JP3123714B2 - タスクスケジューリング方法及び記録媒体 - Google Patents
タスクスケジューリング方法及び記録媒体Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リアルタイムシス
テムにおいて、２次電池の消費を最小にするタスクのス
ケジューリング方法に関するものである。
テムにおいて、２次電池の消費を最小にするタスクのス
ケジューリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の省電力を目的としたシステムの一
例が、１９９５年にＩＥＥＥから発行されたＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｆｉｒｓｔ Ｓｙｍｏｐｓｉｕｍ
ｏｎＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｅｓｉ
ｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｉｏｎ の第１３
頁ないし第２３頁に掲載された、Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｅｄ ＣＰＵ Ｅｎｅｒｇｙ と
題するＭａｒｋ Ｗｅｉｓｅｒ による論文に記載され
ている。
例が、１９９５年にＩＥＥＥから発行されたＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｆｉｒｓｔ Ｓｙｍｏｐｓｉｕｍ
ｏｎＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｅｓｉ
ｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｉｏｎ の第１３
頁ないし第２３頁に掲載された、Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｅｄ ＣＰＵ Ｅｎｅｒｇｙ と
題するＭａｒｋ Ｗｅｉｓｅｒ による論文に記載され
ている。
【０００３】本論文で述べられた従来のシステムは、Ｃ
ＰＵ、メモリ、クロックジェネレータと、周波数制御回
路、ディスクから構成されている。一般プログラムは、
ディスクに格納されている。メモリには、一般プログラ
ムの実行をスケジュール制御する手段が含まれる。本論
文では、一般プログラムの実行トレースデータを使った
シミュレーションにより、提案した３つのエネルギ節約
スケジューリングアルゴリズムを評価している。 １．ｕｎｂｏｕｎｄ−ｄｅｌａｙ ｐｅｒｆｅｃｔ−ｆ
ｕｔｕｒｅ（ＯＰＴ）：トレースデータ全体に渡ってア
イドル時間をなくすように最小スピードで動作する。し
かしながら、実行時に未来の動作の知識が必要となるの
で非現実的である。応答時間も大きくなり望ましくな
い。 ２．ｂｏｕｎｄｅｄ−ｄｅｌａｙ ｌｉｍｉｔｅｄ−ｆ
ｕｔｕｒｅ（ＦＵＴＵＲＥ）：ある一定時間以内（ウィ
ンドウという）でアイドル時間をなくすように最小スピ
ードで動作する。実行時に未来の動作の知識が必要とな
るので非現実的である。また応答時間はウィンドウ時間
内に収まり望ましい。 ３．ｂｏｕｎｄｅｄ−ｄｅｌａｙ ｌｉｍｉｔｅｄ−ｐ
ａｓｔ（ＰＡＳＴ）：直前のウィンドウでの動作が次の
それに似ていると仮定してＣＰＵスピードを定める。評
価結果は、ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｖａｌに
依存する。ａｄｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｖａｌ
が長くなるにつれて、ＰＡＳＴ，ＦＵＴＵＲＥは、ＯＰ
Ｔに近づく。ＰＡＳＴの方がＦＵＴＵＲＥよりもよい
（ｅｘｃｅｓｓ ｃｙｃｌｅを次のインターバルに持ち
越すことができるから）。
ＰＵ、メモリ、クロックジェネレータと、周波数制御回
路、ディスクから構成されている。一般プログラムは、
ディスクに格納されている。メモリには、一般プログラ
ムの実行をスケジュール制御する手段が含まれる。本論
文では、一般プログラムの実行トレースデータを使った
シミュレーションにより、提案した３つのエネルギ節約
スケジューリングアルゴリズムを評価している。 １．ｕｎｂｏｕｎｄ−ｄｅｌａｙ ｐｅｒｆｅｃｔ−ｆ
ｕｔｕｒｅ（ＯＰＴ）：トレースデータ全体に渡ってア
イドル時間をなくすように最小スピードで動作する。し
かしながら、実行時に未来の動作の知識が必要となるの
で非現実的である。応答時間も大きくなり望ましくな
い。 ２．ｂｏｕｎｄｅｄ−ｄｅｌａｙ ｌｉｍｉｔｅｄ−ｆ
ｕｔｕｒｅ（ＦＵＴＵＲＥ）：ある一定時間以内（ウィ
ンドウという）でアイドル時間をなくすように最小スピ
ードで動作する。実行時に未来の動作の知識が必要とな
るので非現実的である。また応答時間はウィンドウ時間
内に収まり望ましい。 ３．ｂｏｕｎｄｅｄ−ｄｅｌａｙ ｌｉｍｉｔｅｄ−ｐ
ａｓｔ（ＰＡＳＴ）：直前のウィンドウでの動作が次の
それに似ていると仮定してＣＰＵスピードを定める。評
価結果は、ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｖａｌに
依存する。ａｄｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｖａｌ
が長くなるにつれて、ＰＡＳＴ，ＦＵＴＵＲＥは、ＯＰ
Ｔに近づく。ＰＡＳＴの方がＦＵＴＵＲＥよりもよい
（ｅｘｃｅｓｓ ｃｙｃｌｅを次のインターバルに持ち
越すことができるから）。
【０００４】また、特開平８−６６８１号公報には、
「省電力制御システム」として、複数のＣＰＵを備える
マルチプロセッサシステムにおいて、プロセッサバスを
監視することで個々のＣＰＵの動作状態を検出するプロ
セッサバス監視部と、システムの負荷状態を監視するシ
ステム状態監視部と、システム状態監視部からの通知に
基づいて個々のＣＰＵによる消費電力を制御するシステ
ム状態制御部と、を設け、キー入力待ちなどのために特
定のＣＰＵに対する負荷が少ない状態が続くと、システ
ム状態制御部により、当該ＣＰＵへ供給するクロックを
低い周波数に切り替えるシステムが開示されている。
「省電力制御システム」として、複数のＣＰＵを備える
マルチプロセッサシステムにおいて、プロセッサバスを
監視することで個々のＣＰＵの動作状態を検出するプロ
セッサバス監視部と、システムの負荷状態を監視するシ
ステム状態監視部と、システム状態監視部からの通知に
基づいて個々のＣＰＵによる消費電力を制御するシステ
ム状態制御部と、を設け、キー入力待ちなどのために特
定のＣＰＵに対する負荷が少ない状態が続くと、システ
ム状態制御部により、当該ＣＰＵへ供給するクロックを
低い周波数に切り替えるシステムが開示されている。
【０００５】また、特開平８−６８０３号公報には、
「情報処理方法とその装置」として、消費電力を最小に
したマルチタスク実行の情報処理方法とその装置が開示
されている。これは、タスクが獲得しているハードウエ
ア資源とその消費電力を検出して、獲得したハードウエ
ア資源のトータル電力が大きいタスクの実行優先度を高
く設定して、オペレーティングシステムのスケジューラ
が、高い実行優先度のタスクを選択して、実行権を与え
る方法である。
「情報処理方法とその装置」として、消費電力を最小に
したマルチタスク実行の情報処理方法とその装置が開示
されている。これは、タスクが獲得しているハードウエ
ア資源とその消費電力を検出して、獲得したハードウエ
ア資源のトータル電力が大きいタスクの実行優先度を高
く設定して、オペレーティングシステムのスケジューラ
が、高い実行優先度のタスクを選択して、実行権を与え
る方法である。
【０００６】また、特開平８−５０５５１号公報には、
「リアルタイムアプリケーションタスクスケジューリン
グ及び処理システム」として、ソフトウエアタスクの実
行スケジューリングに関し、特にリアルタイムシステム
用のオンラインタスクスケジューラに関し、タスク要求
がディスパッチャの実行時にそのデッドラインを満たす
かどうかを各要求について確認し、そのデッドラインの
できるだけ近くで終止するべく配置するかのように、Ｃ
ＰＵの遅いビジー期間に基づいて、データベース内のタ
スクをスケジューリングする、ことが開示されている。
「リアルタイムアプリケーションタスクスケジューリン
グ及び処理システム」として、ソフトウエアタスクの実
行スケジューリングに関し、特にリアルタイムシステム
用のオンラインタスクスケジューラに関し、タスク要求
がディスパッチャの実行時にそのデッドラインを満たす
かどうかを各要求について確認し、そのデッドラインの
できるだけ近くで終止するべく配置するかのように、Ｃ
ＰＵの遅いビジー期間に基づいて、データベース内のタ
