JP2002278779A - 処理実行装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
のメモリ領域を操作対象とする場合に、プログラムの干
渉を防止し、しかも、リアルタイム性の高い処理を遅延
させない。 【解決手段】 高優先度のAタスク61のa故障検出処
理、及び、中優先度のBタスク62のb故障検出処理の
操作対象となるメモリ領域の操作を、a,bの故障検出
処理からのイベント発行により、低優先度のCタスク6
3のメモリ操作処理によって実現する。すなわち、aや
bの故障検出処理の優先度によらず同一の優先度でメモ
リ領域操作が実行されるようにした。同一優先度であれ
ば、a及びbの故障検出処理から短時間のうちにイベン
ト発行がなされても、一方のイベントに対するメモリ操
作処理の実行途中で、他方のイベントに対するメモリ操
作処理が割り込むことはない。
Description
数の処理プログラムを当該処理プログラム毎に設定され
る優先度に基づき実行する処理実行装置、および当該処
理実行装置にて実行されるプログラムに関する。
搭載される電子制御装置(以下「ECU」という。)に
用いられる制御プログラムでは、制御応答性や安全性の
確保等から所定の処理をリアルタイムに実行する必要が
ある。そのため、優先度の設定されたタスク毎に処理プ
ログラムを記述している。具体的には言えば、実行単位
となる複数の処理プログラムを、高優先度のタスクに属
するもの、中優先度のタスクに属するもの、低優先度の
タスクに属するものというように分けて記述するという
具合である。これによって、実質的に処理プログラム毎
に実行の優先度を設定しておき、タスクの単位で切り換
えを行って該当する処理プログラムを実行することによ
り、相対的に優先度の高い処理プログラムが相対的に優
先度の低い処理プログラムに優先して実行される(割り
込む)ようにして、リアルタイム性を確保している。
理プログラムが同一のメモリ領域を操作する場合であ
る。このとき、低優先度の処理プログラム(以下「下位
プログラム」という。)に高優先度の処理プログラム
(以下「上位プログラム」という。)が割り込むとメモ
リ領域の情報に不具合が生じることがある。この不具合
を以下「干渉」という。
値を書き換える場合を考える。ここでは、ステップAに
て1バイト(8ビット)のメモリ領域を読み出し、その
後、読み出したデータの特定のビットを操作して、ステ
ップBにてその値を再びそのメモリ領域へ書き込むもの
とする。このとき、上位プログラムが割り込むと図5に
示すような状況が生じる可能性がある。なお、上位プロ
グラムによる処理も下位プログラムと同様に、ステップ
Cにて1バイトの同一のメモリ領域を読み出し、その
後、読み出したデータの特定のビットを操作して、ステ
ップDにて再びそのメモリ領域へ書き込むものとする。
よるステップAの終了後、上位プログラムが割り込んで
ステップC→Dと実行され、その後、下位プログラムに
よるステップBが実行されると、上位プログラムによる
ビット操作は、無効になってしまう。つまり、下位プロ
グラムでは、ステップAで読み出した8ビットのデータ
の第2ビットを「1」にセットして、ステップBで書き
込みを行う。したがって、上位プログラムにてステップ
Dで書き込まれた、第1ビットがセットされた8ビット
のデータは上書きされ、第1ビットが「0」にリセット
されてしまうのである。
る干渉は、このようなものに限られず、様々な形で起こ
り得る。例えば、下位プログラムにてあるメモリ領域の
値を連続して複数回読み出そうとする時、上位プログラ
ムにてそのメモリ領域が書き換えられると、読み出され
る値が途中で変わってしまうという具合である。つま
り、同一メモリ領域に対して上位又は下位のいずれか一
方のプログラムにて書き込み操作を行う場合には、干渉
が起きる可能性がある。
テムでは、自己診断機能を備えることにより、コンピュ
ータ部やセンサ類の動作状態を適当な周期で自動的にチ
ェックし、故障時には、その故障内容が修理担当者など
に分かるよう故障情報を記憶するのが一般的である。
ンク角センサ、カム角センサ、水温センサなどの各種セ
ンサをはじめ、現在では約200にも及ぶ。したがっ
て、故障情報をビット単位で割り付けるのが好ましい。
バイト単位で割り付けると単純計算して8倍の記憶領域
が必要になるからである。一方、命令数を少なくして高
速処理を行うという思想で設計されたビット操作命令を
