JPH08212084A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リアルタイム性を有するタスク処理を行なう装
置を提供すること。 【構成】実行時間が異なるタスクを複数種類備えたタス
ク群と、与えられた指示内容に対応するタスク群内のタ
スクを選択する実行制御手段と、与えられたタスクの実
行を行なうプロセッサと、プロセッサによるタスクの実
行状況を判断し、新たなタスクに許容可能な実行可能時
間を実行制御手段に通知する実行管理手段とを備える。
実行制御手段は、実行可能時間が、与えられた指示内容
を実行するタスクとして、予め定められているタスク
の、実行時間以内であるときには、当該タスクをプロセ
ッサに与え、逆に、実行可能時間が、与えられた指示内
容を実行するタスクとして、予め定められているタスク
の、実行時間を越えるときには、当該タスクが存在する
タスク群内に備えられたタスクのいずれかを、予め定め
た規則に従って選択し、プロセッサに与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】複数のタスクに対する処理を実行
する情報処理装置、特に、処理にリアルタイム性が要求
される処理を行ない、プロセッサの処理能力や負荷量の
変動に影響されない応答性を確保する情報処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】実行する処理にリアルタイム性が要求さ
れる情報処理装置においては、通常「タスク」と称され
る実行単位によって、プログラムの実行が行なわれる。
そして、各タスクに対しては、その実行期限（デッドラ
イン）等の時間的な制約条件が課せられている。

【０００３】例えば、１０ミリ秒のサイクルで、予め配
置しているセンサーからの出力信号を受け取り、この出
力信号を用いて予め定めた処理を行なう情報処理装置を
想定した場合、この装置におけるタスクは、ある時点で
センサーからの出力信号を受信してから、次に、センサ
ーからの出力信号を受信するまでの間、即ち、１０ミリ
秒の間に、出力信号を用いた前記処理を完了していなけ
ればならない。

【０００４】このような時間的な制約条件は、個々のタ
スクに対して課されており、全てのタスクに課されてい
る時間的な制約条件を満たすように処理が実行されなけ
ればならない。

【０００５】一般に、タスクに対する処理時間は、待ち
時間と実行時間を有して構成されており、タスクに対す
る処理が、定められた処理時間内に完了されるようにす
るには、待ち時間を調整する手法や、実行時間を短縮す
る手法等が提案されている。

【０００６】前者、即ち、待ち時間を調整する手法とし
ては、例えば、タスクに付与する優先順位を操作するこ
とによって行なわれ、タスクの実行に係るスケジューリ
ングの問題として、一般に知られている。

【０００７】タスクに付与される優先順位を高めれば、
より早く、タスクの実行を開始することが可能となり、
実行を開始するまでの待ち時間が短縮されることにな
る。しかしながら、このようなことを行なうことによっ
て、他のタスクの待ち時間が、相対的に増加することに
なり、その結果、時間的な制約条件が守れないタスクが
発生してしまう場合がある。これに対して、従来のスケ
ジューリング手法では、可能な限り多くのタスクについ
て、タスクに課された時間的な制約条件を満足させるよ
うに、各タスクに対する優先順位を決定、付与し、事前
に、スケジューリングが可能か否かの判定を行なう。こ
こで、計算機の負荷を考慮しながら、弾力的にスケジュ
ーリングを行なう場合、スケジュールが行なえないと判
定されたタスクを、いかに取り扱うかが問題となる。

【０００８】そこで、後者、即ち、実行時間を短縮する
手法によって、時間的な制約条件を満足させるように処
理を完了させる手法が提案されている。

【０００９】例えば、「アルゴリズム・フォ・スケジュ
ーリング・インプリサイズ・コンピューティング（IEEE
COMPUTER May.1991）」等の文献に記載しているよう
に、処理の途中の処理結果を利用することによって、タ
スクの実行時間を調整して、時間的な制約条件を満たす
ようにする手法が提案されている。

