JP2000172513A - タスク管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タスク処理の割り当ての無駄を無くし、タス
クを効率良く実行する。 【解決手段】 各タスクの時間カウント処理（ステップ
３０２）で、前回の実行からそのタスクの周期以上の時
間が経過しているタスクに関して、このタスクが実行可
能な状態にあるかどうかを確認する。タスクの状態が実
行可能状態にある場合にだけタスクの実行を許し、前回
の実行から周期以上の時間が経過していても、タスクの
状態が実行可能状態でない場合は、タスク処理の割り当
てを行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチタスクシス
テムに係り、特に各タスクに設定された処理の周期と要
求処理時間と遅延許容時間とタスクの状態に従って、タ
スクの実行を行うタスク管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、遅延保証が必要な全てのタスクの
遅延を保証しタスクの実行を制御することでアプリケー
ションのサービス品質を制御するタスク管理方法とし
て、周期的な実行および実行時からの遅延保証が必要な
タスクを実行するマルチタスクシステム（例えば、特願
平８−３３３６６７号参照）が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のタスク管理方法では次のような問題点があっ
た。前述したタスク管理方法では、遅延保証が必要なタ
スクに対して、タスクの実行の周期と、その周期でタス
クを実行するために要求された要求処理時間と、実行遅
延の許容範囲を示す許容遅延時間とを予め設定し、これ
に基づいてタスクの実行の管理を行っている。タスクの
実行の管理は、タスクの実行の周期とタスクの実行を促
すイベントの双方が揃った時点でタスクの実行を行う方
法と、タスクの実行の周期のみをタスク実行の起点とし
てタスクの実行を行う方法の２種類の管理方法をとって
いる。しかし、タスクの実行の周期のみをタスク実行の
起点とする場合には、タスクの状態が実行可能な状態で
ないときにそのタスクへの処理の割り当てが行われる現
象が発生する。したがって、実行可能でないタスクに処
理の割り当てを行うために、その割り当てが無駄になっ
てしまうという問題がある。本発明は、上記課題を解決
するためになされたもので、より効率的にタスクの実行
ができるタスク管理方法を提供し、タスクの処理の割り
当ての無駄を無くすことを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、マルチタスクシステムで実行される遅延保
証が必要な各タスクごとに、そのタスクを実行する周
期、その１周期内でそのタスクを実行するために要求さ
れた要求処理時間、およびそのタスクの実行遅延の許容
範囲を示す許容遅延時間をそれぞれ設定し、各タスクの
要求処理時間と許容遅延時間との和による優先度および
各タスクに設定された周期に基づいて各タスクの実行を
制御するタスク管理方法において、タスクの周期とタス
クの状態をタスクの実行の開始条件としてタスクの制御
を行うようにしたものである。このように、タスクの周
期とタスクの状態をタスクの実行の開始条件としてタス
クの制御を行うことにより、タスクの割り当ての無駄を
なくすことができる。また、請求項２に記載のように、
前回の実行からそのタスクの周期以上の時間が経過し、
かつ実行可能状態でない場合は、該当タスクが実行可能
状態になるまで実行を行わずに、実行可能状態にある他
のタスクを先に実行するようにしたものである。また、
請求項３に記載のように、前回の実行からそのタスクの
周期以上の時間が経過し、かつ実行可能状態であるとい
う条件が揃った時点から、該当タスクの周期の計算を再
開するようにしたものである。また、請求項４に記載し
たように、実行中のタスクの処理がそのタスクの要求処
理時間よりも早く終了し、かつ実行可能状態にある他の
タスクが存在する場合は、このタスクに実行中のタスク
の残りの処理時間を与えるようにしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態となるタスク管理方法に用いるマルチタスクシス
テムのブロック図である。マルチタスクシステム１００
は、ＣＰＵ１０１、タイマ１０２、例えばハードディス
ク装置等の記憶装置１０３、メモリ１０５を備えてい
る。

【０００６】そして、ＣＰＵ１０１、タイマ１０２、記
憶装置１０３、メモリ１０５は内部バス１０４で接続さ
れている。タイマ１０２は、設定された一定時間までの
計時を繰り返すものであり、設定時間ごとにＣＰＵ１０
１に割り込みをかける機能を持ち、割り込みによって設
定時間の経過をＣＰＵ１０１に通知することが可能であ
る。

