JP2002541581A - レート単調リアルタイムシステムにおける動的貸し出し方法 - Google Patents

レート単調リアルタイムシステムにおける動的貸し出し方法

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JP2002541581A JP2000611160A JP2000611160A JP2002541581A JP 2002541581 A JP2002541581 A JP 2002541581A JP 2000611160 A JP2000611160 A JP 2000611160A JP 2000611160 A JP2000611160 A JP 2000611160A JP 2002541581 A JP2002541581 A JP 2002541581A
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Abstract

(57)【要約】 リアルタイムコンピューティングシステムにおいて実行されるタスクの間で実行能力を共有する方法及び装置が開示されている。本発明は、システムタイミング挙動を特徴づけ、リアルタイムシステムを設計するためにＲＭＡ技法を拡張する。厳しいデッドラインを有する高い優先度のタスクは、柔軟なデッドラインを有する低い優先度のタスクと対にされる。過負荷状態の間、高い優先度のタスクは、システムの残りの部分のスケジューラビリティに影響を及ぼすことなく、低い優先度のタスクの実行能力から動的に実行時間を借りることができる。高い優先度のタスクは、低い優先度のタスクから借りる能力に比例して強化されるので、２つのタスクを組み合わせたユーティライゼーションは一定のままである。格下げされたタスクの期間は、高い優先度のタスクに貸し出された実行時間を補償するために増加される。更に、低い優先度のタスクの優先度は、新しい期間に合うように変更される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアルタイムコンピューティングシステムのタイミング挙動に関し
、特に、リアルタイムコンピューティングシステムにおいて実行されるタスクの
間で実行能力を貸し出す方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアルタイムシステムは、それらが時間的且つ論理的に正しくなければならな
いという点で他のコンピューティング形態とは異なる。このようなシステムは、
保証されたタイミングデッドライン、速い応答時間、及び過負荷時の安定性とい
う３つの主要な基準を満足するように開発される。スケジューラビリティ（sche
dulability）とはシステムの能力（capacity）をいう。スケジュール可能なシス
テムは、そのクリティカルなタイミングデッドラインのすべてを満足することが
できる。待ち時間とはシステムの応答性をいう。リアルタイムシステムにおいて
、それは、重要なイベントに対する最悪の場合のシステム応答時間である。過負
荷時の安定性は、システムがすべてのデッドラインを満足することができなくて
もそのクリティカルなデッドラインを満足することができることを意味する。
【０００３】 リアルタイムコンピューティングシステムを開発するために利用できる最も有
用なモデルの１つは、レート単調解析（Rate Monotonic Analysis、ＲＭＡ）で
ある。ＲＭＡは、システムタイミング挙動について推論するための数学的フレー
ムワークを提供し、リアルタイムシステムを設計するための設計基準を提供する
。ＲＭＡについてはLiu及びLaylandによる「Scheduling Algorithms for Multi-
Programming in a Hard Real-Time Environment」（Journal of the Ass´n of
Computing Machinery (ACM) 20, 1, 40-61 ,1973年1月）において最初に開示さ
れている。その内容は参照によってここに盛り込まれる。概して、Liu及びLayla
ndは、各タスクの期間の終了時にデッドラインをもつｎ個の周期的タスクの組が
、それらの期間に従って優先順に並べられる場合にはそれらのデッドラインを満
足し、スケジューラビリティ制約テストを満足することを示した。この論文によ
り、ＲＭＡは、その元の形式から、元の理論を拡張させた方法の集まりに発展し
た。しかしながら、基本的なＲＭＡリアルタイム保証は変わらないままであった
。これらの方法の集まりの一般的な考察については、例えばKlein他による「A P