【００１０】この手法によれば、１つのタスクについ
て、必ず時間的な制約条件を満たして実行しなければな
らない部分と、任意の時間に実行することが許容される
部分とに分割し、処理の途中結果を利用可能な手段を備
えている。そして、まず、必ず時間的な制約条件を満た
して実行しなければならない部分について、スケジュー
リングし、次に、情報処理装置の、その時点での負荷に
応じて、任意の時間に実行することが許容される部分
（任意部分）をスケジューリングする。

【００１１】このような手法を採用することによって、
処理負荷が増加した場合や、情報処理装置の処理能力が
低い場合等には、任意部分を可能な限り実行し、たとえ
実行の途中であっても、その処理を終了させた後、その
処理の途中結果を格納しておく。もちろん、処理負荷が
少ない場合や、情報処理装置の処理能力に余裕がある場
合等には、任意部分は全て実行され、本来要求されてい
る最終的な処理結果が得られる。このように、任意部分
の実行時間を調整することによって、処理負荷の増減の
推移や、情報処理装置の処理能力の違いを吸収し、定め
られた制限時間内に、要求される処理に対する処理結果
を得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来技術においては、プログラムを、必ず実行する
部分（必須部分）と、任意に実行可能な部分（任意部
分）とに分割し、計算の途中結果を出力しながら、プロ
グラム全体の実行を行なっていく必要があった。

【００１３】このため、プログラム中に、実行中の途中
結果を逐次保存するためのもモジュールを備える必要が
あり、また、プログラムを、必須部分と任意部分とに分
割することを考慮して作成する必要もあり、プログラム
作成上、考慮すべき事項が多数存在し、容易にプログラ
ム作成を行なうことができないという問題があった。

【００１４】特に、必須部分と任意部分とを分割するこ
とが、作成上困難であるプログラムや、途中で処理の中
断が行なえないプログラムにおいては、従来技術の適用
が困難である。

【００１５】本発明の目的は、必須部分と任意部分との
プログラム分割や、途中結果の逐次保存を考慮する必要
がなく、許容される実行時間内に実行可能なタスクを適
宜選択可能とし、プログラムに課せられた時間的制約問
題を解決する。

【００１６】また、従来技術においては、プログラム実
行にかかる処理精度、および、応答の質（処理結果の
質）を調整するための、明確かつ使用容易である、有効
な手段は存在していなかった。したがって、前記処理精
度を調整し、プログラムに課せられた時間的制約問題を
解決する（一般に、処理精度を犠牲にすれば、プログラ
ム実行に要する時間は低減される）ことができなかっ
た。本発明にかかる装置は、処理精度を調整し、プログ
ラムに課せられた時間的制約問題を解決する機能も有す
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、以下の手段が考えられる。

【００１８】すなわち、与えられた指示に応じ、該指示
内容を実現するタスクの実行を行なう情報処理装置であ
って、実行時間が異なるタスクを複数種類備えたタスク
群と、与えられた指示内容を実行するために、該指示内
容に対応するタスク群内のタスクを選択する実行制御手
段と、与えられたタスクの実行を行なうプロセッサと、
プロセッサが実行しているタスクの実行状況を判断し、
新たなタスクに許容することが可能な実行可能時間を前
記実行制御手段に通知する実行管理手段とを備える。

【００１９】そして、前記実行制御手段は、通知された
実行可能時間が、与えられた指示内容を実行するタスク
として、予め定められているタスクの、実行時間以内で
あるときには、当該タスクを前記プロセッサに与え、逆
に、通知された実行可能時間が、与えられた指示内容を
実行するタスクとして、予め定められているタスクの、
実行時間を越えるときには、当該タスクが存在するタス
ク群内に備えられたタスクのいずれかを、予め定めた規
則に従って、選択し、前記プロセッサに与える装置であ
る。

