
変化，実行可能状態から不可能状態への変化，あるいは
それ以外の変化の３つの場合に分ける（ステップ２２
１）。ここで、タスクが実行不可能状態であるとは、タ
スクが休止状態であるか、遅延状態であるか、または事
象待ち状態であるかのいずれかの状態であることをい
う。

【００４４】タスクが実行不可能状態から可能状態に変
化した場合は、タスク制御手段１０１がタスク情報記憶
手段１０４から状態変化したタスクに対するタスク制御
ブロック１３０の優先度、タイマ初期値及びタイムアウ
ト優先度を取得し（ステップ２２２）、タスクスケジュ
ーリング手段１０２が、この取得したタスク情報と共に
タスクを実行可能キュー１４１に追加し（ステップ２２
３）、図４に示す実行タスクスイッチ動作を行い、タス
ク制御手段１０１のタスク状態変化検出（ステップ２０
１）待ち状態に戻る。タスクを実行可能キュー１４１に
追加する際、タイマ初期値はタイマ値に格納する。

【００４５】タスクが実行可能状態から不可能状態に変
化した場合は、タスクスケジューリング手段１０２が、
実行可能キュー１４１からそのタスクの情報を削除し
（ステップ２２４）、図４に示す実行タスクスイッチ動
作を行い、タスク制御手段１０１のタスク状態変化検出
（ステップ２０１）待ち状態に戻る。それ以外のタスク
状態変化が起こった場合は、タスク制御手段１０１のタ
スク状態変化検出（ステップ２０１）待ち状態に戻る。

【００４６】次に、図３を用いて、タイマ値制御動作を
説明する。

【００４７】まず、タイマ値制御手段１０３が、システ
ムクロック１１１から１タイムスライス信号を受信し、
実行可能キュー１４１上の各タスクのタスク情報である
タイマ値をカウントダウンする（ステップ３０１）。な
お、上述のようにタイマ値が「-１」等特定の値となっ
ていると、カウントダウンは行われない。続いてタイマ
値が「０」であるタスクが存在するかどうかを判定し、
存在しない場合は１タイムスライス信号受信（ステップ
３０１）待ち状態に戻る（ステップ３１１）。タイマ値
が「０」であるタスクが存在する場合は、そのタスクの
優先度をタイムアウト優先度に変更し（ステップ３２
１）、図４に示す実行タスクスイッチ動作を行い、１タ
イムスライス信号受信（ステップ３０１）待ち状態に戻
る。

【００４８】次に、図４を用いて、実行タスクスイッチ
動作について説明する。

【００４９】まず、タスクスケジューリング手段１０２
が、実行可能キュー１４１上のタスクを優先度の高い順
にソーティングする（ステップ４０１）。すなわち、図
１の各タスク制御ブロック１３０ａ〜１３０ｂ内の実行
可能キュー前方リスト，後方リストのアドレスを書き込
んで、各タスクの優先順序を決定する。

【００５０】高優先度順にタスクをソーティングする
際、優先度の同じタスクが複数存在する場合、タスクが
実行可能キューに追加された順にキューの高位にソーテ
ィングする方法の他、優先度をタイムアウト優先度に変
更した方のタスクをキューの高位にソーティングする方
法や、優先度をタイムアウト優先度に変更した方のタス
クをキューの低位にソーティングする方法を採用するこ
とにより、同じ優先度のタスクが競合する場合にも不都
合なくソーティングを行える。

【００５１】続いて、タスクスケジューリング記憶手段
１０５は、実行可能キューの先頭タスク（最高優先度タ
スク）が変化したかどうかを検出し（ステップ４１
１）、変化しなかった場合は実行タスクスイッチ動作を
終了する。変化した場合は、タスクスケジューリング記
憶手段１０５は、タスク制御手段１０１に実行タスクス
イッチ要求信号を送信し、実行タスクスイッチ要求信号
を受信したタスク制御手段１０１は、タスク情報記憶手
段１０４を用いてタスク制御ブロックの書き換えおよび
タスクスイッチの実行時に必要なタスク情報の取得を行
い（ステップ４２１）、タスク群１２０に対して実行タ
スクのスイッチを行い（ステップ４２２）、実行タスク
スイッチ動作を終了する。