ractitioner´s Handbook for Real-Time Analysis: Guide to Rate Monotonic
Analysis for Real-time Systems 」（Kluwer Academic Publishing, ISBN 0-7
923-9361-9, 1993）を参照されたい。その内容はここに参照によって盛り込まれ
る。
【０００４】 システムのスケジューリング計画を変えるためにスペア能力を評価し、タスク
の優先度を動的に変更する方法は今日存在している。スペア能力とは、優先度の
低いイベントのスケジューラビリティを維持しながら、イベントの応答に追加す
ることができる実行時間量である。オーバーランを排除するための関連の方法は
、イベントがそのデッドラインを満足することができるようにするために除かれ
なければならない資源使用量を計算する。Klein他による「A Practitioner´s H
andbook for Real-Time Analysis: Guide to Rate Monotonic Analysis for Rea
l-time Systems, Chapter 4, Group 3」（Kluwer Academic Publishing, ISBN 0
-7923-9361-9, 1993）を参照されたい。複数のタスクが共通データを共有すると
き、優先度の逆転を避けるために、タスクの優先度の変更がいろいろな同期プロ
トコルにおいて使用される。
【０００５】 レート単調解析の有効性は、個々のイベントタイミングに関する最悪のケース
及びイベントの同時発生に対する備えに依存する。言い換えると、システムは、
最悪の場合のすべてのイベントを同時に処理することができれば、そのすべての
デッドラインを満足することができる。数学的に確立されるときＲＭＡ解析によ
り要求される最悪の場合のタイミング及び同時発生を仮定することにより、典型
的なリアルタイムシステムにおいて通常制限されるハードウェアコンピューティ
ング能力について特徴／性能の厳しいトレードオフが行われる。最悪の場合の高
い優先度のイベントはかなり頻繁に生じることもあるが、このような最悪の場合
の高い優先度のイベントの実行時間は、なお、ＲＭＡ計算の中で追求されなけれ
ばならない。このまれな最悪の場合のイベントを高い優先度で処理するために割
り当てられる能力は、低い優先度のイベントに利用可能な能力とのトレードオフ
の可能性をもつ。
【０００６】 ＲＭＡ計算により、システムがこれらの最大実行要求に関してもはやスケジュ
ール可能でないことが示される場合、デザイナーにはほんのわずかな選択肢だけ
が与えられる。通常、最悪の場合のイベントは、それらの実行時間を減らすよう
に再設計されなければならない。実行時間を減らすことができず、低い優先度の
イベントに対する時折のタイミング違反が許容されうるとすると、デザイナーは
、問題のイベントを過負荷として考慮に入れる。すべての低い優先度のイベント
が（デッドラインを逃すことが時折許容される）柔軟なデッドラインを有する場
合のみ、過負荷状態は、受け入れ可能なものとなる。残念ながら、このようなこ
とはめったに起こらない。上記のような過負荷状況が存在するシステムにおいて
は、過負荷時の安定性のリアルタイム基準について違反が生じてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＲＭＡは、現在のところ、システムがスケジュール可能かどうかを決定するの
に必要なツールを提供するにすぎない。言い換えると、ＲＭＡは、所与の設計が
動作するか否かを示すにすぎない。例えば、スペア能力を評価する方法は、タイ
ミング要求が破壊される前に、どれだけの実行時間をイベントに安全に追加する
ことができるかを決定するのに有用である。同様に、ＲＭＡは、タイミング要求
を満足するためにどれだけの実行時間が除かれなければならないかを決定する方
法を提供する。これらの方法は、再設計のための目標値を提供するのに有用であ
ることは分かっているが、実行時間が処理しにくい場合には役立たない。デザイ
ナが、処理しにくい過負荷を穏やかに（gracefully）処理することを可能にする
方法は今日存在しない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 概して、厳しいデッドラインを有する高い優先度のタスクと、柔軟なデッドラ
インを有する低い優先度のタスクとを対にすることにより、リアルタイムコンピ
ューティングシステムにおいて実行されるタスクの間で実行能力を共有する方法