【００２０】

【作用】タスク群には、実行時間が異なるタスクを複数
種類備えておく。タスク群を備えたモジュール部を、１
種類以上設けておくことも考えられる。

【００２１】実行管理手段は、プロセッサが実行してい
るタスクの実行状況を判断し、新たなタスクに許容する
ことが可能な実行可能時間を実行制御手段に通知する。

【００２２】実行制御手段は、通知された実行可能時間
に基づいて、与えられた指示内容を実行するために、該
指示内容に対応するタスク群内のタスクを選択する。

【００２３】すなわち、実行制御手段は、通知された実
行可能時間が、与えられた指示内容を実行するタスクと
して、予め定められているタスクの、実行時間以内であ
るときには、当該タスクをプロセッサに与える。一方、
通知された実行可能時間が、与えられた指示内容を実行
するタスクとして、予め定められているタスクの、実行
時間を越えるときには、当該タスクが存在するタスク群
内に備えられたタスクのいずれかを、予め定めた規則に
従って、選択し、プロセッサに与える。

【００２４】そして、プロセッサは、与えられたタスク
の実行を行なう。

【００２５】このように、一度実行段階に移されたタス
クは、途中で強制的に終了されることがなく、最後まで
実行されることになる。従って、実行中の途中結果を逐
次保存しておく必要や、前記任意部分を抽出する必要も
なくなる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図面を参照し
つつ説明する。

【００２７】図１は、本発明にかかる情報処理装置の一
構成例を示す構成図である。

【００２８】本実施例にかかる情報処理装置１は、記憶
装置２と、プロセッサ３と、外部装置との間でデータを
入出力する機能を有するＩ／Ｏ装置３１を有して構成さ
れており、各構成要素は、インタフェースを表す線４に
よって接続されている。

【００２９】Ｉ／Ｏ装置３１には、入力装置３６、出力
装置３７が、それぞれ、接続線３３、３４によって接続
されている。ここで、入力装置３６は、例えば、キーボ
ード、マウス、ボタン、スイッチ等によって実現され
る。

【００３０】また、センサー３５が、接続線３２によっ
て、Ｉ／Ｏ装置３１に接続されている。

【００３１】このセンサー３５は、ある物理量に対応す
る外部信号（例えば、温度等）を検出し、検出量に対応
した検出信号をＩ／Ｏ装置３１に送る機能を有する。

【００３２】本実施例において、出力装置３７が、Ｉ／
Ｏ装置３１から送られる信号に対応して、外部に対して
予め定めた動作を行なう動力装置である場合、外部信号
をセンサー３５が検出し、Ｉ／Ｏ装置３１を介して得ら
れた検出信号に対して、本情報処理装置１が、予め定め
た処理を行ない、この処理結果を出力して、出力装置３
７である動力装置に送信することによって、出力装置３
７が、外部に対し適切な動作を行なわせるシステムであ
る。

【００３３】また、出力装置３７が、ＣＲＴ、液晶ディ
スプレイ等の表示端末装置である場合には、本情報処置
装置は、ユーザーに対し、情報処置装置が処理した情報
の提供するシステムとして機能する。

【００３４】さらにまた、キーボード等で入力装置３６
を構成し、ＣＲＴ等で出力装置３７を構成することによ
って、ユーザが、入力装置３６、出力装置３７を使用し
て、情報処理装置１中に設定すべき各種のプログラムの
設定操作や、プログラム実行に係わる種々のパラメータ
の登録操作や参照操作を行なうことができる。

【００３５】記憶装置２内には、アプリケーションモジ
ュール５、実行制御モジュ−ル８、および、実行管理モ
ジュール６が常駐しており、これらのモジュールは、プ
ログラム間のインターフェイスを表す接続線４を介して
プロセッサ３に送られ、プロセッサ３によって実行され
る。

【００３６】アプリケーションモジュール５は、各種情
報処理のための手続きやデータを含むモジュールであ
り、１個のメインモジュ-ル９と、複数のプログラムモ
ジュール１０とを有して構成されている。