【００５２】このようにして、アプリケーションが設定
した所定の時間がタイムアウトすると、低優先度のタス
クの優先度がステップ的に変更されて、そのタスクの実
行確率が高まる。図１では、タスク１２１ａが最も優先
度が高く，続いてタスク１２１ｂ，１２１ｃの順となっ
ていた。ここで、タイムアウトに伴う優先度変更によっ
て、タスク１２１ｂの優先度がもっとも高位になり、続
いてタスク１２１ｃ、タスク１２１ａの順になると、実
行可能キュー１４１のソーティング後の状態は、図５の
ように変化する。このように、所定の時間経過と共にタ
スクの優先度をダイナミックに変更し、その都度、実行
可能キューのソーティングを行うことで、低い優先度の
タスクも、アプリケーションが設定した時間程度で実行
されることになる。

【００５３】本発明の実施の形態によるタスク実行の様
子を、図６〜図８に示す。

【００５４】図６は、３つの周期タスク（タスク１２１
ａ、タスク１２１ｂ、タスク１２１ｃ）の、１周期内に
おけるタスク実行時間およびタスクの実行周期を示す図
である。図７は、図６に示すような３つの周期タスクに
対して、図１のタスク制御ブロック１３０ａ〜１３０ｃ
に示される値の優先度，タイマ初期値，タイムアウト優
先度を付与して（つまり、タスク１２１ａに対しては優
先度２５，タイマ初期値−１，タイムアウト優先度-１
を付与し、タスク１２１ｂに対しては優先度５０，タイ
マ初期値１０，タイムアウト優先度３を付与し、タスク
１２１ｃに対しては、優先度７５，タイマ初期値１２．
５，タイムアウト優先度６を付与して）、本発明の実施
の形態によるタスク実行を行った場合の時間軸に対する
各タスクの優先度の変化および実行タスクの変化を示す
図である。図８は、図７で示された実行タスクの変化か
ら各タスクのタスク実行待ち時間の最高値を最高タスク
実行待ち時間として、合計値をタスク実行待ち時間合計
として示すものである。

【００５５】図７において、白抜きの三角印はタスクが
実行状態に変化したことを示し、黒い三角印は、１周期
分の処理を終了して実行不可能状態に変化したことを示
す。また、図７の下側の図において、実線の横線はタス
クが実行されている期間を示し、点線の横線はタスクが
実行待ち状態となっている期間を示している。

【００５６】図７の上側の図に示されるように、１０タ
イムスライス（１０ＴＳ）が経過するとタイムアウトに
よりタスク１２１ａの優先度がもっとも高くなり、１
２．５タイムスライス（１２．５ＴＳ）が経過すると、
タイムアウトに伴いタスク１２１ｂの優先度がタスク１
２１ａに続いて高位となる。これにより、図７の下側に
示すように、初期優先度が低くかったタスク１２１ｂ，
１２１ｃも、アプリケーションが設定したタイマ初期値
（タスク１２１ｂについては１０ＴＳ、タスク１２１ｃ
については１２．５ＴＳ）程度の待ち時間で実行され
る。

【００５７】図８の左側に示されるように、タスク１２
１ａの待ち時間は６．２５ＴＳであり、タスク１２１ｂ
の待ち時間は１０ＴＳであり、タスク１２１ｃの待ち時
間は１５ＴＳである。このデータから、各タスクがＣＰ
Ｕに効果的に割り当てられ、システム全体としての処理
効率が向上しているのがわかる。