及び装置が開示されている。本発明は、システムタイミング挙動を特徴づけると
ともにリアルタイムシステムを設計するためにＲＭＡ技法を拡張する。過負荷状
態の間、高い優先度のタスクは、システムの残りの部分のスケジューラビリティ
に影響を及ぼすことなく、低い優先度のタスクの実行能力から実行時間を動的に
借りることができる。高い優先度のタスクは、低い優先度のタスクから借りる能
力に比例して強化されるので、２つのタスクを組み合わせたユーティライゼーシ
ョンは一定のままである。
【０００９】 本発明の別の形態によれば、高い優先度のタスクに貸し出される実行時間を補
償するために、格下げされたタスクの期間が増やされる。このように、格下げさ
れたタスクのイベントは、なお、元の実行バジェットに従って割り振られてもよ
いが、借り入れ側の高い優先度のタスクにおける仕事の増加のため時間を延ばす
ことが許される。更に、低い優先度のタスクの優先度は、レート単調スケジュー
リングアルゴリズムに従って新しい期間に合わように変更される。
【００１０】 本発明は、過負荷の影響を特定のタスク（すなわち格下げされたタスク）に隔
離する。更に、借り入れ時間を補償するために格下げされたタスクの期間が延長
されるので、実行能力を借りるという方法は、格下げされたタスクの元の実行バ
ジェットを低下させない。このように、過負荷状態のシステムでは、クリティカ
ルでないイベントを実施するのに要する時間が長くなるが、システムが一時点で
受け入れる仕事の量は同じままである。更に、本発明は、めったに使用されない
タスクの能力から過負荷でない実行時間を借りることにより、コンピューティン
グ資源のより良いユーティライゼーションを提供する。この場合、低い優先度の
タスクは、柔軟なデッドラインをもつ断続的なイベントを処理するように用意す
ることができる。本発明は、高い優先度のタスクが、上記のような断続的なタス
クからその通常動作に必要な能力のいくらかを借りることを可能にする。
【００１１】 本発明の一層完全な理解並びに本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説
明及び図面を参照することにより得られるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、厳しいデッドラインをもつ高い優先度のタスクと、柔軟なデッドラ
インをもつ低い優先度のタスクとを対にする方法を提供する。過負荷の間、高い
優先度のタスクは、システムの残りの部分のスケジューラビリティに影響を及ぼ
すことなく、低い優先度のタスクの実行能力から動的に実行時間を借りることが
できる。このように、高い優先度のタスクを比例関係をもって強化することがで
きるので、２つのタスクを組み合わせたユーティライゼーションは一定のままと
なる。
【００１３】 本発明の別の形態によれば、格下げされた貸し出し側のタスクの期間を延長し
て借り入れ時間を補償する。更に、格下げされたタスクの優先度が、新しい期間
に合うように変更される。更に、貸し出し側のタスクの全期間にわたって延長さ
れる借り入れ側のタスクの期間の間、貸し出し側のタスクの性能が格下げされる
。
【００１４】 本発明は、過負荷の間、クリティカルなスケジューラビリティの保証を提供し
ながら、システム性能を穏やかに格下げする手段を提供する。これは、処理しに
くい過負荷について安定性を保つ唯一の実際的方法となりうる。第２に、格下げ
されるべきタスクは、設計段階の間に識別することができる。これは、予測性及
び隔離（isolation）の見地から重要視すべきことである。リアルタイム問題は
、この分野において、捕らえようとするのを免れるそれらの能力について有名で
ある。過負荷イベントが常に異なる低い優先度のイベントと同時に発生する場合
、正確に識別し補正することはほとんど不可能である。
【００１５】 本発明は、過負荷の影響を特定のタスクに隔離する。更に、借り入れ時間を補
償するために格下げされたタスクの期間が延長されるので、実行能力を借りるた
めに本発明により使用される手段は、格下げされたタスクの元の実行バジェット
を減少させない。従って、過負荷状態のシステムは、クリティカルでないイベン
トを実施するのに要する時間が長くなるが、システムが一時点で受け入れる仕事
の量は同じままである。最後に、本発明の方法は、めったに使用されないタスク
の能力から過負荷でない実行時間を借りることによりコンピューティング資源の
より良いユーティライゼーションを提供するために利用することができる。この