【００３７】さらに、プログラムモジュール集合１０を
構成する各プログラムモジュールは、複数の「要素プロ
グラム」を有して構成されている。

【００３８】例えば、図１に示す通り、プログラムモジ
ュールＡ10-1は、同一カテゴリに属する、「Task_A1 (3
0)」、「Task_A2 (31)」、…、「Task_An (32)」の、ｎ
個の要素プログラムを有して構成されており、各要素プ
ログラムは、実行に要する時間が異なる。したがって、
時間的制約条件を参照して、プログラムモジュールＡ10
-1から、最も適切な要素プログラムが選択される。同様
に、プログラムモジュール10-2、プログラムモジュール
10-23等も、同一の機能を有するが処理精度、処理時間
が異なる要素プログラムを複数有している。

【００３９】なお、前記同一カテゴリに属するとは、同
一の機能を有することを意味し、例えば、円形状を描画
するという機能であれば、「Task_A1 (30)」、「Task_A
2 (31)」、…、「Task_An (32)」の、ｎ個の各要素プロ
グラムは、その実行により円形状を描画する。もちろ
ん、円形状の描画精度、描画に要する時間は、要素プロ
グラム毎に異なっている。

【００４０】あるいは、後に、図２（ａ）等を参照して
説明するが、地図を描くという同一の機能を有するが、
描く対象である地図の内容が異なる要素プログラムを複
数有してプログラムモジュールを構成する場合も考えら
れる。

【００４１】この場合、例えば、ある要素プログラム
は、主要な道路のみを描画する処理を行ない、また他の
要素プログラムが、主要な道路の近傍に配置する主要な
建造物を描画する処理を行なうようにしておくような態
様が考えられる。

【００４２】この場合、許容時間を参照して、可能な限
り各要素プログラムを実行し、完成した地図（例えば、
全ての要素プログラムが実行されたときに、地図の描画
が完成する）を描画するように、要素プログラムを実行
していく方法が考えられる。

【００４３】なお、あるプログラムモジュールを実行す
ることは、当該プログラムモジュールを構成する、いづ
れかの要素プログラムを実行することになるため、プロ
グラムモジュールによる処理精度と、実行に必要な時間
は、要素プログラムの選択の仕方により異なるものとな
る。

【００４４】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、プログラ
ムモジュールの処理精度と、必要計算時間（処理時間）
との関係を説明する図面である。

【００４５】図２（ａ）は、地図を描画する機能を有す
る、あるプログラムモジュ−ルについて、当該プログラ
ムモジュ−ルを構成する各要素プログラムと、その必要
計算時間との関係を示した説明図である。

【００４６】本図を参照して分かるように、地図描画プ
ログラムモジュール２００は、主要幹線道路および鉄道
を描画する要素プログラムＨＡ２０２、県道および市道
を描画する要素プログラムＨＢ２０３、および、建物、
公共施設等を描画する要素プログラムＨＣ２０４とを有
して構成されており、各要素プログラムの名称と必要計
算時間とを対応付けて記載している。

【００４７】図２（ｂ）に示す地図Ａは、地図描画プロ
グラムモジュール２００の要素プログラムＨＡ２０２の
みを実行させて得られた描画結果であり、描画に必要な
計算時間は、「３０」である。一方、図２（ｃ）に示す
地図Ｂは、地図描画プログラムモジュール２００の要素
プログラムＨＡ２０２を実行させ、さらに、要素プログ
ラムＨＢ２０３および要素プログラムＨＣ２０４を実行
させて描画させたものであり、描画に必要な計算時間
は、各要素モジュールの必要計算時間を合計した値、即
ち「７５」となる。

【００４８】このように、実行される要素プログラムの
数が増加すれば、地図の描画精度は向上されるが、それ
だけ計算時間も増加してしまうことになる。

【００４９】また、図２（ｄ）は、円を描画するプログ
ラムモジュール２１０において、円を描画する際の近似
点のとり方によって変わる、必要な計算時間を示した説
明図である。

