JP2001043092A

JP2001043092A - タスク間メッセージ通信方法

Info

Publication number: JP2001043092A
Application number: JP11217396A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sonobe; 隆行薗部
Original assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Current assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高優先タスクが待たされることなく、使用さ
れない無駄な領域をなくし資源の有効利用ができるよう
にする。【解決手段】ＯＳ１の中にメッセージ管理情報２とア
ドレス管理情報４により管理されるメッセージ・データ
３とを含む。メッセージ管理情報２は、メッセージＩＤ
５、受信中カウンタ６、メッセージ状態７を備えてい
る。メッセージＩＤ５は、他のメッセージデータと区別
するための番号を持つ。受信中カウンタ６は、メッセー
ジデータ３を受信しているタスクの個数を持つ。メッセ
ージ状態７はリード状態、メッセージ領域開放要求状
態、通常状態の３種類の状態に遷移が可能である。リー
ド状態は、メッセージデータ３を受信している状態、メ
ッセージ領域開放要求状態は受信が終了するとメッセー
ジを削除する状態、通常状態はそれ以外の状態である。
アドレス管理情報４は、メッセージ・データ３の先頭ア
ドレスを持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタスク間のデータ送
受信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タスク間通信の方法は、メールボックス
を使用してキューインングを行う方法や、メッセージを
セマフォを用いて管理する方法がある。タスク間通信機
能は通常ＯＳより提供される。

【０００３】キューイング方法を以下に示す（特開平８
−７７０２４より要約）。図１１にあるようにメッセー
ジ送信タスク５１とメッセージ受信タスク５２とはリア
ルタイムＯＳ５４の管理下で走行している。まず、メッ
セージ送信タスク５１は、外部装置からの処理要求の発
生を待ち、処理要求が発生すると、メッセージを生成し
て、メッセージ送信用システムコールをリアルタイムＯ
Ｓ５４に発行し、メッセージをメッセージキュー５３に
格納する。

【０００４】リアルタイムＯＳ５４は、送信処理の開始
の際、送信用システムコールを受付け（ステップ６
１）、メッセージキュー５３の空きを調べ（ステップ６
２）、空きがある場合に、メッセージの格納をメッセー
ジ送信タスク５１に指示する（ステップ６４）。メッセ
ージキューに空きがない場合、エラー処理し（ステップ
６５）、リアルタイムＯＳ５４は、他のタスク、ここで
は、メッセージ受信タスク５２により後述するイベント
フラグをセットされるのを待つ。イベントフラグがセッ
トされた場合、リアルタイムＯＳ５４はメッセージキュ
ーの空きを調べ、以下、この手順を繰返す。

【０００５】次に、メッセージ受信タスク５２は、受信
処理開始可能になると、メッセージ受信用システムコー
ルをリアルタイムＯＳ５４に発行する。この結果、メッ
セージ受信タスク５２は、リアルタイムＯＳ５４からメ
ッセージ取出し指示を受けて（ステップ７２、７３）、
メッセージをメッセージキュー５３から取出し、このメ
ッセージの内容に従った処理を行う。

【０００６】リアルタイムＯＳ５４は、メッセージキュ
ー５３からメッセージが取出されてメッセージキュー５
３に空きが生じるので、リアルタイムＯＳ５４はイベン
トフラグをセットして、手順を終了する。メッセージの
格納がない場合には、受信処理は終了になり、次の開始
を待つ。

【０００７】セマフォを用いる場合は、タスク間のデー
タの授受は共有メモリ領域を介して行うようになってい
る。ＯＳは共有メモリのアクセス中フラグをセットし、
他タスクからその共有メモリに対してアクセスがある場
合は、共有メモリがアクセス中であることをタスクに返
す。タスクが共有メモリ受信中に、その共有メモリに対
して、他のタスクから送信しようとした場合、そのタス
クの送信要求は受信が終了するまでは中断される（図１
３）。