スクをスケジューリングする、ことが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術には、次のような問題点があった。
来技術には、次のような問題点があった。
【０００８】第１の問題点は、リアルタイムシステム向
けの考慮がなされておらず、プログラムの実行が完了し
なければならないデッドライン時刻を満たさない場合が
あるということである。
けの考慮がなされておらず、プログラムの実行が完了し
なければならないデッドライン時刻を満たさない場合が
あるということである。
【０００９】その理由は、従来の技術がＵＮＩＸなどの
タイムシェアリング型のシステムを対象としているため
であり、リアルタイムシステムにおけるデッドライン時
刻を考慮に入れていないためである。
タイムシェアリング型のシステムを対象としているため
であり、リアルタイムシステムにおけるデッドライン時
刻を考慮に入れていないためである。
【００１０】第２の問題点は、２次電池を含めた省電力
になっていないということである。その理由は、２次電
池の存在を考慮していないためである。
になっていないということである。その理由は、２次電
池の存在を考慮していないためである。
【００１１】また、上記各公報に記載の従来例において
も、リアルタイムシステムにおいて、２次電池の消費を
最小にするタスクスケジューリング方法については、開
示がない。
も、リアルタイムシステムにおいて、２次電池の消費を
最小にするタスクスケジューリング方法については、開
示がない。
【００１２】［発明の目的］本発明の目的は、ＣＰＵ、
プログラムメモリ、周波数制御機能をもったクロックジ
ェネレータ、および２次電池を有するリアルタイムシス
テムにおいて、ＣＰＵに供給されプログラム実行に寄与
する周波数のα乗（α＞１）に２次電池の消費電力が比
例することを利用して、リアルタイムシステムを構成す
るタスクのデッドラインを守り、かつ可能な限り低く一
定の周波数で実行させることにより、リアルタイムシス
テムにおいて、２次電池の消費を最小にするタスクのス
ケジューリング方法を提供することにある。
プログラムメモリ、周波数制御機能をもったクロックジ
ェネレータ、および２次電池を有するリアルタイムシス
テムにおいて、ＣＰＵに供給されプログラム実行に寄与
する周波数のα乗（α＞１）に２次電池の消費電力が比
例することを利用して、リアルタイムシステムを構成す
るタスクのデッドラインを守り、かつ可能な限り低く一
定の周波数で実行させることにより、リアルタイムシス
テムにおいて、２次電池の消費を最小にするタスクのス
ケジューリング方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、リアルタイム処理を行うため
の複数のタスクのスケジューリング方法において、同一
周波数で動作するタスクを１つのタスクグループとし、
該タスクグループ中の各タスクは、各タスクごとのデッ
ドライン順に並び、該タスクグループ中の最後のタスク
以外のタスクの実行終了時刻は、当該タスクのデッドラ
インより前であり、タスクグループの最後のタスクの実
行終了時刻は、当該タスクのデッドラインに等しい構成
を有し、リアルタイム処理のデッドラインまでに実行さ
れるタスクグループに、新規タスクを挿入する際に、該
新規タスクを挿入したタスクグループにおいて、該挿入
したタスクから該デッドラインを守れなくなる実行順序
のタスクまでを別のタスクグループに分割し、該分割さ
れて、隣接するタスクグループにおいて、前のタスクグ
ループの実行周波数が後のタスクグループの実行周波数
より小さい場合に、前のタスクグループと後のタスクグ
ループの実行周波数を平均化して、同一実行周波数で実
行するために、該２つのタスクグループを１つのタスク
グループにマージする、ことを特徴とするタスクスケジ
ューリング方法を提供するものである。
決するための手段として、リアルタイム処理を行うため
の複数のタスクのスケジューリング方法において、同一
周波数で動作するタスクを１つのタスクグループとし、
該タスクグループ中の各タスクは、各タスクごとのデッ
ドライン順に並び、該タスクグループ中の最後のタスク
以外のタスクの実行終了時刻は、当該タスクのデッドラ
インより前であり、タスクグループの最後のタスクの実
行終了時刻は、当該タスクのデッドラインに等しい構成
を有し、リアルタイム処理のデッドラインまでに実行さ
れるタスクグループに、新規タスクを挿入する際に、該
新規タスクを挿入したタスクグループにおいて、該挿入
したタスクから該デッドラインを守れなくなる実行順序
のタスクまでを別のタスクグループに分割し、該分割さ
れて、隣接するタスクグループにおいて、前のタスクグ
ループの実行周波数が後のタスクグループの実行周波数
より小さい場合に、前のタスクグループと後のタスクグ
ループの実行周波数を平均化して、同一実行周波数で実
行するために、該２つのタスクグループを１つのタスク
グループにマージする、ことを特徴とするタスクスケジ
ューリング方法を提供するものである。
【００１４】また、ＣＰＵ（１００）と、メモリ（１１
０）と、２次電池（１２０）と、クロックジェネレータ
（１３０）と、該ＣＰＵへ供給するクロックの周波数を
制御する周波数制御回路（１４０）を有するリアルタイ
ムシステム（００１）において、メモリ（１１０）に
は、リアルタイム処理を行うための複数のタスクと、該
タスクの実行をスケジュール制御するスケジューラ（１
１２）と、該タスクの実行管理キュー（１１３）と、を
有し、該スケジューラ（１１２）は、リアルタイムシス
テム（００１）において、イベントを処理するタスクＴ
ｋのデッドラインを算出するステップ（Ａ１）と、該デ
ッドラインから実行管理キューの適切な位置にタスクＴ
ｋの実行を行うための実行キューデータをタスクグルー
プに挿入するステップ（Ａ２，Ａ３）と、該タスクＴｋ
が挿入された結果、増えるタスクの仕事量ｗおよびタス
クの実行周波数ｆを計算するステップ（Ａ４）と、当該
タスクグループ（ＴＧｊ）中のタスクＴ（ｊ，１）から
Ｔ（ｊ，ｎｊ）までを実行周波数ｆで実行したときに、
タスクのデッドラインが守れるかどうかを調べ、タスク
Ｔｋもしくは直前タスクグループの最後のタスクＴ
（ｊ，ｍ）からＴ（ｊ，ｎｊ）までの中でデッドライン
を守れない最初のタスクＴｐを求めるステップ（Ａ５）
と、該タスクＴｋを挿入したタスクグループＴＧｊにあ
るタスク数をｎｊとすると、タスクＴ（ｊ，１）からＴ
（ｊ，ｎｊ）までのタスクのデッドラインが守れるよう
にタスクグループの分割を行うため、タスクＴｋもしく
はＴ（ｊ，ｎ）からＴｐまでを一つのタスクグループと
して分割し、タスクグループＴＧｊの実行開始時刻、実
行終了時刻、仕事量及び実行周波数を当該タスクグルー
プ管理データに設定するステップ（Ａ７）と、隣接する
タスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋１において、ＴＧｊの
実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周波数でない場合は、上
記ステップ（Ａ５、Ａ７）をタスクＴ（ｊ，ｎｊ）まで
行うステップ（Ａ６，Ａ９）と、隣接するタスクグルー
プＴＧｊとＴＧｊ＋１において、ＴＧｊの実行周波数＜
ＴＧｊ＋１の実行周波数の場合は、タスクグループＴＧ
ｊとＴＧｊ＋１の実行周波数を平均化して、同一実行周
波数で実行するために該２つのタスクグループを１つの
タスクグループにマージするステップ（Ａ１０）と、実
行中のタスクの実行が終了した場合に、次に実行するタ
スクのタスクグループが異なるかどうかを調べるステッ
プ（Ｓ４１）と、該異なる場合は、次のタスクグループ
の実行周波数を周波数制御回路１４０に設定するステッ
プ（Ｓ４２）と、次に、実行管理キューの先頭のタスク
グループに含まれる先頭タスクをキューから外し、次に
実行すべきタスクの実行を開始するステップ（Ｓ４３）
と、を有することを特徴とするタスクスケジューリング
方法でもある。
０）と、２次電池（１２０）と、クロックジェネレータ
（１３０）と、該ＣＰＵへ供給するクロックの周波数を
制御する周波数制御回路（１４０）を有するリアルタイ
ムシステム（００１）において、メモリ（１１０）に
は、リアルタイム処理を行うための複数のタスクと、該
タスクの実行をスケジュール制御するスケジューラ（１
１２）と、該タスクの実行管理キュー（１１３）と、を
有し、該スケジューラ（１１２）は、リアルタイムシス
テム（００１）において、イベントを処理するタスクＴ
ｋのデッドラインを算出するステップ（Ａ１）と、該デ
ッドラインから実行管理キューの適切な位置にタスクＴ
ｋの実行を行うための実行キューデータをタスクグルー
プに挿入するステップ（Ａ２，Ａ３）と、該タスクＴｋ