場合、低い優先度のタスクは、柔軟なデッドラインをもつ断続的なイベントを処
理するように用意することができる。本発明は、高い優先度のタスクがその通常
動作に必要な能力のいくらかを断続的なタスクから借りることを可能にする。
【００１６】 上述したように、Liu及びLaylandは、各タスクの期間の終了時にデッドライン
をもつｎ個の周期的タスクの組が、それらの期間に従って優先順に並べられる場
合にそれらのデッドラインを満足し、スケジューラビリティ制約テストを満足す
ることを示した。スケジューラビリティ制約テストの詳細な考察については、Li
u及びLaylandによる「Scheduling Algorithms for Multi-Programming in a Har
d Real-Time Environment」（Journal of the Ass´n of Computing Machinery
(ACM) 20, 1, 40-61, 1973年1月）を参照されたい。その内容は参照によってこ
こに盛り込まれる。
【００１７】 概して、スケジューラビリティ制約テストによれば、
【数５】 の場合、レート単調アルゴリズムによりスケジュールされるｎ個の独立した周期
的タスクの組は、常に、すべてのタスクフェージングについてそのデッドライン
を満足する。ここで、Ｃｉ＝ｔａｓｋｉの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｉ＝
ｔａｓｋｉの期間、Ｕ（ｎ）＝ｎ個のタスクのユーティライゼーション、である
。
【００１８】 上述したように、本発明は、厳しいデッドラインをもつクリティカルなタスク
と、柔軟なデッドラインをもつ低い優先度のタスクという２つのタスクを対にす
る。合計のユーティライゼーションが一定のままである一対のタスクについて考
える。これにより適用されるべきＲＭＡはスケジューラビリティを保証すること
ができる。上記のような対は、リアルタイムシステムにおいてサービスレベルの
２つの異なる品質を満足するために存在しうる。タスク対の関係は、次のように
表わすことができる。
【数６】 ここで、Ｃｕ＝ｔａｓｋｕの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｕ＝ｔａｓｋｕの
期間、Ｃｒ＝ｔａｓｋｒの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｒ＝ｔａｓｋｒの期
間、Ｕ＝両方のタスクのユーティライゼーション、である。
【００１９】 このように、一定のユーティライゼーションＵを維持するために、対の中の一
方のタスクのユーティライゼーションを比例的に減少させる場合、対の中の他方
のタスクのユーティライゼーションを増加させることができる。このようにして
一方のタスクの実行を補うために他方のタスクから実行時間を借りることができ
る。本発明の技法は、例えばイベントがサービスタスクｔａｓｋｕ又はｔａｓｋ ｒ に割り振られる前に、それらが利用可能な実行時間Ｃｕ又はＣｒに対して有効
化された場合に有用である。一時的な過負荷は、ＲＭＡ保証を犠牲にすることな
く高い優先度のタスクに割り振られることになる。ユーティライゼーションの貸
し出しは、
【数７】 によって表わすことができる。ここで、Ｎｒ＝ｔａｓｋｒから借りるべき実行時
間の量、Ｎｕ＝ｔａｓｋｕに貸し出すことができる実行時間の量、Ｎｒ＜Ｃｒ、
である。
【００２０】 これら２つのタスクのユーティライゼーションとは、ユーティライゼーション
制約式には関係なく、それらの組み合わせのユーティライゼーションと同等であ
る。上記の説明において、ｔａｓｋｕは、高い優先度（緊急）のタスクをいい、
ｔａｓｋｒは、柔軟なデッドラインをもつ低い優先度（ルーチン）のタスクをい
う。ＲＭＡユーティライゼーション制約テストを有効に保つために、これらの２
つのタスクの合計は、上記の方法を適用するときは一定のままでなければならな
い。
【００２１】 ユーティライゼーションＵが一定のままであるとすると、低い優先度のタスク
のユーティライゼーションを比例的に低下させる限りにおいて、高い優先度のタ
スクのユーティライゼーションを増加させることができる。比例的な変更は、シ
ステムの残りの部分のスケジューラビリティを保証する。これは、ユーティライ
ゼーション制約式への正味（ネット）の影響が変更の前後で同じであるからであ
る。式（２）はこの比例的な変更を利用しており、この式を解くことにより高い
優先度のタスクが借りることができる実行時間の量が得られる。
【００２２】 あるタスクへの実行時間の追加は、過負荷を処理する際に利用することができ