【０００７】記録装置１０３にはタスクプログラムなど
が記録されており、必要に応じてメモリ１０５に読み出
される。メモリ１０５上には後述するタスク受付処理を
ＣＰＵ１０１に実行させるためのタスク受付プログラム
が格納されるタスク受付部１１０と、同様にタスク実行
プログラムが格納されるタスク実行部１１１が存在す
る。これらプログラムをメモリ１０５に格納することに
より、本発明のタスク管理方法の機能がシステムに組み
込まれる。

【０００８】タスクの実行は、ＣＰＵ１０１によって行
なわれる。また、メモリ１０５上にはマルチタスクシス
テムを実現するのに必要なタスクの情報を記録するため
のタスク管理テーブル１１２があり、タスクの受付およ
び実行の際に使用される。

【０００９】図２はタスク管理テーブルの１例を示す図
である。タスク管理テーブル１１２は、タスク情報管理
テーブル２１０とタスク実行管理テーブル２２０とから
構成される。タスク情報管理テーブル２１０は、タスク
受付部１１０（タスク受付処理）で受け付けられたタス
クの情報を管理するテーブルである。

【００１０】このタスク情報管理テーブル２１０は、タ
スク識別子２１１と、タスクポインタ２１２と、周期２
１３と、要求処理時間２１４と、許容遅延時間２１５と
を１つの要素とする配列で構成され、受け付けたタスク
に関する情報が管理される。タスク識別子２１１は、受
け付けたタスクを識別するのに使用される。タスクポイ
ンタ２１２は、記憶装置１０３あるいはメモリ１０５上
に存在する各タスクのプログラムの位置を指し示すもの
である。

【００１１】周期２１３は、遅延保証が必要なタスクに
設定される周期であり、そのタスクが実行された時点か
ら次回の実行が可能になるまでの時間を示すものであ
る。要求処理時間２１４は、各タスクの実行に要する処
理時間である。なお、この要求処理時間２１４は、予め
設定される値なので、実際のタスクは要求処理時間より
前に終了することもあり得る。

【００１２】許容遅延時間２１５は、遅延保証が必要な
タスクが周期２１３で示される時間内にタスクが実行待
ち状態でいられる時間を示している。そして、周期２１
３と要求処理時間２１４と許容遅延時間２１５は、要求
処理時間と許容遅延時間とを加えた時間が周期以下とな
るように設定される。

【００１３】一方、タスク実行管理テーブル２２０は、
タスク識別子２１１と、実行識別フラグ２２１と、周期
カウンタ２２２とを１つの要素とする配列で構成され
る。このタスク実行管理テーブル２２０では、受け付け
られたタスク、すなわちタスク情報管理テーブル２１０
に存在するタスクの実行時に使用される情報が管理され
る。

【００１４】実行識別フラグ２２１は、受け付けられた
タスクの中で、実行中のタスクと、実行を中断している
タスクと、実行可能状態にあるタスクとを識別するため
のフラグである。この実行識別フラグ２２１は、対応す
るタスクが実行中であれば、実行中を示す値に設定さ
れ、実行中断状態であれば、実行中断を示す値に設定さ
れ、実行可能状態であれば（ただし、実行中でもなく実
行中断状態でもない場合）、実行可能を示す値に設定さ
れ、これらの何れの状態でもないときは、別の値に設定
される。周期カウンタ２２２は、各タスクの実行開始時
点からの経過時間を示すものである。この周期カウンタ
２２２の値は、タスクの実行開始でリセットされ、その
後はタイマ１０２の値に応じて加算される。処理カウン
タ２２３は、各タスクが動作中であるときの動作時間を
示すものである。この処理カウンタ２２３の値は、タス
クの実行開始でリセットされ、その後はタスクが動作中
であるときのみ、タイマ１０２の値に応じて加算され
る。

【００１５】次に、図３〜図５を用いて、本発明のタス
ク管理方法について説明する。まず、遅延保証が必要な
タスクの予約について説明する。あるタスクの実行に際
しては、このタスクの実行が別のタスクの許容遅延時間
の保証を乱してはならないという制約がある。また、タ
スク処理は、許容遅延時間が全て消費される前に終了し
なければならない。逆に言うと、許容遅延時間内に終了
できるのであれぱ、タスク処理は中断しても構わない。
そして、あるタスクが実行されると、設定された周期の
間、このタスクが新たに実行されることはない。

