JP2019139453A - ハイパーバイザ、演算装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異なる種類のCPUを用いる場合でもマイグレーションを実現できる。【解決手段】ハイパーバイザは、アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザであって、複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、稼働状態に基づき第1のオペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2のオペレーティングシステムにおいて第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、を備え、移動管理部は、第2のオペレーティングシステムを実行しているCPUの種類に基づき第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する。【選択図】図1

Description

本発明は、ハイパーバイザ、および演算装置に関する。
近年、車両に搭載され演算を行う車載装置の重要性が増している。車載装置における演算処理は高い可用性が要求され、ある装置または装置のある部分に何らかの問題が生じた場合は別な装置または装置の他の部分で同様の処理を行うこと、いわゆるマイグレーションが求められる。その一方で車載装置が扱うデータ量が増加しており、演算能力の向上が要求されている。演算能力の向上は、従来はプロセッサの動作周波数の高速化により達成されていたが、製造プロセスの微細化速度の鈍化や微細化に伴う発熱量の増加の問題により、近年は種類の異なるCPUを組み合わせる構成が選択される傾向にある。特許文献1には、車両に搭載された車載機器を制御するために、第1の電子制御装置と第2の電子制御装置とが連携した処理を行う車両用制御システムであって、前記第1の電子制御装置と前記第2の電子制御装置とは、それぞれ、連携処理を行うための連携処理用アプリケーションプログラムを有するとともに、それら連携処理用アプリケーションプログラムを協調して実行させるためのベーシックソフトウエアとしての役割を果たす、所定の役割分担の下に協調して動作する第1OSプログラムと第2OSプログラムとをそれぞれ有しており、前記第2の電子制御装置が保有する第2OSプログラムは、分担する役割が異なる複数の中から選定されたものであり、前記第1の電子制御装置が保有する第1OSプログラムは、分担する役割を変更可能に構成され、それにより、分担する役割が異なる複数の中のいずれの第2OSプログラムとも協調した動作を行うことが可能であって、前記第1の電子制御装置は、前記第2の電子制御装置から、前記第2OSプログラムが分担する役割についての情報を取得する取得部と、前記取得部により取得した、前記第2OSプログラムが分担する役割を示す情報に基づき、当該第2OSプログラムと協調して動作することができるように、第1OSプログラムの分担する役割を決定する決定部と、を備える車両用制御システムが開示されている。
特開2017−128308号公報
特許文献1に記載されている発明では、異なる種類のCPUを用いる場合にマイグレーションを実現できない。
本発明の第1の態様によるハイパーバイザは、アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザであって、前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、を備え、前記移動管理部は、前記第2のオペレーティングシステムを実行しているCPUの種類に基づき前記第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する。
本発明の第2の態様によるハイパーバイザは、アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザであって、前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、割り込み要求の番号と前記オペレーティングシステムの対応関係を示す割り込み対応情報と、前記割り込み対応情報に基づき前記オペレーティングシステムに対応する番号の前記割り込み要求を転送し、前記移動管理部が前記第2のアプリケーションを動作させると前記割り込み対応情報における前記第1のオペレーティングシステムを前記第2のオペレーティングシステムに書き換える割り込み転送部とを備える。