【０００８】つまり、タスクが共有メモリに対してアク
セスを行っている間は、他のタスクからアクセスを行う
ことができない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】セマフォを行う方法で
は、その読み出しを行っているタスクよりも優先順位が
上位のタスクが起床され同一のメッセージに対して書込
みを行う場合、メッセージアクセスを一時停止させるた
め、図９のタイミングチャートで示すように、高優先タ
スクの処理が一時停止させた分だけ処理の終了が遅れて
しまう。タスクが重なれば重なるほどウエイト時間は増
加する。

【００１０】また、キューイングを行う方法では、キュ
ーイングを行うために静的な領域を確保しなければなら
ないため、メッセージキューにメッセージがない場合で
も、領域を確保しておく必要がある。

【００１１】本発明の目的は、優先順位が高いタスク
が、割り込みイベントにより短いタイミングで起床され
る場合に、高優先タスクが待たされることなく、かつ、
メッセージキューで使用するような静的な領域をなくし
資源の有効利用ができるタスク間のデータ送受信方法を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はタスク間メッセ
ージ通信方法は、オペレーティングシステム中に、各メ
ッセージ・データについて当該メッセージ・データを識
別するためのメッセージＩＤ、当該メッセージ・データ
を受信しているタスクの個数を持つ受信中カウンタ、当
該メッセージを受信していることを示すリード状態、受
信を終了すると当該メッセージを削除するメッセージ領
域開放要求状態、それ以外の通常状態からなるメッセー
ジ状態を含むメッセージ管理情報と、当該メッセージ・
データの先頭アドレスを示すアドレス管理情報を有し、
メッセージ管理情報とアドレス管理情報をもとにしてメ
ッセージの領域の確保と開放を動的に行う。

【００１３】１対ｎのタスク間通信において可変長のメ
ッセージの送受信を行う場合、例えば、優先順位が低位
のタスクがメッセージに対して読み出しを行っている時
に割り込みイベントが発生し、その読み出しを行ってい
るタスクよりも優先順位が上位のタスクが起動され同一
のメッセージに対して書込みを行う場合、そのメッセー
ジに対してアクセスの禁止が行われていなければ、メッ
セージ・データが途中で書き換わるため、優先順位が低
位のタスクが行っている読み出しデータが不定なものに
なってしまう。

【００１４】そのため、読み出し中、書込み中の場合
は、そのメッセージに対して他のタスクがアクセスする
ことを禁止する等の排他制御の対策が必要になり、従来
よりセマフォを行う方法や、メッセージのキューイング
を行う方法がある。

【００１５】セマフォを行う方法では、その読み出しを
行っているタスクよりも優先順位が上位のタスク起床さ
れ同一のメッセージに対して書込みを行う場合、メッセ
ージアクセスを一時停止させるため、図９のタイミング
チャートで示すように、高優先タスクの処理が一時停止
させた分だけ処理の終了が遅れてしまう。タスクが重な
れば重なるほどウエイト時間は増加する。

【００１６】本発明は、図１０のタイミングチャートに
示すように、メッセージのアクセスにおいて、高優先タ
スク処理を一時停止することがないため、高優先タスク
の処理が遅れることがなくなる（高優先タスクが低優先
タスクの受信処理完了を待つ必要がない）。

【００１７】また、キューイングを行う方法では、静的
に格納している領域（メッセージキュー）にメッセージ
を格納しメッセージの送受信を行うが、メッセージ送信
タスクからメッセージ送信用システムコールが呼び出さ
れた時に、ＯＳがメッセージキューに空きがないことを
検出した場合、エラー処理を行う。この構成ではタスク
の処理時間が資源待ち等の原因で長くなった場合、メッ
セージ送信タスクの走行が多くなり、メッセージキュー
の空きがなくなってしまう。よって、あらかじめ静的な
領域を十分に確保しておく必要がある。例えば、１００
バイトのメッセージを、キーイングを行うために最大１
０個のメッセージキューが必要になるシステムの場合、
ＯＳはメッセージキューを１０個持つ必要がある。よっ
て、１００バイトのメッセージが２個だけ存在する場合
でも、１００×１０バイトの領域を確保する。

