JP2016519371A - リアルタイムで決定論的エラー回復を可能にするタスク時間割当て方法 - Google Patents
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Abstract
Description
QA1 + QB11 ≦ 1 (E1)
QA21 + QB12 ≦ 2 (E2)
QA22 + QB21 ≦ 2 (E3)
QA3 + QB22 ≦ 1 (E4)
この連立方程式は、文書[1]及び[3]に提示されるアルゴリズム等の特定のスケジューリングアルゴリズムにとって必要且つ十分な条件を定義する。この連立方程式は、マルチタスクコンピュータのサイジングが正しいことを証明するために使用される。RMSスケジューリングアルゴリズム(レートモノトニックスケジューリング−文書[1]、[2]を参照)の場合、この方式はすべてのケースで十分な条件を定義せず、この条件は文書[1]に示される公式に従って補正されなければならないことが留意されるものとする。ただし、この補正は決して提示される方法を変更しない。断片の要件QA21、QA22、QB11、QB12、QB21、QB22がどのように計算されているのかは、スケジューリング理論によって定義され、本発明とは関係していない。詳細については、例えば文書[3]が参照されてよい。
K・ (QA1 + QB11) ≦ 1 (E1’)
K・(QA21 + QB12) ≦ 2 (E2’)
K・(QA22 + QB21) ≦ 2 (E3’)
K・(QA3 + QB22) ≦ 1 (E4’)
因数Kの値に従って、この新しい連立方程式は解を有することもれば、有さないこともある。したがって、タスクの計算時間要件の最大倍率Kxが定義され、これによって(例えば、コンピュータRTS等、所与のコンピュータによって実行される)リアルタイムアプリケーションをスケジューリングできる。つまり、新しい連立方程式(E1’)〜(E4’)は解を有する。
Kx・(QA1 + QB11) = 1 (E1")
Kx・(QA21 + QB12) = 2 (E2")
Kx・(QA22 + QB21) ≦ 2 (E3")
Kx・(QA3 + QB22) ≦ 1 (E4")
引用文書
[1]「Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard Real−Time Environment」、C.L.Liu、J.W.Layland、米国計算機学会誌、第20巻、第1号、1973年1月、46〜61ページ
[2]「Foundations of Real−Time Computing: Scheduling and Resource Management」、Andre M.Van Tilborg、Gary M.Koob編集、1991年、クルーヴァーアカデミックパブリッシャーズ
[3]「A Method and a Technique to Model and Ensure Timeliness in Safety Critical Real−Time Systems」、C.Aussagutes、V.David、第4回IEEE複雑なコンピュータシステムのエンジニアリングに関する国際会議、1998年
[4]特許出願第WO/2002/039277号又は米国/第2004/0078547号
[5]「The Worst−Case Execution Time Problem − Overview of Methods and Survey of Tools」、R.Wilhelm、J.Engblom、A.Ermedahi、N.Holsti、S.Thesing、D.Whalley、G.Bernat、C.Ferdinand、R.Heckmann、T.Mitra、F.Mueller、I.Puaut、P.Puschner、J.Staschulat、P.Stenstrom、ACM埋込計算システムに関する議事録(TECS)、2007
[6]”Giotto:A Time−Triggered Language for Embedded Programming」、T.A.Henzinger、B.Horowitz、C.M.Kirsch、EMSOFT 2001年、166〜184ページ、2001年、シュプリンガーフェアラーク
[7]特許出願第WO/2006/050967号
[8]特許出願米国/第2010/0199280号