本発明の第3の態様による演算装置は、アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザを備える演算装置であって、前記ハイパーバイザは、前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、を備え、前記移動管理部は、前記第2のオペレーティングシステムを実行しているCPUの種類に基づき前記第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する。
本発明によれば、異なる種類のCPUを用いる場合でもマイグレーションを実現できる。
ECU1000の構成図 図2(a)および図2(b)はアプリ対応表1150の一例を示す図 図3(a)および図3(b)は割り込み対応表1141の一例を示す図 アプリ移動表1121の一例を示す図 マイクロカーネル抽象化部1110の動作を表すフローチャート 変形例において、ハイパーバイザ1100を実現するプログラムファイルを記録媒体やデータ信号を通じてECU1000に提供する様子を示す図
―第1の実施の形態―
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係るハイパーバイザの第1の実施の形態を説明する。ソフトウエアであるハイパーバイザは様々な演算装置に実装可能であるが、本実施の形態ではハイパーバイザがECU、すなわち電子制御装置(Electronic
Control Unit)に備えられる例を説明する。
(ECU1000の構成)
図1は本発明にかかるハイパーバイザ1100を備えるECU1000の構成図である。ECU1000は、ハードウエア層100と、ハイパーバイザ1100と、仮想環境1200とから構成される。ハードウエア層100は複数のハードウエアから構成され、ハイパーバイザ1100の機能はハードウエア層100に含まれるハードウエアにより実現される。仮想環境1200はハイパーバイザ1100によって実現される環境であり、その仮想環境1200の中でオペレーティングシステム(以下、「OS」と呼ぶ)およびアプリケーション(以下、「アプリ」と呼ぶ)が動作する。すなわち仮想環境1200もハードウエア層100に含まれるハードウエアにより実現される。
(ハードウエア層100)
ハードウエア層100は、第1CPU11と、第2CPU12と、第3CPU13と、メモリ20と、フラッシュメモリ30とを備える。第1CPU11、第2CPU12、および第3CPU13は中央演算装置であり、それぞれ独立に動作する。第1CPU11、第2CPU12、および第3CPU13は互いにハードウエア構成が異なる。たとえば実行可能な命令セット、レジスタ構成、および動作周波数の少なくとも1つが異なる。なお図1では3つのCPUを示しているが、ECU1000はハードウエア構成が異なるCPUを少なくとも2つ備えればよい。
メモリ20は揮発性の読み書き可能な記憶領域、いわゆるRAMであり、上述した各CPUがアクセスする。メモリ20は、それぞれのCPUのみがアクセス可能な領域と全てのCPUがアクセス可能な領域である共有メモリ21とを含む。すなわち第1CPU11、第2CPU12、および第3CPU13は、共有メモリ21を介して相互に情報を授受できる。フラッシュメモリ30は不揮発性の記憶領域である。フラッシュメモリ30には、ハイパーバイザ、複数のOSおよび複数のアプリを実現するプログラムファイルが格納される。
(仮想環境1200)
仮想環境1200では、OSが実行され、それらのOSにおいてアプリケーションが実行される。たとえば図1に示すように仮想環境1200では、第1OS1211と、第2OS1212と、第3OS1213が実行される。第1OS1211は第1CPU11により実行され、第2OS1212は第2CPU12により実行され、第3OS1213は第3CPU13により実行される。それぞれのOSではアプリケーションを実行できる。以下では、CPUとOSの組み合わせを「環境」または「実行環境」と呼ぶ。たとえば同一のOSを用いる場合であっても実行するCPUが異なる場合は、環境が異なると判断する。
(アプリのプログラムファイル)
本実施の形態ではアプリとは、ある特定の機能を発揮するコンピュータプログラムである。すなわち実現する機能が同一であれば、アプリケーションの実体、すなわちプログラムファイルが異なる場合でも同一のアプリとして扱う。すなわちアプリが同一か否かは、使用する命令コード等を考慮せずに判断する。ただし厳密には、プログラムファイルが異なる場合にはプログラムファイルを読み込んで実行されるアプリは同一ではないとする考え方もある。