が挿入された結果、増えるタスクの仕事量ｗおよびタス
クの実行周波数ｆを計算するステップ（Ａ４）と、当該
タスクグループ（ＴＧｊ）中のタスクＴ（ｊ，１）から
Ｔ（ｊ，ｎｊ）までを実行周波数ｆで実行したときに、
タスクのデッドラインが守れるかどうかを調べ、タスク
Ｔｋもしくは直前タスクグループの最後のタスクＴ
（ｊ，ｍ）からＴ（ｊ，ｎｊ）までの中でデッドライン
を守れない最初のタスクＴｐを求めるステップ（Ａ５）
と、該タスクＴｋを挿入したタスクグループＴＧｊにあ
るタスク数をｎｊとすると、タスクＴ（ｊ，１）からＴ
（ｊ，ｎｊ）までのタスクのデッドラインが守れるよう
にタスクグループの分割を行うため、タスクＴｋもしく
はＴ（ｊ，ｎ）からＴｐまでを一つのタスクグループと
して分割し、タスクグループＴＧｊの実行開始時刻、実
行終了時刻、仕事量及び実行周波数を当該タスクグルー
プ管理データに設定するステップ（Ａ７）と、隣接する
タスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋１において、ＴＧｊの
実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周波数でない場合は、上
記ステップ（Ａ５、Ａ７）をタスクＴ（ｊ，ｎｊ）まで
行うステップ（Ａ６，Ａ９）と、隣接するタスクグルー
プＴＧｊとＴＧｊ＋１において、ＴＧｊの実行周波数＜
ＴＧｊ＋１の実行周波数の場合は、タスクグループＴＧ
ｊとＴＧｊ＋１の実行周波数を平均化して、同一実行周
波数で実行するために該２つのタスクグループを１つの
タスクグループにマージするステップ（Ａ１０）と、実
行中のタスクの実行が終了した場合に、次に実行するタ
スクのタスクグループが異なるかどうかを調べるステッ
プ（Ｓ４１）と、該異なる場合は、次のタスクグループ
の実行周波数を周波数制御回路１４０に設定するステッ
プ（Ｓ４２）と、次に、実行管理キューの先頭のタスク
グループに含まれる先頭タスクをキューから外し、次に
実行すべきタスクの実行を開始するステップ（Ｓ４３）
と、を有することを特徴とするタスクスケジューリング
方法でもある。
【００１５】また、前記実行管理キュー１１３は、同一
周波数で実行されるタスクグループごとに、実行終了時
刻の順に並べられ、該タスクグループの実行開始時刻、
タスクグループの実行終了時刻、タスクグループでの実
行周波数とから構成されるタスクグループの管理データ
と、タスクの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライ
ン、仕事量から構成される各タスクの管理データと、を
有することを特徴とするタスクスケジューリング方法で
もある。
周波数で実行されるタスクグループごとに、実行終了時
刻の順に並べられ、該タスクグループの実行開始時刻、
タスクグループの実行終了時刻、タスクグループでの実
行周波数とから構成されるタスクグループの管理データ
と、タスクの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライ
ン、仕事量から構成される各タスクの管理データと、を
有することを特徴とするタスクスケジューリング方法で
もある。
【００１６】また、ＣＰＵの周波数が固定数倍に制御さ
れるリアルタイムシステムにおいて、算出した周波数以
上で最も近い前記固定数倍の周波数を求めるステップを
有することを特徴とするタスクスケジューリング方法で
もある。
れるリアルタイムシステムにおいて、算出した周波数以
上で最も近い前記固定数倍の周波数を求めるステップを
有することを特徴とするタスクスケジューリング方法で
もある。
【００１７】また、電源に２次電池を用いることを特徴
とするタスクスケジューリング方法でもある。
とするタスクスケジューリング方法でもある。
【００１８】また、上述したタスクスケジューリング方
法をコンピュータに行なわせるプログラムを記録したこ
とを特徴とする記録媒体でもある。
法をコンピュータに行なわせるプログラムを記録したこ
とを特徴とする記録媒体でもある。
【００１９】［作用］本発明によれば、ＣＰＵ周波数
を、デッドラインが終了するまでに、タスクが終了でき
るように、かつ最小の周波数となるように、計算し、こ
れに基づいて、タスクの実行開始時刻、実行終了時刻を
設定して、タスクのスケジューリングを行なうことによ
り、リアルタイムシステムを構成するタスクのデッドラ
インを守り、かつ、ＣＰＵを可能な限り低く一定の周波
数で実行させることができ、その結果、２次電池の消費
を最小にすることができる。
を、デッドラインが終了するまでに、タスクが終了でき
るように、かつ最小の周波数となるように、計算し、こ
れに基づいて、タスクの実行開始時刻、実行終了時刻を
設定して、タスクのスケジューリングを行なうことによ
り、リアルタイムシステムを構成するタスクのデッドラ
インを守り、かつ、ＣＰＵを可能な限り低く一定の周波
数で実行させることができ、その結果、２次電池の消費
を最小にすることができる。
【００２０】そのポイントは、ＣＰＵを可能な限り低く
一定の周波数で実行することにより、２次電池の消費を
最小にすることができる点を利用しているところであ
る。
一定の周波数で実行することにより、２次電池の消費を
最小にすることができる点を利用しているところであ
る。
【００２１】また、リアルタイム処理を行うための、複
数の、同一周波数で動作するタスクを１つのタスクグル
ープとし、新規タスクを挿入する際に、該新規タスクを
挿入したタスクグループにおいて、該挿入したタスクか
ら前記リアルタイム処理のデッドラインを守れなくなる
実行順序のタスクまでを別のタスクグループに分割し、
該分割されて、隣接するタスクグループにおいて、前の
タスクグループの実行周波数が後のタスクグループの実
行周波数より小さい場合には、該２つのタスクグループ
を１つのタスクグループにマージして、前のタスクグル
ープと後のタスクグループの実行周波数を平均化して、
同一実行周波数で実行することにより、リアルタイムシ
ステムを構成するタスクのデッドラインを守り、かつ可
能な限り低く一定の周波数で実行させることが可能とな
る。
数の、同一周波数で動作するタスクを１つのタスクグル
ープとし、新規タスクを挿入する際に、該新規タスクを
挿入したタスクグループにおいて、該挿入したタスクか
ら前記リアルタイム処理のデッドラインを守れなくなる
実行順序のタスクまでを別のタスクグループに分割し、
該分割されて、隣接するタスクグループにおいて、前の
タスクグループの実行周波数が後のタスクグループの実
行周波数より小さい場合には、該２つのタスクグループ
を１つのタスクグループにマージして、前のタスクグル
ープと後のタスクグループの実行周波数を平均化して、
同一実行周波数で実行することにより、リアルタイムシ
ステムを構成するタスクのデッドラインを守り、かつ可
能な限り低く一定の周波数で実行させることが可能とな
る。
【００２２】また、２次電池の消費電力は、ＣＰＵに供
給されプログラム実行に寄与する周波数のα乗（α＞
１）に比例するため、ＣＰＵの周波数を低く、かつ一定
にすることにより、２次電池の消費を最小にすることが
可能となる。
給されプログラム実行に寄与する周波数のα乗（α＞
１）に比例するため、ＣＰＵの周波数を低く、かつ一定
にすることにより、２次電池の消費を最小にすることが
可能となる。
【００２３】このように、本発明によれば、リアルタイ
ムシステムにおいて、 （１）消費電力を最小にするようにタスクをスケジュー
リングする； （２）タスクが実行を終了しなければならない時刻を守
るようにスケジューリングする；ことができる。
ムシステムにおいて、 （１）消費電力を最小にするようにタスクをスケジュー
リングする； （２）タスクが実行を終了しなければならない時刻を守
るようにスケジューリングする；ことができる。
【００２４】また、本発明は、上記方法を記述したコン
ピュータプログラムを格納したことを特徴とする記録媒
体としての、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク等か
ら、プログラムをコンピュータのメモリに読み込み、こ
のプログラムにより、ＣＰＵを制御して、本発明を実現
することができる。
ピュータプログラムを格納したことを特徴とする記録媒
体としての、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク等か
ら、プログラムをコンピュータのメモリに読み込み、こ
のプログラムにより、ＣＰＵを制御して、本発明を実現
することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】［実施形態１］ ［構成の説明］図１は、本発明の実施形態の構成を示す