【００１６】これらのことから、以下の制約が導きださ
れる。 （Ａ）優先度は、要求処理時間と許容遅延時間との和に
よって決まり、この和が大きいタスクは処理の優先度が
下がる。 （Ｂ）優先度の高いタスクの要求処理時間が優先度の低
いタスクの許容遅延時間内に収まらなければならない。
この制約を満たせば、各タスクの許容遅延時間を保証し
つつタスク処理の実行が可能となる。したがって、この
ような制約を満たすかどうかで、新たなタスク要求を受
理すべきかどうかを判断することができる。

【００１７】図３はこのタスク受付処理の１例を示すフ
ローチャート図である。例えばアプリケーションからの
システムコールにより、タスクの予約が要求されると、
ＣＰＵ１０１は、タスク受付部１１０に格納されたプロ
グラムに従って以下のような処理を開始する（ステップ
５０１）。以下、遅延保証が必要なタスクを起動タスク
と呼ぶ。

【００１８】最初に、ＣＰＵ１０１は、既に受け付けら
れている各タスクおよび新たに要求された起動タスクの
単位時間当たりの要求処理時間の和と優先度の一番低い
タスクの許容遅延時間とから、優先度の一番低いタスク
の１周期に対する他のタスクの最大実行回数分の要求処
理時間の和をそれぞれ減算する（ステップ５０２）。こ
こで、優先度は、要求処理時間と許容遅延時間との和に
よって決まり、この和が小さいものほど優先度が高いタ
スクとなる。

【００１９】次に、ＣＰＵ１０１は、ステップ５０２で
計算した値に基づいて起動タスクの受付が可能かどうか
を判断する（ステップ５０３）。単位時間当たりの要求
処理時間の和を超えている場合、または優先度の一番低
いタスクの許容遅延時間から優先度の一番低いタスクの
１周期に対する他のタスクの最大実行回数分の要求処理
時間の和を減算した値が負の場合であれば、いずれの場
合も受付不許可とし、それ以外の場合は受付を許可す
る。

【００２０】ＣＰＵ１０１は、ステップ５０３において
受付不許可と判断した場合、受付できなかった旨をアプ
リケーションに返答して（ステップ５０４）、一連のタ
スク受付処理を終了する（ステップ５０７）。また、Ｃ
ＰＵ１０１は、ステップ５０３において受付許可と判断
した場合、起動タスクの情報をタスク管理テーブル１１
２に登録し（ステップ５０５）、受付できた旨をアプリ
ケーションに返答して（ステップ５０６）、一連のタス
ク受付処理を終了する（ステップ５０７）。

【００２１】なお、受付要求が発生した起動タスクの周
期、要求処理時間、許容遅延時間及びタスクポインタ
は、このタスク予約を要求したアプリケーションに設定
されており、上記システムコールによってＯＳに渡さ
れ、受付が許可されると、タスク識別子が付与されてタ
スク情報管理テーブル１１２に格納される。

【００２２】次に、タスクの時間処理が発生したときの
タスクの実行管理を図４を参照して説明する。図４はタ
スクの時間処理が発生したときのタスク実行管理処理の
１例を示すフローチャート図である。時間処理の実行タ
イミングの１例としては、タスクの周期２１３と比べて
十分に短い一定値が設定されたタイマ１０２により、一
定時間ごとに発生するＣＰＵ１０１への割り込み時点が
ある。

【００２３】ＣＰＵ１０１は、タスクの時間処理の発生
（タイマ１０２からＣＰＵ１０１へのタイマ割り込み）
に応じて、図４に示す時間処理（ステップ３０１）を開
始する。時間処理が発生すると、ＣＰＵ１０１は、時間
のカウント処理を行う（ステップ３０２）。このカウン
ト処理については後述する。

【００２４】次に、ＣＰＵ１０１は、動作中のタスクが
存在するかどうかを判定する（ステップ３０３）。動作
中のタスクが存在する場合は（ステップ３０３：ＹＥ
Ｓ）、このタスクの処理カウンタ２２３をタイマ１０２
の値に基づいて再設定する（ステップ３０４）。その
後、このタスクの要求処理時間が終了しているかどうか
を判定する（ステップ３０５）。そして、ＣＰＵ１０１
は、動作中のタスクの要求処理時間が終了していない、
すなわちタスク実行管理テーブル２２０に格納された、
このタスクの処理カウンタ２２３の値がタスク情報管理
テーブル２１０に格納された要求処理時間２１４以上で
ないならば（ステップ３０５：ＮＯ）、動作中のタスク
が実際の処理を終了しているかどうかを判定する（ステ
ップ３０６）。