持たないRISCマイコンでは、バイト単位でメモリを
操作するのが一般的である。このようなことから、車両
における故障検出では、ビット単位で故障情報を割り付
けておきバイト単位で故障情報を操作する状況が生じ、
複数の処理プログラムで同一のメモリ領域を操作する可
能性が特に高くなり、処理プログラムの干渉が生じる可
能性も高くなっている。
法として、下位プログラムによるメモリ領域操作の前後
で上位プログラムによる割り込みを禁止することが考え
られるが、特に干渉を生じない上位プログラムの処理も
一律に禁止されてしまう。したがって、このような割り
込み禁止が頻発すると、リアルタイム性の高い処理であ
る上位プログラムの実行が遅れてしまうことになり、制
御応答性や安全性が確保されなくなるなど、制御性能を
悪化させる可能性がある。
において同一のメモリ領域を操作対象とする場合に、プ
ログラムの干渉を防止し、しかも、リアルタイム性の高
い処理を遅延させないことを目的とする。
目的を達成するためになされた請求項1に記載の処理実
行装置は、実行単位となる複数の処理プログラムを、当
該処理プログラム毎に設定される優先度に基づき実行し
て、一連の機能を実現する。上述したように処理プログ
ラムはタスクというまとまりで記述され、このタスクに
対してタスクレベルと呼ばれる優先度が設定されること
が考えられる。
グラムにおいて、同一のメモリ領域が操作対象となる場
合があることを前提としている。本発明では特に、メモ
リ領域の操作を実現する操作プログラムを用意してお
く。そして、操作プログラムは、処理プログラムによる
メモリ領域の操作指示があると、当該処理プログラムの
優先度によらず同一の優先度で起動されて、メモリ領域
を操作する。
は別に、メモリ領域の操作を行う専用の操作プログラム
を用意し、しかも、この操作プログラムは、処理プログ
ラムの優先度によらず同一の優先度で起動される。同一
の優先度でメモリ操作が行われるということは、メモリ
操作の途中で別のメモリ操作が割り込むことがないこと
を意味する。これによって、プログラムの干渉を防止す
ることができる。また、割り込み処理を禁止しないた
め、リアルタイム性の高い処理が遅延することもない。
の操作対象とするメモリ領域を、操作指示があった順序
で操作することが考えられる(請求項2)。例えば、処
理プログラムからの操作指示があると処理要求がキュー
に保存される仕組みとし、OSがこのキューに基づくタ
スクの切り換えを行って操作プログラムを起動すること
で実現される。なお、処理要求のキューへの記憶及びキ
ューからの取得は、当然にFIFOと呼ばれる方式で行
われる。FIFOは、ある場所に格納したデータを、古
く格納した順に取り出すようにする方式である。操作指
示の順序で処理要求を取り出すためである。
連の機能は、車両機器の故障診断に係る機能とすること
が考えられる(請求項3)。この場合、操作プログラム
は、処理プログラムからの操作指示に基づき、故障診断
に関連する故障情報を操作するものである。特に、故障
情報がビット単位で定義されており、操作プログラムが
故障情報の記憶されたメモリ領域をバイト単位で操作す
る構成(請求項4)を採用する場合、上述したように処
理プログラムで同一のメモリ領域を操作対象とする可能
性が高くなるため、本発明の効果が際だつ。
に対応させて複数用意してもよいが、処理プログラムに
共通な一つのプログラムとすることが好ましい。このよ
うな場合には、処理プログラムの操作指示に、当該処理
プログラムを特定可能な識別情報を含めるようにすると
よい(請求項5)。このようにすれば、操作プログラム
でメモリ領域の操作を要求した処理プログラムを特定で
きるため、当該処理プログラムに応じた動作を操作プロ
グラムで行うことができる。例えば、操作プログラム
が、識別情報に基づき、処理プログラムを特定すること
によって、当該処理プログラムの操作対象とするメモリ
領域を特定するようにしてもよい(請求項6)。これに
よって、処理プログラムの設計において、操作対象とす
るメモリ領域を作業者が意識する必要がなくなる。
きたが、プログラムの発明として実現することもできる
(請求項7)。このようなプログラムの場合、例えば、
FD、MO、CD−ROM、DVD−ROM、ハードデ
ィスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録
し、必要に応じて処理実行装置にロードして起動するこ