Claims (13)
- マルチタスクコンピュータ(RTS)で、各タスク(A、B)が少なくとも1つの処理動作(Ti)を備えるリアルタイムアプリケーションのタスクを実行するための方法であって、
それぞれが前記アプリケーションのタスクの処理動作の前記実行と関連付けられる時間ウィンドウを定義するステップと、
時間ウィンドウを有する各処理動作に、時間割当量(Qi)及び時間マージン(Mi)を割り当てるステップであって、前記時間割当量及び前記時間マージンによって前記処理動作に割り当てられる前記時間が前記処理動作と関連付けられる前記時間ウィンドウの前記持続時間より短い、割り当てるステップと、
前記マルチタスクシステムによる前記アプリケーションの前記実行中に、各処理動作が関連付けられる前記時間ウィンドウの前記開始時に各処理動作を活性化するステップと、
前記処理動作の内の1つの前記時間割当量の満了時に、前記処理動作の前記実行が完了していない場合エラーモードを活性化するステップと、
前記エラーモードが前記処理動作の内の1つに対してアクティブである場合、前記時間割当量及び前記時間マージンによって前記処理動作に割り当てられる前記残り時間の間に、前記処理動作のためのエラー処理手順をエラーモードで実行するステップと
を含む方法。 - 前記エラーモードが前記処理動作の内の1つに対してアクティブである場合、前記処理動作に割り当てられる前記時間マージン(Mi)の前記満了を監視しつつ、前記処理動作に割り当てられる前記時間割当量(Qi)の満了時に前記実行が完了していない前記処理動作(Ti)の前記実行を続行するステップと、
前記処理動作に割り当てられる前記時間マージンの満了時に、前記処理動作の前記実行が完了していない場合、前記処理動作の前記実行を終了し、時間割当量超過エラー処理動作を実行するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記アプリケーションの他のタスクを処理するためのいくつかの時間ウィンドウ上に延在する時間ウィンドウと関連付けられる前記処理動作を細分化し、これによって各時間ウィンドウが処理動作又は処理動作断片と独占的に関連付けられるステップと、
前記細分化された処理動作のすべての前記断片の前記時間割当量の前記総計が、前記細分化された処理動作の前記時間割当量(QA2)に等しくなるように、前記処理動作断片(TA21、TA22)のそれぞれに時間割当量(QA21、QA22)を割り当てるステップであって、前記細分化された処理動作(TA2)と関連付けられる前記時間マージン(MA22)が前記細分化された処理動作の前記最後の断片(TA22)と関連付けられる、割り当てるステップと、
各処理動作断片(TA21、TA22)と、それが前記細分化された処理動作(TA2)の最後の断片であるのかどうかを示す状態変数(LF)を関連付けるステップであって、前記処理動作断片と関連付けられる前記状態変数が、前記処理動作断片が細分化される処理動作(TA2)の最後の断片ではないことを示す場合、前記エラーモードが処理動作断片(TA21)の前記割当量(QA21)の満了時に活性化されない、関連付けるステップと
を含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 時間割当量(Qi)と関連付けられる前記処理動作(Ti)のそれぞれの前記マージン(Mi)が、前記処理動作の前記時間割当量に倍率(Kx)を適用することによって計算され、前記倍率は時間割当量と関連付けられるすべての前記処理動作に対して同一である、請求項1から3の1項に記載の方法。
- 前記倍率(Kx)は、前記アプリケーションの前記タスクを、前記処理動作の前記時間要件に従って、前記処理動作と関連付けられる前記時間ウィンドウに従って、及び前記コンピュータ(RTS)の前記特徴に従ってスケジューリングできるように決定される、請求項4に記載の方法。
- 前記処理動作は、第1の時間基準によって計時されるプロセッサ(PRC)によって実行され、前記処理動作(Ti)と関連付けられる前記時間ウィンドウが前記第1の時間基準と比較して定期的ではない第2の時間基準で定義され、前記第2の時間基準の時間単位が前記第1の時間基準の最小値を有し、前記倍率(Kx)が前記最小値に従って定義される、請求項4又は5に記載の方法。