【００５０】図２（ｄ）において、円を描画する際の近
似点のとり方は、処理精度設定値２１４によって定ま
る。ここで、処理精度設定値２１４は、円を描画する際
に、近似に用いる多角形の頂点の総数を表す。また、描
画に必要な計算時間２１５は、処理精度設定値２１４が
「８」の時に、必要な計算時間を「１」として、相対的
な数値で示している。このプログラムモジュ−ルは、そ
の引き数として処理精度設定値２１４を受け取り、その
値に応じた精度の円を描くものである。

【００５１】例えば、処理精度設定値２１４を「８」と
すれば、図２（ｅ）に示すように、８点からなる多角形
で近似した円が描画される。

【００５２】一方、処理精度設定値２１４を「１６」と
すれば、図２（ｆ）に示すように、１６点からなる多角
形で近似した円が描画される。しかしながら、処理精
度、すなわち、円として描画される精度が向上した分だ
け、描画処理量が増加するので、要素プログラムの実行
時間が相対的に増加する。

【００５３】図２（ｄ）に記載されている相対必要計算
時間２１５を参照すれば分かるように、同一半径の円を
描く場合、処理精度設定値２１４が「８」の場合に相対
必要計算時間２１２が「１」であることに比べて、処理
精度設定値２１４が「１６」の場合には、円を描くのに
２倍の計算時間が必要となり、相対必要計算時間２１３
が「２」となる。

【００５４】このように、時間的制約条件が設けられて
いる、即ち、円を描写する処理に時間的制限が課せられ
ている場合、図２（ｄ）に記載してある、処理精度設定
値２１４と相対必要計算時間２１５の関係を考慮して円
を描画すれば、定められた制約時間内において描画可能
な最も精度の良い円を描けることになる。

【００５５】以上のように、同様なカテゴリー内の複数
の要素プログラムを、一つのプログラムモジュールを構
成するようにグループ化し、各要素プログラムに対して
定められている必要計算時間を把握しておれば、プログ
ラムモジュール処理に必要な必要計算時間を、いづれか
の要素プログラムを選択することによって調整すること
が可能になる。もちろん、複数の要素プログラムを実行
する場合には、プログラムモジュール処理に必要な必要
計算時間の総計を、複数の要素プログラムの選択の仕方
によって調整することが可能になる。

【００５６】したがって、時々刻々変化するプロセッサ
の負荷や、プロセッサ固有の処理能力を考慮して、適切
に、要素プログラムを選択すれば、定められた時間内
に、所望の処理を完了させることができる。プログラム
モジュールの総必要計算時間を処理精度設定値により調
整する場合と同様の効果が得られる。

【００５７】なお、図１に示す記憶装置２に常駐する実
行制御モジュール８が、このプロセッサの負荷や、プロ
セッサ固有の処理能力を考慮して、適切に、要素プログ
ラム（または処理精度設定値）を選択する機能を有す
る。

【００５８】実行制御モジュール８は、インタフェース
を表現する線７によって、アプリケーションモジュール
５と接続されており、アプリケーションモジュール５か
らのプログラムモジュール起動要求を受けとって、プロ
セッサの負荷やプロセッサ固有の処理能力を考慮して、
そのプログラムモジュールを構成する要素プログラム
を、少なくとも１個選択する。

【００５９】また、実行制御モジュール８は、インタフ
ェースを表現する線１１によって、実行管理モジュール
６と接続されており、実行管理モジュール６に対し、起
動要求されたプログラムモジュールに対するスケジュー
ル要求を発行することで、スケジュールに関する情報を
得て、現在のプロセッサの負荷状況等を考慮した実行可
能時間を把握することができる。

【００６０】実行制御モジュール８は、この実行可能時
間を参照し、プロセッサの負荷やプロセッサ固有の処理
能力を考慮して、要素プログラムを選択することが可能
になる。

【００６１】実行制御モジュール８は、実行制御部２０
と、スケジュールテーブル２１と、実行ルールテーブル
２３と、実行情報テーブル２４とを有して構成され、さ
らに、実行制御部２０と、各テーブル２１、２３、２４
とは、インタフェースを表現する線２６によって接続さ
れる。