るが、通常、それを補償するために他のタスクから実行時間を現実に除くことは
実際的でない。多くのイベントの実行時間はランタイムに固定（決定）されるの
で制限することはできない。これは、元の実行バジェットは固定されていると仮
定するが、代わりにタスクの期間を変更することにより解決される。以下で説明
するように、式（３）及び式（４）は、貸し出し側のタスク期間の上述の変更を
扱う。レート単調環境においてタスクの期間はその優先度も決定するので、タス
クの優先度は、多くのリアルタイムオペレーティングシステムにおいて利用可能
な通常の優先度設定関数を使用して同様に変更されなければならない。
【００２３】 借りた実行時間を補償するために、タスクの実行時間を制限する代わりに、貸
し出し側のタスクの期間を変更することができる。このように、貸し出し側のタ
スクのサービスのレベルは、穏やかに格下げされる。イベントは、なお、元の実
行バジェットＣｒに従って割り振られてもよいが、借り入れ側のタスクの仕事の
増加のため時間を延ばすことが許される。グレースフルデグラデーション（grac
eful degradation）は、次のように実現することができる。
【数８】 ここで、Ｔｎ＝ｔａｓｋｒの新しい期間である。
【００２４】 Ｎｒ＜＜Ｃｒとしたとき、タスクの実行期間Ｔｎの無制限な増加を防ぐために
、Ｎｒは最大貸し出し量に制限されなければならない。最大値ＴｎがＴｒの倍数
であるとすると、
【数９】 ここで、ｍ＝ｔａｓｋｒの期間の倍数、Ｎｍ＝ｔａｓｋｒから貸し出し可能な最
大実行時間Ｎｒである。
【００２５】 図１は、本発明によるリアルタイムコンピューティングシステム１００を示し
ている。図１に示すように、リアルタイムコンピューティングシステム１００は
、プロセッサ１１０や、読出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリ（
ＲＡＭ）のようなデータ記憶装置１２０といった特定の標準ハードウェア構成要
素を有する。
【００２６】 データ記憶装置１２０は、図２に関連して以下で詳述するように能力貸し出し
プロセス２００を含む。概して、能力貸し出しプロセス２００は、本発明による
２つのタスクの間の能力の貸し出しを実現する。図１に示すように、データ記憶
装置１２０は更に、とりわけ本発明による能力貸し出しのためにｔａｓｋＵ及び
ｔａｓｋＲという２つのタスクの対を管理するオペレーティングシステム１５０
を有する。
【００２７】 図２は、能力貸し出しプロセス２００を状態図を示している。図２に示すよう
に、それぞれのタスクは、ここでは散発的なサーバとしてモデル化されており、
太字で表した能力貸し出しアルゴリズムによる変更を伴っている。ここで使用さ
れるＵＭＬ記法の考察については、例えばhttp://www.omg.org/docs/ad/97-08-0
5.pdfからダウンロード可能なUML Notation Guide,version1.1（1997年9月1日）
を参照されたい。その内容は参照によってここに盛り込まれる。
【００２８】 能力貸し出しプロセス２００は２つの仮定を利用する。まず、緊急タスクによ
り要求される借り入れ時間の量は、タスクの実行期間の開始時に知られている。
これは、それぞれのイベントがその最悪の場合の実行時間に関してマークされな
ければならず、従ってランタイムにタスクによってバジェットの動的な評価が実
施されうることを意味する。第２に、貸し出しは、借り入れ側の期間の間のみ存
続できる。
【００２９】 システムを初期化する際、両方のタスクは、貸し出すことができる最大能力に
ついて合意しなければならない。式（４）を使用して、ルーチンタスクは、その
元の実行バジェットと、その期間において無制限な増加が生じないようにするた
めの制限ファクタとに基づいて、貸し出すべき実行時間の最大量を計算する。こ
の貸し出し可能な量は緊急タスクに登録され、緊急タスクは、借りることができ
る実行時間の最大量を式（２）を用いて計算する（２つののタスクの異なる期間
による貸し出し量の違いを明らかにする）。
【００３０】 それぞれの実行期間の初めに、緊急タスクは、状態２２０においてバジェット
を超える実行時間の量を計算し、この量（バジェットを超えない場合には０でも
よい）を含むルーチンタスクにメッセージ２４０を送る。緊急タスクは、通常は
、状態２２０の間にこれらのイベントを実行する。
【００３１】 貸し出しは、借り入れ側のタスクの期間においてのみ存続しうるので、ルーチ
ンタスクは２つの状態の変数を維持する。要求される能力の量は、実施される必
要がある実行時間の量である。すなわち、この借り入れ時間は、貸し出し側の性