- 各処理動作(Ti)が、それが前記処理動作を実行するプロセッサ(PC)に関して入力/出力を実行するかどうかを示す状態変数(IO)と関連付けられ、前記処理動作の内の1つが、前記処理動作が入力/出力も実行しないことを示す状態変数と関連付けられる場合、前記処理動作の前記実行が、以前の処理動作の前記実行が終了するとすぐに、前記処理動作の前記時間ウィンドウの前記開始を待機することなく起動される、請求項1から6の1項に記載の方法。
- 各タスク(A、B)が少なくとも1つの処理動作(Ti)を備える、いくつかのタスクを備えるリアルタイムアプリケーションを実行するマルチタスクコンピュータ(RTS)を備えるリアルタイムマルチタスクシステムであって、
それぞれが前記アプリケーションのタスクの処理動作のセットの前記実行と関連付けられる時間ウィンドウを記憶する、
時間割当量及び時間マージンによって前記処理動作に割り当てられる前記時間が、前記処理動作の時間ウィンドウの前記持続時間よりも短い、前記時間ウィンドウを有する処理動作ごとに、前記時間割当量(Qi)及び前記時間マージン(Mi)を記憶する、
前記アプリケーションの前記処理動作を実行し、前記処理動作の内の1つの前記時間割当量の満了時に、前記処理動作の前記実行が完了していない場合、エラーモードを活性化する、
前記エラーモードが前記処理動作の内の1つに対してアクティブである場合、前記時間割当量及び前記時間マージンによって前記処理動作に割り当てられる前記残り時間中に、前記処理動作のためのエラー処理手順をエラーモードで実行する
ように構成される、システム。 - 前記エラーモードが前記処理動作の内の1つに対してアクティブである場合、前記処理動作に割り当てられる前記時間マージン(Mi)の前記満了を監視しつつ、その時間割当量(Qi)の満了時に前記実行が完了していない前記処理動作(Ti)の前記実行を続行する、及び
前記時間マージンの満了時に、前記処理動作の前記実行が完了していない場合、前記処理動作の前記実行を終了し、時間割当量超過エラー処理動作を実行する
ように構成される、請求項8に記載のシステム。 - 時間ウィンドウと関連付けられる前記処理動作のいくつかが細分化される事実を記憶する、
処理動作断片ごとに、前記処理動作断片の前記実行のために時間ウィンドウ及び時間割当量を記憶する、
細分化された処理動作の最後の断片ごとに、関連付けられた時間マージンとして、前記細分化された処理動作(A2)と関連付けられた前記時間マージン(MA22)を記憶する、
処理動作断片(TA21、TA22)ごとに、前記断片が細分化された処理動作(TA2)の前記最後の断片であるかどうかを示す状態変数(LF)を記憶する、及び
前記アプリケーションの前記実行中、処理動作断片と関連付けられる前記状態変数が、前記処理動作断片が細分化された処理動作(TA2)の最後の断片ではないことを示す場合、前記処理動作断片(TA21)の前記割当量(QA21)の満了時にエラーモードを活性化しない
ように構成される、請求項8又は9に記載のシステム。 - 時間割当量(Qi)と関連付けられる前記処理動作(Ti)のそれぞれの前記マージン(Mi)を、前記処理動作の前記時間割当量に倍率(Kx)を適用することによって決定するように構成され、前記倍率が時間割当量と関連付けられるすべての前記処理動作にとって同一である、請求項8から10の1項に記載のシステム。
- 前記処理動作を実行するために第1の時間基準によって計時され、前記第1の時間基準に比較して定期的ではない第2の時間基準を受け取るプロセッサ(PRC)を備え、前記システムが記第2の時間基準で前記処理動作(Ti)と関連付けられる前記時間ウィンドウを決定するように構成され、前記第2の時間基準の時間単位が前記第1の時間基準の最小値を有し、前記倍率(Kx)が前記最小値に従って定義される、請求項11に記載の前記システム。
- 処理動作(Ti)ごとに、前記処理動作が、前記処理動作を実行する前記システムのプロセッサ(PRC)に関して入力/出力を実行するかどうかを示す状態変数(IO)を記憶する、及び
前記処理動作の内の1つが、前記処理動作が入力/出力も実行しないことを示す状態変数と関連付けられる場合、以前の処理動作の前記実行が終了するとすぐに、前記処理動作の前記時間ウィンドウの前記開始を待機することなく前記処理動作の前記実行を起動する
ように構成される、請求項8から12の1つに記載のシステム。
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