【００５８】図９および図１０は、優先度の変更を行わ
ない従来方式によるタスク実行の様子とその結果を比較
例として示すものである。

【００５９】図９から明らかなように、低優先度のタス
クは上位のタスクの処理が終わるまで、待たされ続ける
ことになる。したがって、図１０の左側に示されるよう
に、最も上位のタスク１２１ａは待ち時間が０であるも
のの、タスク１２１ｂについては待ち時間が１５，タス
ク１２１ｃについては待ち時間が２５となり、図８の本
実施の形態の場合と比べ、低優先度のタスクの待ち時間
がかなり長い。また、図８と図１０の比較から、最高タ
スク実行待ち時間値およびタスク実行待ち時間の合計値
についても、本実施の形態のほうがトータルの値が小さ
く、効率的な処理がなされていることがわかる。

【００６０】図１１および図１２に、アプリケーション
レベルで割り込みタイマを使用した従来例のタスク実行
の様子およびその結果を示す。

【００６１】割り込みを使用して低優先度のタスクを強
制的に実行させる従来例では、ＣＰＵが空き状態でも、
割り込みが実行されるまで実行タスクの切り替えが行わ
れることはなく、結果としてシステムのスループットを
低下させるという不合理な結果が生じることがある。こ
れに対し、本実施の形態によるタスク実行ではＣＰＵが
空き状態になればタイマ値が０でなくともＣＰＵへの割
り当てが行われるので、結果としてシステムのスループ
ットを低下させることはない。

【００６２】図１１においては、時刻２１．２５ＴＳで
ＣＰＵが空き状態であるにも関わらずタスク１２１ｂは
実行されないが、図７では、タスク１２１ｂは２１．２
５ＴＳで実行される。

【００６３】図８に示されるように、本実施の形態で
は、タスク１２１ｂおよびタスク１２１ｃの最高タスク
実行待ち時間はタイマ初期値程度に抑えられている。ま
た、タスク１２１ａのタスク実行待ち時間合計も、アプ
リケーションレベルで割り込みタイマを使用する場合
（図１２)よりも小さく抑えられていることがわかる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
アルタイムタスク制御装置にタイムアウト時の優先度変
更機能を設けることにより、高優先度タスクがＣＰＵを
占有し続けている場合でも、低優先度タスクをシステム
全体のスループットを低下させること無くＣＰＵに割り
当て、また、低優先度タスクが実行可能状態に変化して
から実際にＣＰＵに割り当てられるまでの時間をアプリ
ケーションが設定した値程度に保証することができる。
これにより、システム全体のスループットが向上する。
また、時間に関する制御は、システムクロックから得ら
れるタイムスライス毎にタイマ値をカウントダウンする
処理のみなので、リアルタイムタスク制御を容易に実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるリアルタイムタス
ク制御装置のブロック図