【００６２】実行情報テーブル２４には、各プログラム
モジュール毎に、課せられた時間的制約条件、および、
プログラムモジュールを構成する各要素プログラムにつ
いての情報が記録されている。

【００６３】ここで、プログラムモジュールに課せれる
時間的制約条件について、図３（ａ）を参照して説明す
る。

【００６４】図１において、アプリケーションモジュー
ル５が備える、メインモジュール９内、または、各プロ
グラムモジュール（10-1、10-2、…、10-3）内から、実
行制御モジュール８に対して、任意のプログラムモジュ
ールの起動を要求する起動要求が発行される。

【００６５】このときの時刻を、図３（ａ）に示す時間
軸１における、起動要求時刻Trとする。

【００６６】しかしながら、起動要求時刻Trは、実際に
プロセッサ３上で処理が開始される時刻とは異なる。

【００６７】したがって、この時の時刻を、図３（ａ）
に示す時間軸１における、実行開始時刻Tsとし、実際に
処理が終了する時刻を、実行終了時刻Terとする。ま
た、プログラムモジュールの実行に、時間的な期限が課
されている場合、その時刻を図３（ａ）に示す時間軸１
における、完了期限時刻Teとする。

【００６８】プログラムモジュールの実行に必要な時間
は、モジュールを構成する要素プログラムの必要計算時
間の合計値で表され、これを図３（ａ）に示す時間軸１
における、総必要計算時間Tcと称することにする。

【００６９】一方、図３（ａ）に示す時間軸２におい
て、プログラムモジュールの実行終了時刻Terが、完了
期限時刻Teを超えてしまう場合、このプログラムモジュ
ールを、オーバランタスクと称し、この時の経過時間
を、オーバラン時間Toとする。

【００７０】さて、前述のように、実行情報テーブル２
４には、プログラムモジュールに課せられた時間的制約
条件およびプログラムモジュールを構成する要素モジュ
ールに関する各種の情報が記録されているが、そのデー
タ構成の一例を図３（ｂ）に示す。

【００７１】図３（ｂ）において、実行情報テーブル
は、プログラムモジュールを識別するための識別子２４
０、本プログラムモジュールの実行開始時刻Ts２４１、
本プログラムモジュールの完了期限時刻Te２４２、本プ
ログラムモジュールの総必要計算時間Tc２４３、他プロ
グラムモジュールとの相対的優先順位を表す優先度Pr２
４４、および、要素プログラム情報２４５が格納されて
いる。

【００７２】さらに、要素プログラム情報２４５は、要
素モジュールに関する各種の情報であり、プログラムモ
ジュールを構成し、登録されている要素プログラムを識
別するための要素プログラム識別子２４６、各要素プロ
グラムの格納場所を示すアドレス情報２４７、および、
各要素プログラムの実行に必要な必要計算時間２４６の
情報を有して構成されている。

【００７３】図３（ｂ）に示された、各種データの初期
設定、参照、更新等は、図１に示した入力装置３６およ
び出力装置３７の、ユーザによる操作によって行なわれ
る。

【００７４】図３（ｂ）に示す実行情報テーブルは、図
２に示すような、一つのプログラムモジュールの処理
を、複数の要素プログラムの処理に分割し、個々の要素
プログラムの必要計算時間の合計値が、プログラムモジ
ュールの総必要計算時間Ｔｃとなっている場合に使用す
るテーブルである。

【００７５】一方、図２（ｄ）等の例では、処理精度設
定値が、プログラムモジュールの総必要計算時間Ｔｃを
決定していた。この場合の実行情報テーブルの例を図３
（ｃ）に示す。