ここでアプリケーションの実体、すなわちプログラムファイルについて説明する。プログラムファイルは、「実行可能ファイル」や「バイナリデータ」とも呼ばれる。ただしプログラムファイルは人間が読めるテキストデータでもよい。プログラムファイルがテキストデータの場合は、ECU1000がインタプリタに相当する機能を有する。
プログラムファイルは、原則としてOSごと、CPUごとに用意される。すなわち実行環境が異なる場合は原則として異なるプログラムファイルを用いる必要がある。そのためあるアプリを複数のCPU、複数のOS上で実現するためには複数のプログラムファイルを用意する必要がある。ただしハードウエアが互換性を有している場合や共通の命令セットしか使用していない場合などは、1つのプログラムファイルを複数の実行環境で使用できる場合もある。
図2(a)および図2(b)は、後述するアプリ対応表1150の一例を示す図である。ここではまず図2(a)を参照してアプリ対応表1150を説明する。図2(a)の1行目には、画像処理アプリは、タイプC1のCPUを用いてオペレーティングシステムO1で実行するためにはプログラムファイル「bin01」を用いることが示されている。すなわち図2では、画像処理アプリを3つのCPUタイプと3つのOSの任意の組み合わせで実行するには、bin01〜bin08の8個のプログラムファイルが必要であることが示されている。換言するとbin01〜bin08の8個のプログラムファイルは、同様の機能を有するともいえる。また、タイプC2のCPUとO2の組み合わせ、およびタイプC3のCPUとO2の組み合わせでは、同一のプログラムファイル「bin05」を使用できる旨が記載されている。
なおCPUごとのCPUタイプはあらかじめ定められており、たとえばレジスタ構成や対応する命令セットなどにより決定される。たとえば動作周波数のみが異なる2つのCPUは、レジスタ構成も対応する命令セットも同一なのでCPUタイプは同一となる。
前述のフラッシュメモリ30には、アプリを様々なOSとCPUの組み合わせで実行可能なように、1つのアプリごとに複数のプログラムファイルが格納される。本実施の形態では、特定のアプリを仮想環境1200において必要に応じて異なるOSに移動、すなわちマイグレーションさせ稼働を継続させる。本実施の形態において移動させる対象となるアプリを「管理対象アプリ」と呼ぶ。管理対象アプリは、ECU1000が主目的とする処理や機能を担うアプリである。OSを動作させるためのアプリは管理対象アプリには含まれない。
なお図2(a)に示すアプリ対応表1150の例ではCPUタイプとOSの対応を網羅的に示していた。しかしECU1000においてCPUタイプごとに実行するOSが限定されている場合には、図2(b)に示すようにアプリ対応表1150には実行するCPUタイプとOSの組み合わせだけを記載してもよい。図1に戻って説明を続ける。
(ハイパーバイザ1100)
ハイパーバイザ1100は、マイクロカーネル抽象化部1110と、ハードウエア依存マイクロカーネル1170とを備える。ハイパーバイザ1100は第1CPU11、第2CPU12、および第3CPU13が協力して実行する。換言するとハイパーバイザ1100が提供する機能は3つのCPUがそれぞれ動作することにより実現される。
ハードウエア依存マイクロカーネル1170は、第1CPU11に対応する第1ハードウエア依存マイクロカーネル(以下、「第1HDM」と呼ぶ)1171と、第2CPU12に対応する第2ハードウエア依存マイクロカーネル(以下、「第2HDM」と呼ぶ)1172と、第3CPU13に対応する第3ハードウエア依存マイクロカーネル(以下、「第3HDM」と呼ぶ)1173とを備える。
第1HDM1171は、第1CPU11がハイパーバイザ1100の機能を実現するためにのソフトウエアである。たとえば第1HDM1171は、ハイパーバイザ1100が発行する実行命令を第1CPU11が実行可能な命令に書き換える。第2HDM1172は、第2CPU12がハイパーバイザ1100の機能を実現するためにのソフトウエアである。第3HDM1173は、第3CPU13がハイパーバイザ1100の機能を実現するためのソフトウエアである。
第1HDM1171、第2HDM1172、および第3HDM1173の相互の通信により、ハイパーバイザ1100は仮想環境1200を構築する。仮想環境1200では任意の数のOSが実行され、OS上ではアプリケーションが実行される。すなわちこれらのOSおよびアプリケーションは、いずれかのCPUにより実行される。1つのCPUが実行するOSおよびアプリケーションの数は任意である。