【００２５】ステップ３０６において、動作中のタスク
が実際の処理を終了している場合、ＣＰＵ１０１は、実
行中のタスクに対して動作停止処理を行う（ステップ３
０７）。また、ＣＰＵ１０１は、動作中のタスクが実際
の処理を終了していない場合、一連の時間処理を終了す
る（ステップ３１１）。

【００２６】また、ステップ３０５において、動作中の
タスクの要求処理時間が終了している、すなわち該タス
クの処理カウンタ２２３の値が要求処理時間２１４以上
ならば（ステップ３０５：ＹＥＳ）、タスクの実行が終
了したものとして、実行中のタスクに対して動作停止処
理を行う（ステップ３０７）。

【００２７】次に、ＣＰＵ１０１は、ステップ３０３に
おいて動作中のタスクが存在しない場合あるいはステッ
プ３０７の処理が終了した場合、動作可能なタスクが存
在するかどうかを判定する（ステップ３０８）。動作可
能なタスクとは、対応する周期カウンタ２２２の値が周
期２１３以上となって処理開始の周期を迎え、かつ対応
する実行識別フラグ２２１が実行可能を示す値に設定さ
れているタスクである。

【００２８】そして、ＣＰＵ１０１は、動作可能なタス
クが存在する場合、タスク実行部１１１にプログラムが
格納された該当タスクがタスク処理が可能な状態にある
かどうかを判定する（ステップ３０９）。ＣＰＵ１０１
は、該当タスクの状態が実行可能な状態にある場合、タ
スクの実行を行う（ステップ３１０）。また、ＣＰＵ１
０１は、該当タスクの状態が実行可能な状態にない場
合、時間処理を終了する（ステップ３１１）。

【００２９】次に、時間カウント処理について説明す
る。図５は時間カウント処理の１例を示すフローチャー
ト図である。前述のように時間処理が発生すると、ＣＰ
Ｕ１０１は、時間カウント処理を行う（図４ステップ３
０２）。

【００３０】まず、ＣＰＵ１０１は、タスク管理テーブ
ル１１２に登録されている複数のタスクのうち、先頭の
タスクを時間カウント処理の対象として設定する（ステ
ップ４０１）。続いて、ＣＰＵ１０１は、このタスクが
既に処理周期を迎えているかどうかを判定する（ステッ
プ４０２）。

【００３１】そして、ＣＰＵ１０１は、タスク実行管理
テーブル１１２に登録されている該当タスクの周期カウ
ンタ２２２の値が周期２１３より小さく、処理周期を迎
えていない場合、この周期カウンタ２２２の値をタイマ
１０２の値に基づいて再設定する（ステップ４０３）。
この再設定は、周期カウンタ２２２の現在の値にタイマ
１０２の値を加算することで行われる。

【００３２】周期カウンタの処理後、ＣＰＵ１０１は、
該当タスクが処理周期を迎えているかどうかを再度判定
する（ステップ４０４）。ステップ４０２あるいは４０
４において、タスク実行管理テーブル１１２に登録され
ている該当タスクの周期カウンタ２２２の値が周期２１
３以上で、処理周期を迎えている場合、ＣＰＵ１０１
は、タスク実行部１１１にプログラムが格納された該当
タスクがタスク処理が可能な状態にあるかどうかを判定
する（ステップ４０５）。

【００３３】ＣＰＵ１０１は、該当タスクの状態が実行
可能な状態にある場合、タスク実行管理テーブル１１２
に登録されている該当タスクの実行識別フラグ２２１を
実行可能を示す値に設定し（ステップ４０６）、該当タ
スクの周期カウンタ２２２及び処理カウンタ２２３の値
を０に初期化する（ステップ４０７）。

【００３４】ステップ４０４において該当タスクが処理
周期を迎えていない場合、ステップ４０５において該当
タスクの状態が実行可能な状態にない場合、あるいはス
テップ４０７の処理を終了した場合、ＣＰＵ１０１は、
タスク実行管理テーブル１１２に登録されている全ての
タスクの時間カウント処理が終了したかどうかを判定す
る（ステップ４０８）。