能をまだ格下げしていない。貸し出し中の能力の量は、貸し出し側を格下げする
ように現在作用している借り入れ時間である。緊急タスクからのメッセージ２４
０に応答するルーチンタスクの動作は、タスクの現在の状態に依存する。状態２
５０において待機している間、緊急タスクからのバジェット超過量は、要求され
る能力に与えられる。他方では、バジェット超過量は、貸し出し中の能力に追加
される。これを式（３）に関して使用して、そのタスクの新しい期間を設定する
。更に、タスクの優先度が、新しいタスク期間に合うように下げられなければな
らない。状態２６０におけるルーチンタスクの実行期間の初めに、要求される能
力から貸し出し中の能力が設定され、式（３）を使用してタスクの期間が計算さ
れる。レート単調スケジューリングアルゴリズムを満足するために、タスクの期
間が変更されるときはいつも対応する優先度がそれに応じて変更されなければな
らない。
【００３２】 図示されここに記述されている実施例及び変形例は本発明の原則を単に説明す
るためのものであり、当業者であれば本発明の範囲及び精神から逸脱することな
くさまざまな変形を実現することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリアルタイムコンピューティングシステムを示す図。
【図２】図１の能力貸し出しプロセスの状態図。
【符号の説明】
１００ リアルタイムコンピューティングシステム １１０ プロセッサ １２０ データ記憶装置 １５０ リアルタイムオペレーティングシステム ２００ 能力貸し出しシステム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピュ
    ーティングシステムにおいて実行されるタスクの間で実行能力を共有する方法で
    あって、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にする
    ステップと、 過負荷状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタ
    スクｔａｓｋＵに実行時間を再割り当てするステップと、 前記再割り当てされた実行時間を補償するように前記低い優先度のタスクｔａ
    ｓｋＲの期間を増やすステップと、 を含む方法。
  2. 【請求項２】Ｎｒ＝ｔａｓｋｒから借りるべき実行時間の量、Ｔｒ＝ｔａｓ
    ｋｒの期間、ＴＵ＝ｔａｓｋＵの期間、Ｎｒ＜Ｃｒ、としたとき、前記低い優先
    度のタスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵに貸し出し可能な
    前記実行時間の量は、 【数１】 から得られる請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】Ｃｒ＝ｔａｓｋｒの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｒ＝ｔａ
    ｓｋｒの期間、Ｎｒ＝ｔａｓｋｒから借りるべき実行時間の量、Ｎｒ＜Ｃｒ、と
    したとき、前記低い優先度のタスクｔａｓｋｒの増やされる前記期間は、 【数２】 から得られる請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】Ｃｒ＝ｔａｓｋｒの最悪の場合のタスク実行時間、Ｎｒ＝ｔａ
    ｓｋｒから借りるべき実行時間の量、Ｎｒ＜＜Ｃｒ、としたとき、前記低い優先
    度のタスクｔａｓｋｒから借りるべき実行時間の量Ｎｒを最大貸し出し量に制限
    するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記低い優先度のタスクｔａｓｋｒの期間の倍数をｍとしたと
    き、前記低い優先度のタスクｔａｓｋｒから借りることができる最大実行時間Ｎ
    ｍは、 【数３】 から得られる請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピュ
    ーティングシステムにおいて実行されるタスクの間で資源を割り当てる方法であ
    って、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にする
    ステップと、 通常動作状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲに第１の資源割り当て