マイクロカーネル抽象化部1110は、アプリ移動管理部1120と、監視部1160と、割り込み転送部1140とを備える。マイクロカーネル抽象化部1110は、管理対象アプリが現在どの環境で動作しているかを示す情報を共有メモリ21に保存する。割り込み転送部1140は、ハードウエア依存の割り込み要求信号(Interrupt ReQuest、以下「IRQ」と呼ぶ)を管理する割り込み対応表1141を有する。IRQは種類を判別するために番号が付されており、たとえばIRQ1〜IRQ15が存在する。割り込み対応表1141は、たとえばIRQ0〜IRQ15のそれぞれについて、仮想環境1200のいずれのOSに転送するかを示すものである。
図3は割り込み対応表1141の一例を示す図である。図3(a)はある状態における割り込み対応表1141の一例を示す図であり、図3(b)は後述する処理により書き換えられた後の割り込み対応表1141を示す図である。図3に示すように割り込み対応表1141は、0〜15のIRQ番号と、それぞれのIRQ番号に対応する転送先のOSの名称が格納される。なお図3に示す例では全てのIRQにいずれかのOSが割り当てられているが、割り当て対象が存在しないIRQ番号があってもよい。
監視部1160は、仮想環境1200において実行されているOSおよび動作している管理対象アプリ、さらにはハードウエア層100の各CPUを対象として定期的にポーリング、すなわち動作情報の取得を行う。監視部1160は、取得した情報をアプリ移動管理部1120に出力する。監視部1160が取得する情報は、各OSにおけるCPU負荷、空きメモリ容量、管理対象アプリのメモリ使用量およびCPU使用率、ハードウエア層100のCPUが動作しているか否かなどである。
アプリ移動管理部1120は、アプリ移動表1121およびアプリ対応表1150を有する。アプリ移動管理部1120は、監視部1160からポーリングにより取得した情報を受け取り、管理対象アプリを移動させるか否かを判断する。アプリ移動管理部1120は、管理対象アプリを実行しているOSが停止している場合や管理対象アプリの動作に異常がある場合に管理対象アプリを移動させると判断する。
アプリ移動管理部1120はたとえば、OSを稼働させているCPUが停止している場合にOSが停止していると判断する。またアプリ移動管理部1120は、管理対象アプリのメモリ使用量が増加し続ける場合、管理対象アプリのCPU負荷が0%、または100%が所定時間以上継続する場合に管理対象アプリに異常があると判断する。そしてアプリ移動管理部1120はアプリ対応表1150を参照して移動先で実行するプログラムファイルを決定し、割り込みを転送した上で移動先で管理対象アプリを動作させる。
(アプリ移動表1121)
図4は、アプリ移動表1121の一例を示す図である。アプリ移動表1121は、たとえば表形式で表され、複数のレコードから構成される。各レコードは、アプリ1122、使用IRQ1123、CPU名1124、CPUタイプ1125、OS1126、移行要件1127、ランク1128、CPU負荷1129、および空きメモリ1130のフィールドを有する。アプリ移動表1121はあらかじめ作成されており、本実施の形態の範囲ではランク1128のフィールド以外は書き換えが発生しない。
アプリ1122のフィールドには、アプリケーションの名称が記入される。なお図2を参照して説明したように、アプリケーションは実行する環境により異なるプログラムファイルが必要になることが多い。使用IRQ1123のフィールドには、同一レコードのアプリ1122のフィールド値で特定されるアプリ(以下、「同一レコードのアプリ」と呼ぶ)が使用するIRQ番号が記入される。
CPU名1124のフィールドには、同一レコードのアプリを実行するCPUの名称が記入される。CPUタイプ1125のフィールドには、CPU名1124のフィールドに記入されたCPUのタイプが記入される。OS1126のフィールドには、同一レコードのアプリを実行するOSの名称が記入される。移行要件1127のフィールドには、同一レコードのアプリをCPU名1124で特定されるCPUがOS1126で特定されるOSに移動させるために必要な要件が記入される。必要な要件には、少なくとも実行するプログラムファイルの名称が含まれ、追加のリソース、たとえばタイマなどが記入されることもある。
ランク1128のフィールドには、同一レコードのアプリを実行する適切さを示す順位が記入される。図4に示す例ではアプリ画像処理アプリは1行目から3行目の3つの組み合わせが示されているので、ランク1128には1〜3のいずれかが記入される。ただしその環境が使用できない場合、たとえばOSが動作を停止している場合などは使用不可である旨の記号、たとえば「N/A」がランク1128に記入される。ランク1128のフィールドはアプリ移動管理部1120によって適宜書き換えられる。