ブロック図である。図１を参照すると、本発明のタスク
スケジューリング方式の実施形態は、プログラム制御に
より動作する。リアルタイムシステム００１は、ＣＰＵ
１００と、メモリ１１０と、２次電池１２０と、クロッ
クジェネレータ１３０と、周波数制御回路１４０から構
成されている。
ブロック図である。図１を参照すると、本発明のタスク
スケジューリング方式の実施形態は、プログラム制御に
より動作する。リアルタイムシステム００１は、ＣＰＵ
１００と、メモリ１１０と、２次電池１２０と、クロッ
クジェネレータ１３０と、周波数制御回路１４０から構
成されている。
【００２６】メモリ１１０には、リアルタイム処理を行
うためのｎ個のタスク手段１１１−ｉ（ｉ＝１，
２，．．ｎ）と、当該タスクの実行をスケジュール制御
する手段１１２、及び手段１１２を処理するためのデー
タ１１３が含まれる。手段１１１をタスク、手段１１２
をスケジューラ、データ１１３を実行管理キューと呼ぶ
ことにする。また、周波数制御回路１４０は、ＣＰＵ１
００へ供給するクロック周波数を制御できる。
うためのｎ個のタスク手段１１１−ｉ（ｉ＝１，
２，．．ｎ）と、当該タスクの実行をスケジュール制御
する手段１１２、及び手段１１２を処理するためのデー
タ１１３が含まれる。手段１１１をタスク、手段１１２
をスケジューラ、データ１１３を実行管理キューと呼ぶ
ことにする。また、周波数制御回路１４０は、ＣＰＵ１
００へ供給するクロック周波数を制御できる。
【００２７】これらの手段の機能の概略を説明すると、
タスク１１１−ｉ（ｉ＝１，２，．．ｎ）は、リアルタ
イムシステム００１の外部から入ってくるイベントｉに
対応して起動され、スケジューラ１１２に登録される。
タスク１１１は、外部から入ってくるイベントに対して
一定時間以内に処理を完了させなければならず、この処
理を終了させなければならない時刻をデッドラインと言
う。本発明では、スケジューラ１１２は、当該タスクの
デッドライン（実行を終了しなければならない時刻）を
守りつつ、可能な限り低く一定の周波数で実行させるよ
うにスケジューリングを行うことを特徴とする。
タスク１１１−ｉ（ｉ＝１，２，．．ｎ）は、リアルタ
イムシステム００１の外部から入ってくるイベントｉに
対応して起動され、スケジューラ１１２に登録される。
タスク１１１は、外部から入ってくるイベントに対して
一定時間以内に処理を完了させなければならず、この処
理を終了させなければならない時刻をデッドラインと言
う。本発明では、スケジューラ１１２は、当該タスクの
デッドライン（実行を終了しなければならない時刻）を
守りつつ、可能な限り低く一定の周波数で実行させるよ
うにスケジューリングを行うことを特徴とする。
【００２８】図２に、本方式で利用されるデータ構造で
ある実行管理キュー１１３の一例を示す。タスクグルー
プにおいて、タスクは、同一周波数で実行され、また実
行終了時刻の順に並べられている。各タスクグループを
管理するデータは、タスクグループの実行開始時刻（こ
れは先頭のタスクの実行開始時刻に等しい）、タスクグ
ループの実行終了時刻（これは最後のタスクの実行終了
時刻に等しい）、タスクグループでの実行周波数から構
成される。さらにタスクグループはタスクグループの実
行終了時刻の順に並べられている。
ある実行管理キュー１１３の一例を示す。タスクグルー
プにおいて、タスクは、同一周波数で実行され、また実
行終了時刻の順に並べられている。各タスクグループを
管理するデータは、タスクグループの実行開始時刻（こ
れは先頭のタスクの実行開始時刻に等しい）、タスクグ
ループの実行終了時刻（これは最後のタスクの実行終了
時刻に等しい）、タスクグループでの実行周波数から構
成される。さらにタスクグループはタスクグループの実
行終了時刻の順に並べられている。
【００２９】各タスクの実行を管理するデータは、タス
クの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライン、仕事
量から構成される。タスクグループの最後のタスクの実
行終了時刻はデッドラインに等しいが、最後以外のタス
クの実行終了時刻はデッドラインよりも前である。
クの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライン、仕事
量から構成される。タスクグループの最後のタスクの実
行終了時刻はデッドラインに等しいが、最後以外のタス
クの実行終了時刻はデッドラインよりも前である。
【００３０】［動作の説明］次に、図１〜図５を参照し
て本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
て本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００３１】図３〜図５は、スケジューラ１１２の処理
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【００３２】まず、イベントｋが本リアルタイムシステ
ムに到着したときの処理を図３、図４を参照して説明す
る。
ムに到着したときの処理を図３、図４を参照して説明す
る。
【００３３】本イベントを処理するタスクＴｋが、メモ
リ２１０に含まれるタスク１１１−１・・・１１１−ｎ
から見い出され、タスクＴｋのデッドラインが計算され
る。このデッドラインの計算は、例えば、イベントの到
着時刻をａ、イベントの処理をｔ時間以内に完了しなけ
ればならないとすると、イベントが処理を完了しなけれ
ばならない時刻ｄは、ｄ＝ａ＋ｔと計算するようなもの
である（図３のステップＡ１）。
リ２１０に含まれるタスク１１１−１・・・１１１−ｎ
から見い出され、タスクＴｋのデッドラインが計算され
る。このデッドラインの計算は、例えば、イベントの到
着時刻をａ、イベントの処理をｔ時間以内に完了しなけ
ればならないとすると、イベントが処理を完了しなけれ
ばならない時刻ｄは、ｄ＝ａ＋ｔと計算するようなもの
である（図３のステップＡ１）。
【００３４】次に、タスクＴｋのデッドラインから実行
管理キューの適切な位置（例えば図２に示す位置）にタ
スクＴｋの実行を行うためのデータ構造を挿入する（図
３のステップＡ２，Ａ３）。
管理キューの適切な位置（例えば図２に示す位置）にタ
スクＴｋの実行を行うためのデータ構造を挿入する（図
３のステップＡ２，Ａ３）。
【００３５】次に、タスクＴｋが挿入された結果、増え
るタスクの仕事量ｗおよびタスクの実行周波数ｆを計算
する（図３のステップＡ４）。
るタスクの仕事量ｗおよびタスクの実行周波数ｆを計算
する（図３のステップＡ４）。
【００３６】同一グループのタスクＴ（ｊ，１）からＴ
（ｊ，ｎｊ）までを実行周波数ｆで実行したときに、タ
スクのデッドラインが守れるかどうかを調べ、Ｔｋもし
くは直前のタスクグループの最後のタスクＴ（ｊ，ｍ）
からＴ（ｊ，ｎｊ）までのタスクの中でデッドラインを
守れない最初のタスクをＴｐとする（図４のステップＡ
５）。
（ｊ，ｎｊ）までを実行周波数ｆで実行したときに、タ
スクのデッドラインが守れるかどうかを調べ、Ｔｋもし
くは直前のタスクグループの最後のタスクＴ（ｊ，ｍ）
からＴ（ｊ，ｎｊ）までのタスクの中でデッドラインを
守れない最初のタスクをＴｐとする（図４のステップＡ
５）。
【００３７】今、タスクグループＴＧｊのｉ番目、タス
クＴ（ｊ，ｉ）とタスクＴ（ｊ，ｉ＋１）の間に挿入さ
れたとする。タスクグループＴＧｊにあるタスク数をｎ
ｊとすると、Ｔ（ｊ，１）からＴ（ｊ，ｎｊ）までのタ
スクのデッドラインが守れるようにタスクグループの分
割を行うため、ＴｋもしくはＴ（ｊ，ｍ）からＴｐまで
を一つのタスクグループとして分割し、必要なデータを
当該タスクグループ管理データに設定する（図４のステ
ップＡ７）。
クＴ（ｊ，ｉ）とタスクＴ（ｊ，ｉ＋１）の間に挿入さ
れたとする。タスクグループＴＧｊにあるタスク数をｎ
ｊとすると、Ｔ（ｊ，１）からＴ（ｊ，ｎｊ）までのタ
スクのデッドラインが守れるようにタスクグループの分
割を行うため、ＴｋもしくはＴ（ｊ，ｍ）からＴｐまで
を一つのタスクグループとして分割し、必要なデータを
当該タスクグループ管理データに設定する（図４のステ
ップＡ７）。
【００３８】隣接するタスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋
１において、ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周
波数でない場合（Ａ８）は、上記ステップ（Ａ５、Ａ
７）をタスクＴ（ｊ，ｎｊ）まで行う（Ａ６，Ａ９）。
１において、ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周
波数でない場合（Ａ８）は、上記ステップ（Ａ５、Ａ