【００７６】図３（ｃ）は、図２（ｄ）等における円描
画プログラムモジュールを扱った場合の実行情報テーブ
ル２４のデータ構成を示したものである。

【００７７】図３（ｃ）に示したデータ構成は、アドレ
ス情報２５０が新たに加えられたこと、および、要素プ
ログラム情報２４５の代わりに処理精度情報２５１が設
定された点を除けば、図３（ｂ）のテーブルと同じデー
タ構成を有する。

【００７８】図３（ｃ）中、アドレス情報２５０は、プ
ログラムモジュールのプログラムが格納されている格納
先を示す、また、処理精度情報２５１は、処理精度設定
値２５２と必要計算時間２５３との関係を示したデータ
テーブルである。この処理精度情報２５１に基づいて、
時間的制約条件を考慮して、最適な処理精度設定値が、
実行制御部２０によって選択される。

【００７９】なお、処理精度情報２５１の一例として、
レベル１からレベル８までの処理精度を設定しており、
例えば、レベル８からレベル１に向かって、処理精度が
厳しくなるように設定されている。

【００８０】さて、スケジュールテーブル２１は、その
記録データが、スケジュール要求時に実行管理モジュー
ル６に渡されるテーブルであり、スケジュールしようと
するプログラムモジュールの時間的制約条件をはじめ、
プログラムモジュールを構成する要素プログラムの情報
が格納されている。

【００８１】この格納処理は、実行制御部２０により、
該当するプログラムモジュールに対する実行情報テーブ
ルの内容に基づいて行なわれる。図４（ｃ）に、スケジ
ュールテーブル２１におけるデータ構成を示す。

【００８２】図４（ｃ）において、スケジュールテーブ
ルに格納されるデータであるスケジュールデータ２７５
は、スケジュールしようとするプログラムモジュールの
要素プログラムを特定するための要素プログラムテーブ
ル２７６、実行開始時刻Ts２７８、完了期限時刻Te２７
９、総必要計算時間Tc２８０、優先度Pr２８１、およ
び、実行可能時間Runable_Time２８２の各情報を有して
構成されている。

【００８３】さらに、要素プログラムテーブル２７６に
は、登録される要素プログラムの識別子２７４および要
素プログラムが格納されるアドレス２７７が、プログラ
ムモジュールを構成する、各要素プログラム毎に格納さ
れる。

【００８４】実行ルールテーブル２１は、アプリケーシ
ョンモジュール５中の各プログラムモジュールに対して
設けられており、プロセッサの負荷状況等に応じた、プ
ログラムモジュールからの、要素プログラムの選択方法
を記述したデーブルであり、後に説明する実行制御部２
０は、かかる記述を解釈し、解釈した選択方法にしたが
った動作を行なう。

【００８５】図４（ａ）は、実行ルールテーブル２１の
一例を示したものである。

【００８６】図４（ａ）において、実行ルールテーブル
は、いづれのプログラムモジュールの実行規則を記した
ものかを示す識別子の格納部２６０と、プログラムモジ
ュールの実行規則の情報が格納されているルール部２６
１とを有して構成される。

【００８７】本実行規則は、例えば、「ＩＦ−THEN−EL
SE形式」のルール設定で表現され、図４に、本実行規則
を記述するために必要な記号を示す。以下、図４（ｂ）
を参照して、各記号の意味を説明する。

【００８８】図４（ｂ）中、「ＩＦ（Ａ）THEN (Ｂ) EL
SE (Ｃ)」（262）は、「Ａが真、もしくは、Ａの試みが
成功した場合はＢを行ない」、「Ａが偽、もしくは、Ａ
の試みが失敗の場合はＣを実行する」という規則を意味
する。

【００８９】次に、「_SCHED」（263）は、プログラム
モジュールのスケジュール要求を、実行管理モジュール
６に対して発行することを意味する。

【００９０】実行制御部２０が、この規則にしたがって
処理を実行する場合、実行管理モジュール６には、スケ
ジュールテーブル２１に設定された情報が渡される。ま
た、後に説明する実行管理モジュール６は、この要求に
対し、「スケジュール可能」であるならば「可能である
旨」を通知し、「スケジュール不可能」であるならば、
現在スケジュール可能である計算時間（この時間内であ
れば、新たな要素プログラムをスケジューリングするこ
とが可能である）を、スケジュールテーブル２１中の実
行可能時間の欄２８２に格納する。