CPU負荷1129のフィールドには、アプリ移動管理部1120がランク1128を決定する基準の1つであるCPU負荷、すなわちCPU使用率が記入される。空きメモリ1130のフィールドには、アプリ移動管理部1120がランク1128を決定する基準の1つである空きメモリ容量が記入される。なお図4に示す例ではアプリ移動管理部1120がランク1128を決定する基準としてCPU負荷と空きメモリの2つを記載しているが、アプリ移動管理部1120は他の項目を基準としてもよいし、基準の数は2に限定されない。以上がアプリ移動表1121の説明である。
(ランク1128の更新)
アプリ移動表1121のランク1128の更新は、アプリ移動管理部1120によりたとえば以下のように行われる。アプリ移動管理部1120はランク1128を更新する前に監視部1160からポーリングで得られた情報を取得する。そしてアプリ移動表1121の各レコードについて、選択基準となっているCPU負荷1129の値とそのレコードにおける環境のポーリングで得られた値、および空きメモリ1130の値とそのレコードにおける環境のポーリングで得られた値を比較して評価値を算出する。
評価値の算出方法は任意であり、CPU負荷が低いほど評価値は高くなり、空きメモリ容量が多いほど評価値は高くなる。評価値はたとえば、CPU負荷により決定される0〜50の値と、空きメモリにより決定される0〜50の値を合算して0〜100の値として算出される。たとえばポーリングで得られた値が各レコードに記載され値と同一であれば、その項目の評価値は25であり、基準値から10%の増減があるたびに評価値を5増減させる。このような算出によりアプリ移動管理部1120は評価値を算出する。
そしてアプリ移動管理部1120は、管理対象アプリごとに各レコードの評価値を順位付けし、その順位をランク1128のフィールドに記入する。ただし管理対象アプリを実行できないと判断する動作環境、たとえばOSが応答しない環境のレコードには、評価値にかかわらず実行不可を示す記号、たとえば「N/A」を記入する。
(フローチャート)
図5はマイクロカーネル抽象化部1110の動作を表すフローチャートである。マイクロカーネル抽象化部1110はECU1000に電力が供給されると図5に示す動作を開始し、電源がオフにされるまでその動作を継続する。なお図5では動作終了を示すENDが記載されていないが、ECU1000の電源がオフにされるとマイクロカーネル抽象化部1110は動作を終了する。
マイクロカーネル抽象化部1110は電源が供給されると、まずS2000ではアプリ移動管理部1120とアプリ移動表1121を初期化する。ただしアプリ移動表1121の初期化とは、全レコードのランク1128のフィールドを空白にする処理である。続くS2001ではマイクロカーネル抽象化部1110は、監視部1160を初期化し、監視部1160によりハードウエア依存マイクロカーネル1170を用いて各CPUが利用可能か否かのポーリングが行われる。なお図5には記載していないが利用可能でないCPUが存在すると判断した場合はエラー処理を行う。以下ではS2001では全CPUが利用可能であったとして説明を続ける。
続くS2003ではマイクロカーネル抽象化部1110は全てのOSとアプリを初期化する。初期化時に各アプリがいずれの環境で実行されるかはあらかじめ定められている。続くS2004では監視部1160がCPU、OS、管理対象アプリを対象としてポーリングを行う。S2005ではマイクロカーネル抽象化部1110は、監視部1160がS2004において取得した情報をアプリ移動管理部1120に送信する。続くS2006ではアプリ移動管理部1120は、アプリ移動表1121の全てのランク1128を前述の手法により更新するとともに、管理対象アプリの異常を検出する。管理対象アプリの異常の検出には前述のように、管理対象アプリが動作しているOSを稼働しているCPUの動作状況、管理対象アプリのメモリ使用量、および管理対象アプリのCPU負荷などが参照される。
続くS2007ではマイクロカーネル抽象化部1110は、S2006において管理対象アプリの異常を検出したか否かを判断する。マイクロカーネル抽象化部1110は、いずれかの管理対象アプリに異常があると判断する場合はS2009に進み、全ての管理対象アプリに異常がないと判断する場合はS2008に進む。なお以下では、S2006において異常が検出された管理対象アプリを「異常が検出されたアプリ」と呼ぶ。S2008ではマイクロカーネル抽象化部1110は所定時間だけ待機してS2004に戻る。すなわちアプリに異常が検出されない間はマイクロカーネル抽象化部1110は、S2004〜S2008の処理を繰り返す。