とにより用いることができる。この他、ROMやバック
アップRAMをコンピュータ読み取り可能な記録媒体と
してプログラムを記録しておき、このROMあるいはバ
ックアップRAMを処理実行装置に組み込んで用いても
よい。
例を図面を参照して説明する。図1は、本発明の「処理
実行装置」を具体化したエンジン制御装置(以下「EC
U」という。)1の構成を表すブロック図である。EC
U1は、車両に搭載された内燃機関型エンジンの制御を
行う。
角度回転する毎にパルス状の信号を出力する回転角セン
サ、エンジンの特定の気筒のピストンが所定位置(例え
ば上死点:TDC)にくる度にパルス状の信号を出力す
る基準位置センサ、エンジンの冷却水の温度を検出する
水温センサ、及び酸素濃度を計測する酸素濃度センサ
等、エンジンの運転状態を検出する様々なセンサ30か
らの信号を入力して波形整形やA/D変換を行う入力回
路21と、入力回路21からのセンサ信号に基づき、エ
ンジンを制御するための様々な処理を実行するマイコン
10と、マイコン10からの制御データに応じて、エン
ジンに取付けられたインジェクタ(燃料噴射装置)及び
イグナイタ(点火装置)等のアクチュエータ40を駆動
する出力回路22とを、備えている。
実行する周知のCPU11と、CPU11によって実行
されるプログラムを記憶するROM12と、CPU11
による演算結果等を記憶するためのRAM13と、入力
回路21及び出力回路22との間で信号をやり取りする
ためのI/O14と、各種レジスタやフリーランカウン
タ等(図示省略)とが備えられている。
ンサ30から入力回路21を介して入力される信号に基
づき、出力回路22に接続されたアクチュエータ40を
駆動する、エンジン制御処理を行う。このようなECU
1のエンジン制御プログラムは、上述したようにROM
12に記憶されており、図2に示すような、RTOS
(リアルタイムオペレーティングシステム)51を含む
プラットフォーム(以下「PF」という。)50と、R
TOS51によって切り換えて実行されるタスク61,
62,63とを備えている。なお、このエンジン制御プ
ログラムが「プログラム」に相当する。
スクレベルと呼ばれる優先度が設定されており、相対的
に優先度の高いタスクが低いタスクに優先して実行され
る。以下、高優先度のタスク61をAタスク61と記述
し、中優先度のタスク62をBタスク62と記述し、低
優先度のタスク63をCタスク63と記述して区別す
る。そして、各タスク61,62,63は、実行単位と
なる複数の処理プログラムで構成されている。なお、本
実施例では、エンジン制御プログラムの一部である故障
検出の機能を具体例として述べる。したがって、図2中
には、Aタスク61にa故障検出処理が含まれており、
Bタスク62にb故障検出処理が含まれており、Cタス
ク63に故障情報を記憶するためのメモリ操作処理が含
まれている様子を示した。
を、図3に基づき簡単に説明する。なお、ここでは適宜
図2をも参照されたい。まずPF50は、イベントの発
生を検知すると、イベントテーブル70を参照して、そ
のイベントに対応する処理の記述されたいずれかのタス
ク61,62,63を特定する。そして、特定されたタ
スク61,62,63の対応するキュー81,82,8
3へ処理要求を保存する。例えばAタスク61のa故障
検出処理がイベントに対応する処理であれば、Aタスク
61の優先度に応じたキュー81へ処理要求を保存する
という具合である。なお、イベントの発生は、上述した
センサ群30からの信号に基づいて検知することが考え
られる。また、マイコン10内部のフリーランカウンタ
によって検知することが考えられる。さらに、後述する
ように、処理プログラムから発行されることもある。
2,83を参照して、優先度に基づくタスク61,6
2,63の起床を行い、キュー81,82,83に保存
された処理要求に含まれるパラメータを、起床したタス
ク61,62,63へ渡す。これによって、タスク6
1,62,63の中の該当する処理プログラムが実行さ
れる。
ように、Aタスク61のa故障検出処理とBタスク62
のb故障検出処理とで同一のメモリ領域を操作する場
合、b故障検出処理の実行中にイベントの発生によって
a故障検出処理が割り込むと、メモリ領域のデータに不
具合が発生することがある。すなわち、a故障検出処理
とb故障検出処理とのメモリ領域操作において干渉が生
じる場合がある。