７）をタスクＴ（ｊ，ｎｊ）まで行う（Ａ６，Ａ９）。
【００３９】隣接するタスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋
１において、ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周
波数の場合（Ａ８）は、タスクグループＴＧｊとＴＧｊ
＋１の実行周波数を平均化して、同一実行周波数で実行
するために該２つのタスクグループの実行周波数を平均
化して１つのタスクグループにマージする（Ａ１０）。
１において、ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周
波数の場合（Ａ８）は、タスクグループＴＧｊとＴＧｊ
＋１の実行周波数を平均化して、同一実行周波数で実行
するために該２つのタスクグループの実行周波数を平均
化して１つのタスクグループにマージする（Ａ１０）。
【００４０】次に図５を用いて現在実行中のタスクの実
行が終了した場合の処理を説明する。
行が終了した場合の処理を説明する。
【００４１】スケジューラ手段１１２は、まず次に実行
するタスクのタスクグループが異なるかどうかを調べ
（Ｓ４１）、異なる場合は次のタスクグループの実行周
波数を周波数制御回路１４０に設定する（Ｓ４２）。次
に、実行管理キューの先頭のタスクグループに含まれる
先頭タスクをキューから外し、次に実行すべきタスクと
して実行を開始する準備を行い、当該タスクの実行を開
始する（Ｓ４３）。
するタスクのタスクグループが異なるかどうかを調べ
（Ｓ４１）、異なる場合は次のタスクグループの実行周
波数を周波数制御回路１４０に設定する（Ｓ４２）。次
に、実行管理キューの先頭のタスクグループに含まれる
先頭タスクをキューから外し、次に実行すべきタスクと
して実行を開始する準備を行い、当該タスクの実行を開
始する（Ｓ４３）。
【００４２】［具体例の説明］タスクグループにおい
て、タスクは同一周波数で実行される。また、実行終了
時刻の順に並べられている。各タスクグループを管理す
るデータは、タスクグループの実行開始時刻（これは先
頭のタスクの実行開始時刻に等しい）、タスクグループ
の実行終了時刻（これは最後のタスクの実行終了時刻に
等しい）、タスクグループでの実行周波数から構成され
る。
て、タスクは同一周波数で実行される。また、実行終了
時刻の順に並べられている。各タスクグループを管理す
るデータは、タスクグループの実行開始時刻（これは先
頭のタスクの実行開始時刻に等しい）、タスクグループ
の実行終了時刻（これは最後のタスクの実行終了時刻に
等しい）、タスクグループでの実行周波数から構成され
る。
【００４３】例として、図６に示すように、タスクグル
ープ１が１つあったと考え、そのタスクグループ１にタ
スク１、２、３が含まれていたとする。
ープ１が１つあったと考え、そのタスクグループ１にタ
スク１、２、３が含まれていたとする。
【００４４】タスク１の実行開始時刻は、時刻１００
秒、終了時刻は１１０秒、デッドラインは１１３秒、仕
事量は２５０であり、タスク２の実行開始時刻は、時刻
１１０秒、終了時刻は１１５秒、デッドラインは１１６
秒、仕事量は１２５であり、タスク３の実行開始時刻は
時刻１１５秒、終了時刻は１３０秒、デッドラインは１
３０秒、仕事量は３７５である、とする。
秒、終了時刻は１１０秒、デッドラインは１１３秒、仕
事量は２５０であり、タスク２の実行開始時刻は、時刻
１１０秒、終了時刻は１１５秒、デッドラインは１１６
秒、仕事量は１２５であり、タスク３の実行開始時刻は
時刻１１５秒、終了時刻は１３０秒、デッドラインは１
３０秒、仕事量は３７５である、とする。
【００４５】タスクグループ１の実行開始時刻は、１０
０秒、実行終了時刻は１３０秒、実行周波数は２５ＭＨ
ｚとする。
０秒、実行終了時刻は１３０秒、実行周波数は２５ＭＨ
ｚとする。
【００４６】また、仕事量の和は７５０である。さらに
タスクグループはタスクグループの実行終了時刻の順に
並べられている。各タスクの実行を管理するデータはタ
スクの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライン、仕
事量から構成される。
タスクグループはタスクグループの実行終了時刻の順に
並べられている。各タスクの実行を管理するデータはタ
スクの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライン、仕
事量から構成される。
【００４７】タスクグループの最後のタスクの実行終了
時刻は、デッドラインに等しいが、最後以外のタスクの
実行終了時刻はデッドラインよりも前である。
時刻は、デッドラインに等しいが、最後以外のタスクの
実行終了時刻はデッドラインよりも前である。
【００４８】図３〜図５は、手段１１２の処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【００４９】次に、図１の構成図、図３〜図５のフロー
チャート、図６、図７のデータ構造を参照して本例のよ
り具体的な動作について詳細に説明する。なお、文中の
数値は、説明用に簡略にしたものである。
チャート、図６、図７のデータ構造を参照して本例のよ
り具体的な動作について詳細に説明する。なお、文中の
数値は、説明用に簡略にしたものである。
【００５０】今、時刻９０秒にて、イベント４が本リア
ルタイムシステムに到着したときの処理を図６を参照し
て説明する。このイベントが２５秒以内の応答を要求し
ているとする。本イベントを処理するタスク４が見い出
され、タスク４のデッドラインは９０十２５＝１１５秒
と計算される（図３のステップＡ１）。
ルタイムシステムに到着したときの処理を図６を参照し
て説明する。このイベントが２５秒以内の応答を要求し
ているとする。本イベントを処理するタスク４が見い出
され、タスク４のデッドラインは９０十２５＝１１５秒
と計算される（図３のステップＡ１）。
【００５１】タスク４の仕事量は１００とする。次にタ
スク４のデッドラインから実行管理キューの適切な位置
にタスク４の実行を行うためのデータ構造を挿入する。
今、タスクグループ１のタスク１とタスク２の間に挿入
されたとする（ステップＡ２、ステップＡ３）。
スク４のデッドラインから実行管理キューの適切な位置
にタスク４の実行を行うためのデータ構造を挿入する。
今、タスクグループ１のタスク１とタスク２の間に挿入
されたとする（ステップＡ２、ステップＡ３）。
【００５２】タスクグループ１にあるタスク数は３であ
るので、タスク１からタスク３までのタスクのデッドラ
インが守れるようにタスクグループの分割を行う（ステ
ッブＡ４からＡ７）。ステップＡ４では、タスク４が挿
入された結果、増えるタスクの仕事量ｗおよびタスクの
実行周波数ｆを計算する（ステップＡ４）。すなわち、
周波数ｆは、仮定から仕事量ｗ＝１００、周波数ｆ＝仕
事量（７５０＋１００）／実行時間（１３０−１００）
＝２８．３３ＭＨｚとなる。
るので、タスク１からタスク３までのタスクのデッドラ
インが守れるようにタスクグループの分割を行う（ステ
ッブＡ４からＡ７）。ステップＡ４では、タスク４が挿
入された結果、増えるタスクの仕事量ｗおよびタスクの
実行周波数ｆを計算する（ステップＡ４）。すなわち、
周波数ｆは、仮定から仕事量ｗ＝１００、周波数ｆ＝仕
事量（７５０＋１００）／実行時間（１３０−１００）
＝２８．３３ＭＨｚとなる。
【００５３】タスク１からタスク３までのタスクを実行
周波数ｆ＝２８．３３ＭＨｚで実行したときに、タスク
のデッドラインが守れるかどうかを調べる。
周波数ｆ＝２８．３３ＭＨｚで実行したときに、タスク
のデッドラインが守れるかどうかを調べる。
【００５４】タスク１のデッドラインは、ｌ００（秒）
＋２５０／２８．３３＝１０８．８２秒；タスク４のデ
ッドラインは、１０８．８２（秒）＋１００／２８．３
３＝１１２．２９秒；タスク２のテッドラインは、１１
２．２９（秒）＋１２５／２８．３３＝１１６．７０
秒；タスク３のデッドラインは、１１６．７０（秒）＋
３７５／２８．３３＝１３０秒；となる。
＋２５０／２８．３３＝１０８．８２秒；タスク４のデ
ッドラインは、１０８．８２（秒）＋１００／２８．３
３＝１１２．２９秒；タスク２のテッドラインは、１１
２．２９（秒）＋１２５／２８．３３＝１１６．７０
秒；タスク３のデッドラインは、１１６．７０（秒）＋
３７５／２８．３３＝１３０秒；となる。
【００５５】タスク１からタスク４までのタスクの中で
デッドラインを守れない最初のタスクはタスク２である
（ステップＡ５）。
デッドラインを守れない最初のタスクはタスク２である
（ステップＡ５）。
【００５６】そこで、図７に示すように、タスク１、
４、２を一つのタスクグループ１’として分割し、必要