S2007において肯定判定されると実行されるS2009ではマイクロカーネル抽象化部1110は、アプリ移動表1121を読み込む。続くS2010ではマイクロカーネル抽象化部1110は、S2007において異常が検出された管理対象アプリを実行する他の環境、すなわち代替環境が存在するか否かを判断する。マイクロカーネル抽象化部1110は代替環境が存在すると判断する場合はS2011に進み、代替環境が存在しないと判断する場合はS2016に進む。具体的にはマイクロカーネル抽象化部1110は、アプリ移動表1121において異常が検出されたアプリが現在実行されている環境に、ランク1128がN/Aではない環境が存在するか否かを判断する。
たとえばアプリ移動表1121が図4に示すものであり、画像処理アプリが第1CPU11において実行されており画像処理アプリに異常が検出された場合は、第2CPU12と第3CPU13で実行可能なのでS2010は肯定判断される。また図4に示す例において距離推定アプリが第1CPU11において実行されており、距離推定アプリに異常が検出されて第3CPU13のランクがN/Aであった場合には、他に距離推定アプリを実行可能な環境が存在しないのでS2010では否定判断がされる。
S2011ではマイクロカーネル抽象化部1110は、異常が検出されたアプリの移動先の環境を決定する。具体的にはマイクロカーネル抽象化部1110は、アプリ移動表1121を参照し、異常が検出されたアプリについて記載しているレコードであって、現在実行されている環境を除くレコードにおいてランク1128が最も小さい値を有する環境を移動先として決定する。たとえばアプリ移動表1121が図4に示すものであり、画像処理アプリが第1CPU11において動作しており異常が検出された場合は、ランク1128が「2」である第3CPU13の環境が選択される。
続くS2012ではマイクロカーネル抽象化部1110は、S2011において特定された環境における、異常が検出されたアプリのプログラムファイルを特定する。具体的にはマイクロカーネル抽象化部1110は、アプリ対応表1150を参照し、異常が検出されたアプリの名称、S2011において特定された環境のCPUタイプからプログラムファイルを特定する。ただしアプリ対応表1150が図2(a)に示すようにOSの種類ごとに異なる場合は、さらにS2011において特定された環境のOSも加味してプログラムファイルを特定する。
続くS2013ではマイクロカーネル抽象化部1110は、S2011において決定した移動先のOSのメモリ領域に、S2012において特定したプログラムファイルを配置する。続くS2014ではマイクロカーネル抽象化部1110は、S2014において配置したアプリを初期化する。この初期化では必要に応じてタイマなども配置される。たとえばアプリ移動表1121が図4に示すものであり、画像処理アプリを第2CPU12で動作させる場合は、プログラムファイルbin05を初期化するとともにタイマBがbin05に提供される。
続くS2015では割り込み転送部1140は、移動したアプリケーションにあわせてIRQの転送を行う。たとえばアプリ移動表1121が図4に示すものであり、画像処理アプリが第1CPU11の環境から第2CPU12の環境に移動した場合は、割り込み転送部1140は割り込み対応表1141を次のように書き換える。すなわち割り込み転送部1140は、割り込み対応表1141におけるIRQ1とIRQ4の転送先をO1からO2に書き換える。S2015の処理が完了するとS2008に進む。
S2010において否定判断されると実行されるS2016ではマイクロカーネル抽象化部1110は、問題が検出された管理対象アプリに動作停止指令を出力してS2008に進む。なおS2016ではさらにイベントの発生、すなわち管理対象アプリに動作停止指令を出力したことを記録してもよいし、この記録にはECU1000の任意の内部状態、たとえばメモリ20のダンプ情報を加えてもよい。以上がマイクロカーネル抽象化部1110の動作を表すフローチャートの説明である。