故障検出処理に記述されていたメモリ操作に関する処理
及びb故障検出処理に記述されていたメモリ操作に関す
る処理を、Cタスク63に、メモリ操作処理として独立
させた。このメモリ操作処理のプログラムが「操作プロ
グラム」に相当する。
ぞれ、メモリ操作を必要とする場合、それに応じたイベ
ントを発行するようにした。これが「操作指示」に相当
する。そして、この操作指示には、「識別情報」とし
て、イベント発行元を特定可能な識別IDが含まれてい
る。
のイベント発行を検知すると、上述したように、イベン
トテーブル70を参照して、該当するキュー81,8
2,83へ処理要求を保存する。上述したようなメモリ
操作の処理要求は、Cタスク63のキュー83に保存さ
れる。
故障検出処理からのイベント発行があると、このイベン
トに対応する処理要求としてbメモリ操作処理要求が保
存される。そして次にa故障検出処理からのイベント発
行があると、このイベントに対応する処理要求としてa
メモリ操作処理要求が保存される。これら処理要求には
それぞれ、イベント発行元のa故障検出処理あるいはb
故障検出処理を特定可能な識別IDが処理要求のパラメ
ータとして含まれる。
ておらず、かつ、相対的に優先度の高いA,Bのタスク
61,62が起床されていない場合には、Cタスク63
のキュー83に記憶された処理要求を一つずつ読み出
し、Cタスク63を起床する。そして、処理要求のパラ
メータをCタスク63へ渡す。これによって、まずb故
障検出処理からのイベントによるメモリ操作処理が実行
され、次にa故障検出処理からのイベントによるメモリ
操作処理が実行される。
渡された識別IDによって、イベント発行元のa又はb
の故障検出処理を特定し、操作対象のメモリ領域を特定
してメモリ領域の操作を行う。このメモリ領域の操作
は、ビット単位の故障情報をバイト単位で操作するもの
であり、メモリ領域から1バイトのデータの読み出し
て、その読み出したデータの特定のビットをセットし
て、再びそのデータを書き込むものである。なお、どの
ビットをセットするかの情報やビットをセットするのか
それともリセットするのかといった情報を、識別IDと
同様に、処理要求のパラメータとしてもよい。
の異なるa及びbの故障検出処理におけるメモリ操作
を、Cタスク63のメモリ操作処理によって実現する。
これによって、aやbの故障検出処理の優先度によらず
同一の優先度でメモリ操作処理が実行される。すなわ
ち、a及びbの故障検出処理から短時間のうちにイベン
ト発行がなされても、一方のイベントに対するメモリ操
作処理の実行途中で、他方のイベントに対するメモリ操
作処理が割り込むことはない。
ク63のキュー83に、最初にbメモリ操作処理要求が
保存され、次にaメモリ操作処理要求が保存された場
合、図4(b)に示すように、最初にb故障検出処理の
イベントによるメモリ操作が実行され、その処理の終了
後に、a故障検出処理のイベントによるメモリ操作が実
行される。
3に記述されているため、aタスク61やbタスク62
に記述された処理プログラムは、メモリ操作処理に割り
込んで実行される。つまり、割り込みを一律に禁止する
構成と異なり、リアルタイム性の高い処理の実行が遅延
することもない。
ン制御プログラムにおける故障検出処理の故障情報操作
を対象としている。具体的には、ビット単位で割り付け
られた故障情報をバイト単位で操作する。したがって、
必然的に、故障検出処理が同一のメモリ領域を操作する
可能性が高く、上述した構成が極めて大きな効果を奏す
る。逆に言えば、上述した構成を採用することによっ
て、バイト単位のメモリ操作命令しかもたないRISC
マイコンを用いて、故障情報をビット単位で定義するこ
とができる。すなわち、限られたリソースの有効的な活
用を図ることができる。
含めるようにしたため、メモリ操作処理では、イベント
発行元の故障検出処理を特定することができ、これによ
って操作対象とするメモリ領域を特定することができ
る。したがって、本実施例の構成によれば、複数の故障
検出処理に対し、一つのメモリ操作処理を用意すれば事
足りる。その結果、エンジン制御プログラムがコンパク
トになるというメリットを享受できる。もちろん、あま
り現実的ではないが、故障検出処理にそれぞれ対応させ
て、Cタスク63に複数のメモリ操作処理を用意しても
よい。この場合は、上述の識別IDは特に必要なくな
る。
定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲
において種々なる形態で実施し得る。上記実施例では、
Cタスク63にメモリ操作処理のプログラムを記述した
が、例えばBタスク62やAタスク61に記述してもよ
い。メモリ操作処理が同一の優先度で実行されればよい
ためである。ただし、一般的にメモリ操作処理のリアル
タイム性が低いこと、また、メモリ操作処理に優先させ
て実行すべきリアルタイム性の高い処理が存在すること
を前提とすれば、上述したように、低優先度のCタスク
63に記述することが好ましい。
に、メモリ操作処理を実行するものであった。ただし、
メモリ操作処理の中にもリアルタイム性の相対的に高い
処理と低い処理が存在する場合がないとは言えない。そ
の場合には、PF50が所定の条件を判断して、Cタス
ク63のキュー83に保存された処理要求の順序を必要
に応じて前後させるようにしてもよい。
ク図である。
ある。
示す説明図である。
子を示す説明図であり、(b)は処理要求に基づくメモ
リ操作の順序を示す説明図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】実行単位となる複数の処理プログラムを当
該処理プログラム毎に設定される優先度に基づき実行す
ることによって、一連の機能を実現する処理実行装置に
おいて、 前記優先度の異なる処理プログラムにおいて、同一のメ
モリ領域を操作対象とする場合があることを前提とし
て、 メモリ領域の操作を実現する操作プログラムを用意して
おき、 前記操作プログラムは、前記処理プログラムによる前記
メモリ領域の操作指示があると、当該処理プログラムの
優先度によらず同一の優先度で起動されて、前記メモリ
領域を操作することを特徴とする処理実行装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の処理実行装置において、 前記操作プログラムは、前記処理プログラムの操作対象
とするメモリ領域を、前記操作指示があった順序で操作
することを特徴とする処理実行装置。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の処理実行装置にお
いて、 前記一連の機能は、車両機器の故障診断に係る機能であ
り、 前記操作プログラムは、前記処理プログラムからの操作
指示に基づき、前記故障診断に関連する故障情報を操作
するものであることを特徴とする処理実行装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の処理実行装置において、 前記故障情報はビット単位で定義されており、 前記操作プログラムは、前記故障情報の記憶されたメモ
リ領域をバイト単位で操作するものであることを特徴と
する処理実行装置。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の処理実行
装置において、 前記処理プログラムの操作指示には、当該処理プログラ
ムを特定可能な識別情報が含まれていることを特徴とす
る処理実行装置。 - 【請求項6】請求項5に記載の処理実行装置において、 前記操作プログラムは、前記識別情報に基づき、前記処
理プログラムを特定することによって、当該処理プログ
ラムの操作対象とするメモリ領域を特定することを特徴
とする処理実行装置。 - 【請求項7】設定される優先度に基づき実行される複数
の処理プログラムで構成され、一連の機能を実現するた
めのプログラムにおいて、 同一のメモリ領域を操作対象とする、前記優先度の異な
る処理プログラムが含まれることを前提として、 前記処理プログラムによる前記メモリ領域の操作指示が
あると、当該処理プログラムの優先度によらず同一の優
先度で起動されて、前記メモリ領域を操作する操作プロ
グラムを備えていることを特徴とするプログラム。
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DE10211889.2A DE10211889B4 (de) | 2001-03-19 | 2002-03-18 | Verarbeitungseinheit zur Ausführung von Ereignisprozessen in Echtzeit ohne Verursachung einer Prozessstörung |
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