なデータを当該タスクグループ管理データに設定する
（図４のステップＡ７）。
４、２を一つのタスクグループ１’として分割し、必要
なデータを当該タスクグループ管理データに設定する
（図４のステップＡ７）。
【００５７】図７に示すように、新たに作られるタスク
グループ１’に設定される情報は以下のように計算され
る。タスクグループ１’の実行開始時刻は１００秒、実
行終了時刻は１１６秒（＝タスク２のデッドライン）、
実行周波数は、仕事量（２５０＋１００＋１２５）／実
行時間（１１６−１００）＝２９．６９ＭＨｚとなる。
また、仕事量の和は４７５である。
グループ１’に設定される情報は以下のように計算され
る。タスクグループ１’の実行開始時刻は１００秒、実
行終了時刻は１１６秒（＝タスク２のデッドライン）、
実行周波数は、仕事量（２５０＋１００＋１２５）／実
行時間（１１６−１００）＝２９．６９ＭＨｚとなる。
また、仕事量の和は４７５である。
【００５８】以上から、タスク１の実行開始時刻は、時
刻１００秒、終了時刻は１００＋２５０／２９．６９＝
１０８．４２秒、タスク４の実行開始時刻は、時刻１０
８．４２秒、終了時刻は１０８．４２＋１００／２９．
６９＝１１１．７９秒、タスク２の実行開始時刻は、時
刻１１１．７９秒、終了時刻は１１１．７９＋１２５／
２９．６９＝１１６秒となり、タスク１，４，２は、各
タスクのデッドラインよりも前に終了する。
刻１００秒、終了時刻は１００＋２５０／２９．６９＝
１０８．４２秒、タスク４の実行開始時刻は、時刻１０
８．４２秒、終了時刻は１０８．４２＋１００／２９．
６９＝１１１．７９秒、タスク２の実行開始時刻は、時
刻１１１．７９秒、終了時刻は１１１．７９＋１２５／
２９．６９＝１１６秒となり、タスク１，４，２は、各
タスクのデッドラインよりも前に終了する。
【００５９】ステップＡ４実行の結果、隣接するタスク
グループ１’と２’において、２’の実行周波数の方が
１’の実行周波数よりも大きくなる場合には、１’と
２’の実行周波数を平均化して同一実行周波数で実行す
るようにする。このために、タスクグループのマージが
行なわれる（ステップＡ１０）。
グループ１’と２’において、２’の実行周波数の方が
１’の実行周波数よりも大きくなる場合には、１’と
２’の実行周波数を平均化して同一実行周波数で実行す
るようにする。このために、タスクグループのマージが
行なわれる（ステップＡ１０）。
【００６０】この例の場合、タスクグループ１’の周波
数は２９．６９ＭＨｚ、タスクグループ２’の周波数は
２５ＭＨｚ（図６に示す）なので、ステップＡ１０は行
なわれず、ステップＡ９からＡ５に戻ることは不要であ
る。
数は２９．６９ＭＨｚ、タスクグループ２’の周波数は
２５ＭＨｚ（図６に示す）なので、ステップＡ１０は行
なわれず、ステップＡ９からＡ５に戻ることは不要であ
る。
【００６１】残りのタスク３については、新たにタスク
グループ２’とする。タスクグループ２’の実行開始時
刻は１１６秒、実行終了時刻は１３０秒（＝タスク３の
デッドライン）、実行周波数は２５０／１４＝１７．８
６となる。また、仕事量の和は、２５０である。
グループ２’とする。タスクグループ２’の実行開始時
刻は１１６秒、実行終了時刻は１３０秒（＝タスク３の
デッドライン）、実行周波数は２５０／１４＝１７．８
６となる。また、仕事量の和は、２５０である。
【００６２】次に、図５を用いて現在実行中のタスクの
実行が終了した場合の処理を説明する。いま、タスクグ
ループが変わって、タスクグループ１’の先頭から処理
されるものとする。スケジューラ手段１１２は、まず、
次に実行するタスクのタスクグループが異なるかどうか
を調べ、異なる場合は、次のタスクグループの実行周波
数３１．６７ＭＨｚを周波数制御回路１４０に設定す
る。次に、実行管理キューの先頭のタスクグループに含
まれる先頭タスク１をキューから外し、次に実行される
べきタスクとして実行を開始する準備を行ない、当該タ
スクの実行を開始する。
実行が終了した場合の処理を説明する。いま、タスクグ
ループが変わって、タスクグループ１’の先頭から処理
されるものとする。スケジューラ手段１１２は、まず、
次に実行するタスクのタスクグループが異なるかどうか
を調べ、異なる場合は、次のタスクグループの実行周波
数３１．６７ＭＨｚを周波数制御回路１４０に設定す
る。次に、実行管理キューの先頭のタスクグループに含
まれる先頭タスク１をキューから外し、次に実行される
べきタスクとして実行を開始する準備を行ない、当該タ
スクの実行を開始する。
【００６３】［実施形態２］リアルタイムシステム中の
周波数制御回路において、ＣＰＵの周波数が１／２倍、
１／４ 倍．．のように固定数倍にしか低く制御できな
い場合のリアルタイムシステムのスケジューラの処理を
説明する。
周波数制御回路において、ＣＰＵの周波数が１／２倍、
１／４ 倍．．のように固定数倍にしか低く制御できな
い場合のリアルタイムシステムのスケジューラの処理を
説明する。
【００６４】本実施形態が、実施形態１の図３、図４と
異なる点は、図４のステップＡ７とステップＡ１０の中
の実行周波数の設定において、関数Ｆが入った点だけで
あり、他の動作は、前述した実施形態１と全く同じであ
る。
異なる点は、図４のステップＡ７とステップＡ１０の中
の実行周波数の設定において、関数Ｆが入った点だけで
あり、他の動作は、前述した実施形態１と全く同じであ
る。
【００６５】すなわち、本実施形態では、以下の部分が
異なるだけである。 （Ａ７’）： ： TGj ’の実行周波数：＝F(（TGj ’の実行終了時刻−TG
j ’の実行開始時刻）／TGj ’の仕事量) ； ： （Ａ１０’）： ： TGj の実行周波数：＝F(（TGj の実行終了時刻−TGj の
実行開始時刻）／TGj の仕事量) ； ： 関数Ｆ（ｘ）は、引数ｘの値以上で最も近いＣＰＵの固
定数倍の周波数を求める関数であり、ＣＰＵの有する固
定数倍の周波数が、ｆ1 ，ｆ2 ，…ｆn （ｆ1＜ｆ2 ＜
…＜ｆn ）である時に、関数Ｆ（ｘ）の引数ｘについ
て、ｆi-1 ＜ｘ＜ｆi （２≦ｉ＜ｎ）となるｆi を返す
関数である。
異なるだけである。 （Ａ７’）： ： TGj ’の実行周波数：＝F(（TGj ’の実行終了時刻−TG
j ’の実行開始時刻）／TGj ’の仕事量) ； ： （Ａ１０’）： ： TGj の実行周波数：＝F(（TGj の実行終了時刻−TGj の
実行開始時刻）／TGj の仕事量) ； ： 関数Ｆ（ｘ）は、引数ｘの値以上で最も近いＣＰＵの固
定数倍の周波数を求める関数であり、ＣＰＵの有する固
定数倍の周波数が、ｆ1 ，ｆ2 ，…ｆn （ｆ1＜ｆ2 ＜
…＜ｆn ）である時に、関数Ｆ（ｘ）の引数ｘについ
て、ｆi-1 ＜ｘ＜ｆi （２≦ｉ＜ｎ）となるｆi を返す
関数である。
【００６６】そこで、引数ｘとして、ステップＡ４で計
算して求めた周波数を、関数Ｆ（Ｘ）に入力することに
より、算出した周波数以上で最も近い前記固定数倍の周
波数を求めることができる。
算して求めた周波数を、関数Ｆ（Ｘ）に入力することに
より、算出した周波数以上で最も近い前記固定数倍の周
波数を求めることができる。
【００６７】また、本発明は、上述した方法を記述した
コンピュータプログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭ等の記
録媒体でもあり、この記録媒体から、プログラムをコン
ピュータにインストールすることにより、本発明は、容
易に実施可能となる。
コンピュータプログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭ等の記
録媒体でもあり、この記録媒体から、プログラムをコン
ピュータにインストールすることにより、本発明は、容
易に実施可能となる。
【００６８】以下、図３、図４のフローチャートの各ス
テップの文章を記載しておく。 （Ａ１）：イベントｋに対応するタスクTkを見い出し、
当該タスクのデッドライン時刻を計算する； （Ａ２）：実行管理キューのデータ構造を参照して、タ
スクグループの実行開始時刻＜タスクTkのデッドライン
≦タスクグループの実行終了時刻となるタスクグループ
TGjを見い出す； （Ａ３）：タスクT(j,i)のデッドライン＜Tkのデッドラ
イン＜T(j,i+1)のデッドラインとなるT(j,i)を見い出
す，m:=i； （Ａ４）：タスクT(j,1)からタスクT(j,nj) までの仕事
量の和Ｗを求める；仕事量Ｗの実行に必要な周波数ｆ:
＝Ｗ／( タスクT(j,nj) の実行終了時刻−タスクT(j,1)
の実行開始時刻 )； （Ａ５）：実行周波数ｆでタスクT(j,m)からT(j,nj) を
実行しようとした時に最初にデッドラインを守れないタ