【図２】本発明の実施の形態におけるタスクスケジュー
リング動作を示すフロー図

【図３】本発明の実施の形態におけるタイマ値制御動作
を説明するためのフロー図

【図４】本発明の実施の形態における実行タスクスイッ
チ動作を説明するためのフロー図

【図５】本発明の実施の形態において、タイムアウトに
伴なって優先度の変更を行った場合の実行可能キューの
状態例を示す図

【図６】本発明の実施の形態における各タスクのタスク
実行時間およびタスク実行周期を示す図

【図７】本発明の実施の形態における各タスクの優先度
の変化および実行タスクの変化を示す図

【図８】本発明の実施の形態における各タスクの最高タ
スク実行待ち時間およびタスク実行間待ち時間の合計を
示す図

【図９】従来のスケジューリング方法を説明するための
各タスクの優先度の変化及び実行タスクの変化を示す図

【図１０】従来例における各タスクの最高タスク実行待
ち時間およびタスク実行間待ち時間の合計を示す図

【図１１】他の従来例における各タスクの優先度の変化
および実行タスクの変化を示す図

【図１２】他の従来例における各タスクの最高タスク実
行待ち時間およびタスク実行間待ち時間の合計を示す図

【符号の説明】

１００リアルタイムタスク制御装置１０１タスク制御手段１０２タスクスケジューリング手段１０３タイマ値制御手段１０４タスク情報記憶手段１０５タスクスケジューリング手段１１１システムクロック１２０アプリケーションタスク群１２１アプリケーションタスク１３０ａ〜１３０ｃタスク制御ブロック１４１実行可能キュー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実時間処理を必要とする複数のタスクの
各々に優先度を付与し、その優先度に基づき優先判定を
行ってタスクを実行する場合に、前記複数のタスクのう
ちの少なくとも一部のタスクについて、所定期間内に実
行されなかった場合にはそのタスクの優先度を高める優
先度変更処理を施すことを特徴とするタスク制御方法。
【請求項２】あらかじめタスクに、初期優先度と、こ
の初期優先度が適用される期間と、前記初期優先度より
も高位のタイムアウト優先度とを設定しておき、前記初
期優先度が適用される期間が経過すると、前記タイムア
ウト優先度により優先判定を行う請求項１記載のタスク
制御方法。
【請求項３】実時間処理を必要とする複数のタスクの
各々に優先度を付与し、その優先度に基づき優先判定を
行ってタスクを実行するタスク制御方法において、タス
クが実行可能状態になると、そのタスクについて初期優
先度，タイマ初期値およびタイムアウト優先度を取得し
て実行可能キューに登録し、時間の経過と共にタイマ値
を前記タイマ初期値よりカウントダウンしていき、前記
タイマ値が「０」になるとそのタスクの優先度を前記初
期優先度から前記タイムアウト優先度に変更して前記実
行可能キューのソーティングを行い、前記実行可能キュ
ーのソーティングの結果として実行可能キューの先頭タ
スクが前回のソーティング時における先頭タスクと異な
るものとなった場合、前記実行可能キューの前記先頭タ
スクを実行タスクとしてＣＰＵに割り当てることを特徴
とするタスク制御方法。
【請求項４】タスク生成時に、前記初期優先度，タイ
マ初期値，タイムアウト優先度の値を設定することを特
徴とする請求項３記載のタスク制御方法。
【請求項５】前記タイムアウト優先度の範囲が前記初
期優先度の取り得る値の範囲外であり、かつ、前記タイ
ムアウト優先度の方が前記初期優先度よりも高位である
ことを特徴とする請求項３記載のタスク制御方法。
【請求項６】前記実行可能キューに登録されているタ
スクのタイマ値が所定の値の場合、前記タイマ値のカウ
ントダウンが行われず、これによってそのタスクの優先
度は、常に前記初期優先度となることを特徴とする請求
項３記載のタスク制御方法。
【請求項７】タスクの状態変化の検出および実行タス
クの切換を行うタスク制御手段と、このタスク制御手段
によって状態変化が検出されたタスクに関する、初期優
先度，タイマ初期値およびタイムアウト優先度を含む情
報を記憶するタスク情報記憶手段と、実行可能キューに
登録されているタスクを高優先度順にソーティングする
タスクスケジューリング手段と、前記実行可能キューに
登録されているタスクに関するタイマ値を前記タイマ初
期値からカウントダウンしていき、前記タイマ値が
「０」となった場合に、そのタスクの優先度を前記初期
優先度からタイムアウト優先度に変更すると共に、前記
タスクスケジューリング手段に実行可能キューのソーテ
ィングを要求するタイマ値制御手段と、を具備すること
を特徴とするタスク制御装置。
【請求項８】前記タスクスケジューリング手段は、実
行可能キューのソーティング時に優先度の同じタスクが
複数存在する場合、タスクの優先度を初期優先度からタ
イムアウト優先度に変更したタスクをキューの高位、あ
るいはキューの低位にソーティングすることを特徴とす
る請求項７記載のタスク制御装置。