    を行うステップと、 前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵが実施可能なとき、前記低い優先度のタス
    クｔａｓｋＲから前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵに前記第１の資源割り当て
    の一部を再割り当てするステップと、 を含む方法。
  7. 【請求項７】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピュ
    ーティングシステムにおいて実行されるタスクの間で実行能力を共有する方法で
    あって、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にする
    ステップと、 過負荷状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタ
    スクｔａｓｋＵに実行時間を再割り当てするステップと、 前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵのユーティライゼーションを増加させるス
    テップと、 一定のユーティライゼーションＵを維持するために前記低い優先度のタスクｔ
    ａｓｋＲのユーティライゼーションを比例的に低下させるステップと、 を含む方法。
  8. 【請求項８】Ｃｕ＝ｔａｓｋｕの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｕ＝ｔａ
    ｓｋｕの期間、Ｃｒ＝ｔａｓｋｒの最悪の場合のタスク実行時間、Ｔｒ＝ｔａｓ
    ｋｒの期間、Ｕ＝両方のタスクのユーティライゼーション、としたとき、前記タ
    スクの前記ユーティライゼーションは、 【数４】 に変更される請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピュ
    ーティングシステムであって、 コンピュータ読み込み可能なコードを記憶するメモリと、 前記メモリに動作可能に結合されたプロセッサと、 を有し、前記プロセッサは、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にし、 過負荷状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタ
    スクｔａｓｋＵに実行時間を再割り当てし、 再割り当てされた前記実行時間を補償するように前記低い優先度のタスクｔａ
    ｓｋＲの期間を増やす、リアルタイムコンピューティングシステム。
  10. 【請求項１０】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピ
    ューティングシステムあって、 コンピュータ読み込み可能なコードを記憶するメモリと、 前記メモリに動作可能に結合されたプロセッサと、 を有し、前記プロセッサは、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にし、 通常動作状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲに第１の資源割り当て
    を行い、 前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵが実施可能であるとき、前記低い優先度の
    タスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵに前記第１の資源割り
    当ての一部を再割り当てする、リアルタイムコンピューティングシステム。
  11. 【請求項１１】レート単調解析による性能仕様を具えるリアルタイムコンピ
    ューティングシステムであって、 コンピュータ読み込み可能なコードを記憶するメモリと、 前記メモリに動作可能に結合されたプロセッサと、 を有し、前記プロセッサは、 高い優先度のタスクｔａｓｋＵと低い優先度のタスクｔａｓｋＲとを対にし、 過負荷状態の間、前記低い優先度のタスクｔａｓｋＲから前記高い優先度のタ
    スクｔａｓｋＵに実行時間を再割り当てし、 前記高い優先度のタスクｔａｓｋＵのユーティライゼーションを増加させ、 一定のユーティライゼーションＵを維持するように前記低い優先度のタスクｔ
    ａｓｋＲのユーティライゼーションを比例的に低下させる、リアルタイムコンピ
    ューティングシステム。
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