スクをT(j,p)とする； （Ａ６）：ｐ≦nj か？； （Ａ７）：タスクT(j,m)からタスクT(j,p)をタスクグル
ープTGj ’として分割する； TGj ’の実行開始時刻：＝T(j,m)の実行開始時刻； TGj ’の実行終了時刻：＝T(j,p)のデットライン； TGj ’の仕事量：＝T(j,m)からT(j,p)までの仕事量の
和； TGj ’の実行周波数：＝（TGj ’の実行終了時刻−TGj
’の実行開始時刻）／TGj ’の仕事量； TGj ’に属するタスクを新たにT(j ’,i) （ｉ＝１，…
nj’）と番号を振り直す； T(j ’,i) ( ｉ＝１，…nj’）の実行開始時刻：＝T(j
’,i-1) の実行終了時刻； T(j ’,i) （ｉ＝１，…nj’）の実行終了時刻：＝T(j
’,i) の実行開始時刻＋T(j ’,i) の仕事量／TGj ’
の実行周波数； （Ａ８）：タスクグループTGj の実行周波数＜タスクグ
ループTGj+1 の実行周波数か？； （Ａ９）：m:＝ｐ＋１； （Ａ１０）：タスクグループTGj とタスクグループTGj+
1 をタスクグループTGj にマージする； TGj の実行開始時刻：＝TGj の実行開始時刻； TGj の実行終了時刻：＝TGj+1 の実行終了時刻； TGj の仕事量：＝TGj の仕事量＋TGj+1 の仕事量； TGj の実行周波数：＝（TGj の実行終了時刻−TGj の実
行開始時刻）／TGj の仕事量； TGj に属するタスクを新たにT(j,i)（ｉ＝１，…nj）と
番号を振り直す； T(j,i)（ｉ＝１，…nj）の実行開始時刻：＝T(j,i-1)の
実行終了時刻； T(j,i)（ｉ＝１，…nj）の実行終了時刻：＝T(j,i)の実
行開始時刻＋Tj’,iの仕事量／TGj の実行周波数； 以上。
テップの文章を記載しておく。 （Ａ１）：イベントｋに対応するタスクTkを見い出し、
当該タスクのデッドライン時刻を計算する； （Ａ２）：実行管理キューのデータ構造を参照して、タ
スクグループの実行開始時刻＜タスクTkのデッドライン
≦タスクグループの実行終了時刻となるタスクグループ
TGjを見い出す； （Ａ３）：タスクT(j,i)のデッドライン＜Tkのデッドラ
イン＜T(j,i+1)のデッドラインとなるT(j,i)を見い出
す，m:=i； （Ａ４）：タスクT(j,1)からタスクT(j,nj) までの仕事
量の和Ｗを求める；仕事量Ｗの実行に必要な周波数ｆ:
＝Ｗ／( タスクT(j,nj) の実行終了時刻−タスクT(j,1)
の実行開始時刻 )； （Ａ５）：実行周波数ｆでタスクT(j,m)からT(j,nj) を
実行しようとした時に最初にデッドラインを守れないタ
スクをT(j,p)とする； （Ａ６）：ｐ≦nj か？； （Ａ７）：タスクT(j,m)からタスクT(j,p)をタスクグル
ープTGj ’として分割する； TGj ’の実行開始時刻：＝T(j,m)の実行開始時刻； TGj ’の実行終了時刻：＝T(j,p)のデットライン； TGj ’の仕事量：＝T(j,m)からT(j,p)までの仕事量の
和； TGj ’の実行周波数：＝（TGj ’の実行終了時刻−TGj
’の実行開始時刻）／TGj ’の仕事量； TGj ’に属するタスクを新たにT(j ’,i) （ｉ＝１，…
nj’）と番号を振り直す； T(j ’,i) ( ｉ＝１，…nj’）の実行開始時刻：＝T(j
’,i-1) の実行終了時刻； T(j ’,i) （ｉ＝１，…nj’）の実行終了時刻：＝T(j
’,i) の実行開始時刻＋T(j ’,i) の仕事量／TGj ’
の実行周波数； （Ａ８）：タスクグループTGj の実行周波数＜タスクグ
ループTGj+1 の実行周波数か？； （Ａ９）：m:＝ｐ＋１； （Ａ１０）：タスクグループTGj とタスクグループTGj+
1 をタスクグループTGj にマージする； TGj の実行開始時刻：＝TGj の実行開始時刻； TGj の実行終了時刻：＝TGj+1 の実行終了時刻； TGj の仕事量：＝TGj の仕事量＋TGj+1 の仕事量； TGj の実行周波数：＝（TGj の実行終了時刻−TGj の実
行開始時刻）／TGj の仕事量； TGj に属するタスクを新たにT(j,i)（ｉ＝１，…nj）と
番号を振り直す； T(j,i)（ｉ＝１，…nj）の実行開始時刻：＝T(j,i-1)の
実行終了時刻； T(j,i)（ｉ＝１，…nj）の実行終了時刻：＝T(j,i)の実
行開始時刻＋Tj’,iの仕事量／TGj の実行周波数； 以上。
【００６９】
【発明の効果】第１の効果は、２次電池を有するリアル
タイムシステムにおいて、タスクを実行する場合に２次
電池の消費を最小にできることにある。
タイムシステムにおいて、タスクを実行する場合に２次
電池の消費を最小にできることにある。
【００７０】その理由は、本スケジューリング方式によ
れば、リアルタイム処理を行うための、複数の、同一周
波数で動作するタスクを１つのタスクグループとし、新
規タスクを挿入する際に、該新規タスクを挿入したタス
クグループにおいて、前記リアルタイム処理のデッドラ
インを守れなくなる実行順序のタスクを別のタスクグル
ープに分割し、該分割されて、隣接するタスクグループ
において、前のタスクグループの実行周波数が後のタス
クグループの実行周波数より小さい場合には、該２つの
タスクグループを１つのタスクグループにマージして、
前のタスクグループと後のタスクグループの実行周波数
を平均化して、同一実行周波数で実行することにより、
可能な限り同一の低い周波数で、タスクを実行させるこ
とが可能となるためである。２次電池の消費量がＣＰＵ
の周波数のα（１）の時に、このようにタスクを実行さ
せると２次電池の消費は最小になる。
れば、リアルタイム処理を行うための、複数の、同一周
波数で動作するタスクを１つのタスクグループとし、新
規タスクを挿入する際に、該新規タスクを挿入したタス
クグループにおいて、前記リアルタイム処理のデッドラ
インを守れなくなる実行順序のタスクを別のタスクグル
ープに分割し、該分割されて、隣接するタスクグループ
において、前のタスクグループの実行周波数が後のタス
クグループの実行周波数より小さい場合には、該２つの
タスクグループを１つのタスクグループにマージして、
前のタスクグループと後のタスクグループの実行周波数
を平均化して、同一実行周波数で実行することにより、
可能な限り同一の低い周波数で、タスクを実行させるこ
とが可能となるためである。２次電池の消費量がＣＰＵ
の周波数のα（１）の時に、このようにタスクを実行さ
せると２次電池の消費は最小になる。
【００７１】第２の効果は、本スケジューリング方式に
よってタスクの実行を完了しなければならないデッドラ
イン時刻までに実行を終了させることができることにあ
る。
よってタスクの実行を完了しなければならないデッドラ
イン時刻までに実行を終了させることができることにあ
る。
【００７２】その理由は、可能な限り同一周波数で実行
させるときにデッドライン時刻までに実行が終了するよ
うにタスクのスケジューリングを行っているためであ
る。
させるときにデッドライン時刻までに実行が終了するよ
うにタスクのスケジューリングを行っているためであ
る。
【図１】本発明の実施形態１の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施形態１の実行管理キューの構成図
である。
である。
【図３】本発明の実施形態１のスケジューラ１１２の動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態１のスケジューラ１１２の動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態１、２のスケジューラの動作
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態１のスケジューラの動作を説
明するためのキューデータ構造である。
明するためのキューデータ構造である。
【図７】本発明の実施形態１のスケジューラの動作を説
明するためのキューデータ構造である。
明するためのキューデータ構造である。
００１ リアルタイムシステム １００ ＣＰＵ １１０ メモリ １２０ 二次電池 １４０ 周波数制御回路 １３０ クロックジェネレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 9/46 G06F 1/04 G06F 1/32 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＣＳＤＢ（日本国特許庁)
Claims (6)
- 【請求項１】 リアルタイム処理を行うための複数のタ
スクのスケジューリング方法において、 同一周波数で動作するタスクを１つのタスクグループと
し、該タスクグループ中の各タスクは、各タスクごとの