【００３５】全てのタスクの時間カウント処理が終了し
ていない場合、ＣＰＵ１０１は、タスク管理テーブル１
１２に登録されている次のタスクを時間カウント処理の
対象として設定する（ステップ４０９）。上記と同様の
処理を繰り返して、全てのタスクの時間カウント処理が
終了すると、ＣＰＵ１０１は、時間カウント処理を終了
する（ステップ４１０）。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、タスクの実行の周期と要求処理時間と許容遅延時間
によって遅延保証が必要なタスクを実行する際、タスク
の周期とタスクの状態をタスクの実行の開始条件として
タスクの制御を行うことにより、前回の実行からそのタ
スクの周期以上の時間が経過していても、実行可能状態
になっていないタスクに対して、タスク処理の割り当て
を行うという無駄をなくすことができる。

【００３７】また、請求項２に記載のように、前回の実
行からそのタスクの周期以上の時間が経過し、かつ実行
可能状態でない場合は、該当タスクが実行可能状態にな
るまで実行を行わずに、実行可能状態にある他のタスク
を先に実行するようにしたことにより、タスクの実行を
効率良く行うことができる。

【００３８】また、請求項３に記載のように、前回の実
行からそのタスクの周期以上の時間が経過し、かつ実行
可能状態であるという条件が揃った時点から、該当タス
クの周期の計算を再開するようにしたことにより、タス
クの状態が実行可能状態になるまでの待ち時間を調整し
て、実行待ちが生じたタスクの動作を調整することがで
きる。

【００３９】また、請求項４に記載したように、実行中
のタスクの処理がそのタスクの要求処理時間よりも早く
終了し、かつ実行可能状態にある他のタスクが存在する
場合は、このタスクに実行中のタスクの残りの処理時間
を与えるようにしたことにより、タスクの実行を効率良
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態となるタスク管理方法に
用いるマルチタスクシステムのブロック図である。

【図２】 タスク管理テーブルの構成例を示す図であ
る。

【図３】 タスク受付処理の１例を示すフローチャート
図である。

【図４】 時間処理時のタスク実行管理処理の１例を示
すフローチャート図である。

【図５】 時間カウント処理の１例を示すフローチャー
ト図である。

【符号の説明】

１００…マルチタスクシステム、１０１…ＣＰＵ、１０
２…タイマ、１０３…記録装置、１０４…内部バス、１
０５…メモリ、１１０…タスク受付部、１１１…タスク
実行部、１１２…タスク管理テーブル、２１０…タスク
情報管理テーブル、２１１…タスク識別子、２１２…タ
スクポインタ、２１３…周期、２１４…要求処理時間、
２１５…許容遅延時間、２２０…タスク実行管理テーブ
ル、２２１…実行識別フラグ、２２２…周期カウンタ、
２２３…処理カウンタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチタスクシステムで実行される遅延
   保証が必要な各タスクごとに、そのタスクを実行する周
   期、その１周期内でそのタスクを実行するために要求さ
   れた要求処理時間、およびそのタスクの実行遅延の許容
   範囲を示す許容遅延時間をそれぞれ設定し、各タスクの
   要求処理時間と許容遅延時間との和による優先度および
   各タスクに設定された周期に基づいて各タスクの実行を
   制御するタスク管理方法において、 タスクの周期とタスクの状態をタスクの実行の開始条件
   としてタスクの制御を行うことを特徴とするタスク管理
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のタスク管理方法におい
   て、 前回の実行からそのタスクの周期以上の時間が経過し、
   かつ実行可能状態でない場合は、該当タスクが実行可能
   状態になるまで実行を行わずに、実行可能状態にある他
   のタスクを先に実行することを特徴とするタスク管理方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のタスク管理方法におい
   て、 前回の実行からそのタスクの周期以上の時間が経過し、
   かつ実行可能状態であるという条件が揃った時点から、
   該当タスクの周期の計算を再開することを特徴とするタ
   スク管理方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載のタスク管理方法におい
   て、 実行中のタスクの処理がそのタスクの要求処理時間より
   も早く終了し、かつ実行可能状態にある他のタスクが存
   在する場合は、このタスクに実行中のタスクの残りの処
   理時間を与えることを特徴とするタスク管理方法。