【００１８】本発明では、静的な領域を必要としない
（メッセージが必要になる時のみＯＳが管理している領
域を確保する。タスクの処理時間が資源待ち等の原因で
長くなった場合でもＯＳが管理している領域が許す限り
確保することができる）ため、タスク１００バイトのメ
ッセージが２個だけ存在する場合は、２×１００バイト
でよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】図１に示すように本実施形態は、ＯＳ１の
中にメッセージ管理情報２とアドレス管理情報４により
管理されるメッセージ・データ３とを含む。メッセージ
管理情報２は、メッセージＩＤ５、受信中カウンタ６、
メッセージ状態７を備えている。メッセージＩＤ５は、
他のメッセージデータと区別するための番号を持つ。受
信中カウンタ６は、メッセージデータ３を受信している
タスクの個数を持つ。メッセージ状態７はリード状態、
メッセージ領域開放要求状態、通常状態の３種類の状態
に遷移が可能である。リード状態は、メッセージ・デー
タ３を受信している状態、メッセージ領域開放要求状態
は受信が終了するとメッセージを削除する状態、通常状
態はそれ以外の状態である。アドレス管理情報４は、メ
ッセージ・データ３の先頭アドレスを持つ。

【００２１】メッセージ送受信時のＯＳ１の動作を説明
する（動作のイメージ図を図２に示す）。

【００２２】送信時のＯＳ動作は図３のフローチャート
に示すように、タスクよりメッセージ送信開始要求があ
るとＯＳ１は、無条件でメッセージ状態を初期化し（メ
ッセージＩＤ５を格納、受信中カウンタ６をクリア、メ
ッセージ状態７を通常状態）（ステップ１１）、空き領
域のメッセージ・アドレスをタスクに渡す（ステップ１
２）。その後、処理を終了し、タスクからのメッセージ
送信終了通知待ちに移行する。この時タスクに渡される
アドレスは、ＯＳ１が管理をしている空き領域を使用す
る（固定で持っているわけではない）。

【００２３】タスクより送信終了通知があると、ＯＳ１
はアドレス管理情報４に登録されているメッセージアド
レスを使用し、同一メッセージＩＤを検索する（ステッ
プ１３）。検索した結果、同一メッセージＩＤがない場
合は、アドレス管理情報４にタスクから送信されたアド
レスを追加し（ステップ１７）、処理を終了する。

【００２４】同一メッセージＩＤを持つメッセージがあ
る場合は、メッセージ状態７を確認しメッセージ状態７
が通常状態ならば領域を開放する（ステップ１５）。メ
ッセージ状態７がリード状態ならばメッセージ状態７を
メッセージ領域開放要求状態にする（ステップ１６）。
その後アドレス管理情報４にタスクから送信されたアド
レスを追加し（ステップ１７）、処理を終了する。

【００２５】受信時のＯＳ動作は図４のフローチャート
に示すように、タスクよりメッセージ受信開始要求があ
ると、ＯＳ１はメッセージＩＤ５に対応したメッセージ
のアドレスをタスクに渡す（ステップ７）。同時にメッ
セージ状態をリード状態にし、受信中カウンタ６を＋１
する（ステップ２２）。その後、処理を終了し、タスク
からのメッセージ受信終了通知待ちに移行する。

【００２６】タスクよりメッセージ受信終了通知がある
と、ＯＳ１は受信中カウンタ６を−１する（ステップ２
３）、その結果、受信中カウンタが０の場合で、メッセ
ージ状態がメッセージ領域開放要求状態の場合は、メッ
セージを開放する（アドレス管理情報４に登録されてい
るアドレスを削除する）（ステップ２４〜２６）。メッ
セージ状態７がメッセージ領域開放要求状態でない場合
は、メッセージ状態７を通常状態に戻し（ステップ２
７）、処理を終了する。