デッドライン順に並び、該タスクグループ中の最後のタ
スク以外のタスクの実行終了時刻は、当該タスクのデッ
ドラインより前であり、タスクグループの最後のタスク
の実行終了時刻は、当該タスクのデッドラインに等しい
構成を有し、 リアルタイム処理のデッドラインまでに実行されるタス
クグループに、新規タスクを挿入する際に、 該新規タスクを挿入したタスクグループにおいて、該挿
入したタスクから該デッドラインを守れなくなる実行順
序のタスクまでを別のタスクグループに分割し、 該分割されて、隣接するタスクグループにおいて、前の
タスクグループの実行周波数が後のタスクグループの実
行周波数より小さい場合に、前のタスクグループと後の
タスクグループの実行周波数を平均化して、同一実行周
波数で実行するために、該２つのタスクグループを１つ
のタスクグループにマージする、ことを特徴とするタス
クスケジューリング方法。 - 【請求項２】 ＣＰＵ（１００）と、メモリ（１１０）
と、２次電池（１２０）と、クロックジェネレータ（１
３０）と、該ＣＰＵへ供給するクロックの周波数を制御
する周波数制御回路（１４０）を有するリアルタイムシ
ステム（００１）において、 メモリ（１１０）には、 リアルタイム処理を行うための複数のタスクと、 該タスクの実行をスケジュール制御するスケジューラ
（１１２）と、 該タスクの実行管理キュー（１１３）と、を有し、 該スケジューラ（１１２）は、 リアルタイムシステム（００１）において、イベントを
処理するタスクＴｋのデッドラインを算出するステップ
（Ａ１）と、 該デッドラインから実行管理キューの適切な位置にタス
クＴｋの実行を行うための実行キューデータをタスクグ
ループに挿入するステップ（Ａ２，Ａ３）と、 該タスクＴｋが挿入された結果、増えるタスクの仕事量
ｗおよびタスクの実行周波数ｆを計算するステップ（Ａ
４）と、 当該タスクグループ（ＴＧｊ）中のタスクＴ（ｊ，１）
からＴ（ｊ，ｎｊ）までを実行周波数ｆで実行したとき
に、タスクのデッドラインが守れるかどうかを調べ、タ
スクＴｋもしくは直前タスクグループの最後のタスクＴ
（ｊ，ｍ）からＴ（ｊ，ｎｊ）までの中でデッドライン
を守れない最初のタスクＴｐを求めるステップ（Ａ５）
と、 該タスクＴｋを挿入したタスクグループＴＧｊにあるタ
スク数をｎｊとすると、タスクＴ（ｊ，１）からＴ
（ｊ，ｎｊ）までのタスクのデッドラインが守れるよう
にタスクグループの分割を行うため、タスクＴｋもしく
はＴ（ｊ，ｎ）からＴｐまでを一つのタスクグループと
して分割し、タスクグループＴＧｊの実行開始時刻、実
行終了時刻、仕事量及び実行周波数を当該タスクグルー
プ管理データに設定するステップ（Ａ７）と、 隣接するタスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋１において、
ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周波数でない場
合は、上記ステップ（Ａ５、Ａ７）をタスクＴ（ｊ，ｎ
ｊ）まで行うステップ（Ａ６，Ａ９）と、 隣接するタスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋１において、 ＴＧｊの実行周波数＜ＴＧｊ＋１の実行周波数の場合
は、タスクグループＴＧｊとＴＧｊ＋１の実行周波数を
平均化して、同一実行周波数で実行するために該２つの
タスクグループを１つのタスクグループにマージするス
テップ（Ａ１０）と、 実行中のタスクの実行が終了した場合に、次に実行する
タスクのタスクグループが異なるかどうかを調べるステ
ップ（Ｓ４１）と、 該異なる場合は、次のタスクグループの実行周波数を周
波数制御回路１４０に設定するステップ（Ｓ４２）と、 次に、実行管理キューの先頭のタスクグループに含まれ
る先頭タスクをキューから外し、次に実行すべきタスク
の実行を開始するステップ（Ｓ４３）と、 を有することを特徴とするタスクスケジューリング方
法。 - 【請求項３】 前記実行管理キュー（１１３）は、同一
周波数で実行されるタスクグループごとに、実行終了時
刻の順に並べられ、 該タスクグループの実行開始時刻、タスクグループの実
行終了時刻、タスクグループでの実行周波数とから構成
されるタスクグループの管理データと、 タスクの実行開始時刻、実行終了時刻、デッドライン、
仕事量から構成される各タスクの管理データと、を有す
ることを特徴とする請求項２記載のタスクスケジューリ
ング方法。 - 【請求項４】 ＣＰＵの周波数が固定数倍に制御される
リアルタイムシステムにおいて、 算出した周波数以上で最も近い前記固定数倍の周波数を
求めるステップを有することを特徴とする請求項２記載
のタスクスケジューリング方法。 - 【請求項５】 電源に２次電池を用いることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のタスクスケジューリ
ング方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の方法を
コンピュータに行なわせるプログラムを記録したことを
特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235952A JP3123714B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | タスクスケジューリング方法及び記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235952A JP3123714B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | タスクスケジューリング方法及び記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066910A JP2000066910A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3123714B2 true JP3123714B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=16993651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10235952A Expired - Fee Related JP3123714B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | タスクスケジューリング方法及び記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123714B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100381050C (zh) * | 2004-09-27 | 2008-04-16 | 大日本除虫菊株式会社 | 屋内尘螨驱除剂 |
| CN103914346A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-07-09 | 西北工业大学 | 一种基于分组的实时操作系统双优先级任务调度节能方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006178854A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toshiba Corp | 電子回路 |
| CN111260106B (zh) * | 2018-11-30 | 2023-09-12 | 顺丰科技有限公司 | 运输任务分配方法、装置、设备及其存储介质 |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP10235952A patent/JP3123714B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100381050C (zh) * | 2004-09-27 | 2008-04-16 | 大日本除虫菊株式会社 | 屋内尘螨驱除剂 |
| CN103914346A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-07-09 | 西北工业大学 | 一种基于分组的实时操作系统双优先级任务调度节能方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000066910A (ja) | 2000-03-03 |
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