上述した第1の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)ハイパーバイザ1100は、アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境1200を提供し複数のCPUにより動作する。ハイパーバイザ1100は、複数のOSの稼働状態を監視する監視部1160と、稼働状態に基づき第1のOSにおいて実行されている第1のプログラムファイルにより実現されるアプリケーションに代えて、第2のOSにおいて第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のプログラムファイルにより実現されるアプリケーションを動作させるアプリ移動管理部1120と、を備える。アプリ移動管理部1120は、第2のOSを実行しているCPUの種類に基づき第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する。そのため、異なる種類のCPUを用いる場合でもアプリケーションの移動、すなわちマイグレーションを実現できる。
(2)ハイパーバイザ1100は、実現される機能、CPUの種類、およびプログラムファイルの対応関係を示すアプリ対応表1150を有する。アプリ移動管理部1120は、アプリ対応表1150を参照して第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する。そのためハイパーバイザ1100は、マイグレーション先の環境にあわせた適切なプログラムファイルを選択できる。
(3)アプリ対応表1150におけるCPUのタイプは、少なくともCPUの命令セット、およびレジスタ構成に基づいて分類される。CPUの命令セットおよびレジスタ構成が同一であれば同一のプログラムファイルが使用できる傾向にあるからである。
(4)ハイパーバイザ1100は、割り込み要求の番号とOSの対応関係を示す割り込み対応表1141を有する。ハイパーバイザ1100は、割り込み転送部1140を備える。割り込み転送部1140は、割り込み対応表1141に基づきOSに対応するIRQ番号の割り込み要求を転送する。また割り込み転送部1140は、アプリ移動管理部1120が第2のアプリケーションを動作させると、図3(a)から図3(b)へ変化させたように割り込み対応表1141における第1のOSを第2のOSに書き換える。そのためマイグレーションの実行とともにIRQを転送できる。
(5)アプリ移動管理部1120は、第1のOSの動作が停止している場合、または第1のアプリケーションの動作に異常がある場合に、第1のOSにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2のOSにおいて第2のアプリケーションを動作させる。そのためOSの停止を契機としてマイグレーションを実行できる。
(変形例1)
上述した第1の実施の形態において、アプリ移動表1121の移行要件1127にプログラムファイルの名称が記載されていなくてもよい。上述した実施の形態では、ハイパーバイザ1100はアプリ対応表1150を有し、アプリ対応表1150を参照してプログラムファイルを選択するからである。
(変形例2)
ハイパーバイザ1100はアプリ対応表1150を備えず、アプリ移動表1121の移行要件1127を参照することで移行先のOSで実行するプログラムファイルを特定してもよい。
(変形例3)
ハイパーバイザ1100を実現するプログラムファイルは、記録媒体やデータ通信を通じてECU1000に提供されてもよい。
図6は、上述したハイパーバイザ1100を実現するプログラムファイルを、記録媒体やデータ信号を通じてECU1000に提供する様子を示す図である。ECU1000は、車両に搭載されるものであり、各種プログラムを実行可能なプロセッサを有する。ECU1000は、入力装置300を介してCD−ROM304を読み込み、ハイパーバイザ1100を実現するためのプログラムファイルの情報の提供を受ける。このプログラムファイルをECU1000のプロセッサで実行することにより、ハイパーバイザ1100が実現される。
また、入力装置300は通信回線301との接続機能を有する。コンピュータ302は上記のプログラムファイル等の情報を提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク303などの記録媒体に情報を格納する。通信回線301は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ302はハードディスク303を使用してプログラムファイル等の情報を読み出し、通信回線301を介して入力装置300に送信する。
すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波を介して、通信回線301を介して送信する。そして入力装置300がECU1000に受信した信号を伝達する。このように、ハイパーバイザ1100を実現させるためのプログラムは、記録媒体やデータ信号(搬送波)などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1100…ハイパーバイザ