【００２７】メッセージ送受信時のタスクの動作を説明
する。

【００２８】送信時のタスク動作は図５のフローチャー
トに示すように、タスクがメッセージの送信を行う場
合、送信タスクはＯＳ１に対して送信要求を発行する
（ステップ３１）。送信要求を発行することにより送信
タスクは、ＯＳからメッセージを書き込むアドレスを受
け取る。送信タスクは、受け取ったアドレスからメッセ
ージを書き込み（ステップ３２）、ＯＳ１に送信終了通
知を発行し（ステップ３３）、処理を終了する。

【００２９】受信時のタスク動作は図６のフローチャー
トに示すように、メッセージ受信を行う場合、受信タス
クはＯＳ１に対して受信要求を発行する（ステップ４
１）。受信要求を発行することにより、受信タスクはＯ
Ｓ１からメッセージの格納先アドレスを受信する。受信
タスクは、受け取ったアドレスからメッセージの読み込
みを行い（ステップ４２）、終了するとＯＳ１に受信終
了通知を発行し（ステップ４３）、処理を終了する。

【００３０】複数のタスクからの同一のメッセージに対
して送受信を行う場合を説明する。２つのタスクの優先
順位が、タスクＡ＞タスクＢの関係にあり、タスク
Ｂがメッセージ受信を行っている途中にイベントが発生
し、タスクＡが起動され、タスクＡが（タスクＢが受信
を行っているメッセージＩＤに対して）メッセージを送
信する場合、ＯＳ１は上記説明にあるように、現在使用
しているメッセージの領域と異なる領域へメッセージを
書込むようにアドレスを渡す。よって、受信を行ってい
るメッセージに対して送信を行う場合でも、一時停止さ
れることなくメッセージ送信処理を続けることが可能に
なる。

【００３１】また、タスクＡより優先順位が上位のタス
クＣが存在し、タスクＡのメッセージ書込み中にタスク
Ｃが起動されメッセージ受信を行う場合は、ＯＳ１は以
前にあるメッセージ（タスクＢが受信を行っているメッ
セージ）のアドレスを渡すので、タスクＣの受信処理も
一時停止されることなく受信を行うことが可能になる
（図７）。

【００３２】また、タスクＡのメッセージ書込みが終了
してからタスクＣが起動された場合は、最後に書込まれ
たメッセージ（タスクＢが読み込みを行っていない、タ
スクＡにより新たに書き込まれたメッセージ）のアドレ
スを渡すため、最新メッセージを受信することが可能に
なる（図８）。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、組み込み
マイコン用ＯＳでのタスク間通信のメッセージデータ送
受信方法において、メッセージ管理情報を設け、ＯＳが
メッセージの領域確保や開放を動的に管理することで、
タスクはメッセージの状態を意識せずにメッセージの送
受信を行うことが可能になること。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成図である。

【図２】ＯＳ１と複数のタスクＡ、Ｂ、Ｃ間のメッセー
ジ送受信を示す図である。

【図３】メッセージ送信時のＯＳ１の動作を示すフロー
チャートである。

【図４】メッセージ受信時のＯＳ１の動作を示すフロー
チャートである。

【図５】メッセージ送信時のタスクの動作を示すフロー
チャートである。

【図６】メッセージ受信時のタスクの動作を示すフロー
チャートである。

【図７】タスクＢがメッセージ受信中にタスクＡが起床
されメッセージ送信を行い、タスクＡ送信中にタスクと
がメッセージを受信する動作を示すイメージ図である。

【図８】タスクＢがメッセージ受信中にタスクＡが起床
されメッセージ送信を行い、タスクＡ送信終了後タスク
Ｃがメッセージを受信する動作のイメージ図である。

【図９】セマフォを行う方法のタイミングチャートであ
る。

【図１０】本発明の一実施形態のタイミングチャートで
ある。

【図１１】キューイングの構成図である。

【図１２】キューイングの送受信動作を示すフローチャ
ートである。

【図１３】セマフォを用いる方法のタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１ＯＳ２メッセージ管理情報３メッセージ・データ４アドレス管理情報５メッセージＩＤ６受信中カウンタ７メッセージ状態１１〜１７、２１〜２７、３１〜３３、４１〜４３
ステップ５１メッセージ送信タスク５２メッセージ受信タスク５３メッセージキュー５４リアルタイムＯＳ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のタスクがオペレーティングシステ
ムからメッセージを受信し、またオペレーティングシス
テムにメッセージを送信することでタスク間のメッセー
ジ通信を行うタスク間メッセージ通信方法において、オペレーティングシステム中に、各メッセージ・データ
について当該メッセージ・データを識別するためのメッ
セージＩＤ、当該メッセージ・データを受信しているタ
スクの個数を持つ受信中カウンタ、当該メッセージを受
信していることを示すリード状態、受信を終了すると、
当該メッセージを削除するメッセージ領域開放要求状
態、それ以外の通常状態からなるメッセージ状態を含む
メッセージ管理情報と、当該メッセージ・データの先頭
アドレスを示すアドレス管理情報を有し、前記メッセー
ジ管理情報と前記アドレス管理情報をもとにしてメッセ
ージの領域の確保と開放を動的に行うことを特徴とする
タスク間メッセージ通信方法。
【請求項２】タスクよりメッセージ送信開始要求があ
ると、前記メッセージＩＤを格納し、前記受信中カウン
タをクリア、前記メッセージ状態を通常状態とし、空き
領域のメッセージ・アドレスを前記タスクに渡し、前記
タスクより送信終了通知があると、前記アドレス管理情
報に登録されているメッセージ・アドレスを使用し、同
一メッセージＩＤを検索し、同一メッセージＩＤがない
場合は、前記アドレス管理情報に前記タスクから送信さ
れたアドレスを追加し、同一メッセージＩＤをもつメッ
セージがある場合は、前記メッセージ状態を確認し、メ
ッセージ状態が通常状態ならば領域を開放し、前記メッ
セージ状態が前記リード状態ならば前記メッセージ状態
を前記メッセージ領域開放要求状態にし、その後前記タ
スクから送信されたアドレスを前記アドレス管理情報に
追加する、請求項１記載の方法。
【請求項３】タスクよりメッセージ受信開始要求があ
ると、前記メッセージＩＤに対応したメッセージのアド
レスを前記タスクに渡し、前記メッセージ状態をリード
状態にし、前記受信中カウンタを＋１し、前記タスクよ
りメッセージ受信終了通知があると、前記受信中カウン
タを−１し、その結果受信中カウンタが０で、前記メッ
セージ状態が前記メッセージ領域開放要求状態の場合は
前記アドレス管理情報に登録されているアドレスを削除
し、前記メッセージ状態が前記メッセージ領域開放要求
状態でない場合、前記メッセージ状態を通常状態に渡
し、前記受信中カウンタが０でない場合は、そのまま処
理を終了する、請求項１記載の方法。
【請求項４】第１のタスクがメッセージ受信を行って
いる途中に、第１のタスクよりも優先順位が高い第２の
タスクが、第１のタスクがメッセージ受信を行なってい
るメッセージにメッセージを送信する場合、現在使用さ
れているメッセージ領域と異なるメッセージ領域へメッ
セージを書込むようにアドレスを渡す、請求項１記載の
方法。
【請求項５】第２のタスクのメッセージ書込み中に、
第２のタスクよりも優先順位の高い第３のタスクが起動
されメッセージ受信を行う場合、第１のタスクが受信を
行なっているメッセージのアドレスを第３のタスクに渡
す、請求項４記載の方法。
【請求項６】第２のタスクのメッセージ書込みが終了
してから、第２のタスクよりも優先順位の高い第３のタ
スクが起動された場合、第１のタスクが読み込みを行っ
ていない、第２のタスクにより新たに書込まれたメッセ
ージのアドレスを第３のタスクに渡す、請求項４記載の
方法。