1110…マイクロカーネル抽象化部
1120…アプリ移動管理部
1121…アプリ移動表
1128…ランク
1160…監視部
1140…割り込み転送部
1141…割り込み対応表
1150…アプリ対応表
1200…仮想環境

Claims (7)

  1. アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザであって、
    前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、
    前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、を備え、
    前記移動管理部は、前記第2のオペレーティングシステムを実行しているCPUの種類に基づき前記第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択するハイパーバイザ。
  2. 請求項1に記載のハイパーバイザであって、
    実現される機能、CPUの種類、およびプログラムファイルの対応関係を示すプログラム対応情報を有し、
    前記移動管理部は、前記プログラム対応情報を参照して前記第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択するハイパーバイザ。
  3. 請求項2に記載のハイパーバイザであって、
    前記プログラム対応情報における前記CPUの種類は、少なくともCPUの命令セット、およびレジスタ構成に基づいて分類されるハイパーバイザ。
  4. 請求項1に記載のハイパーバイザであって、
    割り込み要求の番号と前記オペレーティングシステムの対応関係を示す割り込み対応情報を有し、
    前記割り込み対応情報に基づき前記オペレーティングシステムに対応する番号の前記割り込み要求を転送し、前記移動管理部が前記第2のアプリケーションを動作させると前記割り込み対応情報における前記第1のオペレーティングシステムを前記第2のオペレーティングシステムに書き換える割り込み転送部をさらに備えるハイパーバイザ。
  5. 請求項1に記載のハイパーバイザであって、
    前記移動管理部は、前記第1のオペレーティングシステムの動作が停止している場合、または前記第1のアプリケーションの動作に異常がある場合に、前記第1のオペレーティングシステムにおいて実行されている前記第1のアプリケーションに代えて、前記第2のオペレーティングシステムにおいて前記第2のアプリケーションを動作させるハイパーバイザ。
  6. アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザであって、
    前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、
    前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、
    割り込み要求の番号と前記オペレーティングシステムの対応関係を示す割り込み対応情報と、
    前記割り込み対応情報に基づき前記オペレーティングシステムに対応する番号の前記割り込み要求を転送し、前記移動管理部が前記第2のアプリケーションを動作させると前記割り込み対応情報における前記第1のオペレーティングシステムを前記第2のオペレーティングシステムに書き換える割り込み転送部とを備えるハイパーバイザ。
  7. アプリケーションを実行可能な複数のオペレーティングシステムを実行可能な仮想環境を提供し複数のCPUにより動作するハイパーバイザを備える演算装置であって、
    前記ハイパーバイザは、
    前記複数のオペレーティングシステムの稼働状態を監視する監視部と、
    前記稼働状態に基づき第1の前記オペレーティングシステムにおいて実行されている第1のアプリケーションに代えて、第2の前記オペレーティングシステムにおいて前記第1のアプリケーションと同様の機能を有する第2のアプリケーションを動作させる移動管理部と、を備え、
    前記移動管理部は、前記第2のオペレーティングシステムを実行しているCPUの種類に基づき前記第2のアプリケーションを実現するプログラムファイルを選択する演算装置。
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