【００９１】このスケジュール結果、すなわち、スケジ
ューリング成功、または、スケジューリング失敗したこ
とは、「ＩＦ−THEN−ELSEルール」に反映される。即
ち、スケジュール結果を用いて、「ＩＦ−THEN−ELSEル
ール」が適用される。

【００９２】次に、「_CHNG(Ｘ，Ｙ)」（264）は、引数
である「Ｘ」に、Ts、Te、Prのいずれかが設定されるこ
とにより、スケジュールテーブル２１において、Ｘで示
す記号の値を「Ｙ」なる値に変更することを意味する。

【００９３】次に、「_DEL(Ｚ)」（265）は、引数であ
る「Ｚ」に、要素プログラム識別子を設定すると、スケ
ジュールテーブル２１が備える、プログラム要素テーブ
ル２７６から、「Ｚ」で示された要素プログラムを削除
し、総必要計算時間Tcを、スケジュールテーブル２１の
総必要計算時間Tcから削除する要素プログラムの必要計
算時間を差し引いた値に変更することを意味する。

【００９４】次に「_MSSG_ERROR」（266）は、図１の出
力装置３７、または、プログラムモジュールの起動要求
を発行したプログラムモジュールに対して、スケジュー
ルが失敗したことを通知することを意味する。また、
「_START」（267）は、実行ルールの開始を意味し、「_
END（268）」は、実行ルールの終了を意味する。また、
記号Tc（２６９）、Te（２７０）、Runable_Time（２７
２）は、それぞれ、スケジュールテーブル２１中の必要
計算時間Tc２８０、完了期限時刻Te２７９、実行可能時
間Runable_Time２８２を意味する。

【００９５】記号 Tee（271）は、図１に示すセンサー
３５やアプリケーションモジュール５中の、あるモジュ
ールにより動的に設定された、プログラムモジュールの
完了期限時刻の値を意味する。

【００９６】次に、図４（ａ）に示す実行ルールテーブ
ルが備えるルール部２６１の記述内容を、実行制御部２
０が、どのように解釈して、動作を行なうかについて説
明する。

【００９７】図４（ａ）に示す実行ルールテーブルのル
ール部２６１において、１行目（１）の「_START」は、
ルールの始まりを意味し、実行制御部２０は、ルールの
記述がここから始まることを把握する。

【００９８】２行目（２）から、１２行目（１２）まで
は、「IF-THEN-ELSE」を用いた記述である。

【００９９】実行制御部２０は、まず、２行目（２）の
IF記号のカッコ内を解釈し、その結果、「真もしくは成
功」ならば、３行目（３）に示すTHEN以下の処理を行な
い、「偽もしくは失敗」ならば、４行目（４）から１２
行目（１２）にわたる、ELSE以下のルールに従った処理
を行なう。

【０１００】そこで、実行制御部２０は、２行目（２）
のIF記号のカッコ内の「_SCHED」記号にしたがって、実
行管理モジュール６に対し、スケジュール要求を発行す
る。そして、この結果、仮に、スケジュールが成功すれ
ば、３行目（３）THEN 以下の「_END」記号により、実
行規則にしたがった処理は終了する。逆に、失敗すれ
ば、実行制御部２０は、４行目（４）のELSE 以下のル
ールに従った処理を行なう。

【０１０１】４行目（４）に記述された「ELSE 」以下
では、まず、実行制御部20は、「_DEL(TaskA1)」によ
り、スケジュールテーブル２７５中のプログラム要素テ
ーブル２７６から、TaskA1の要素プログラムを削除し、
スケジュールテーブル２７５の総必要計算時間Tc２８０
から、要素プログラムTaskA1の必要計算時間を削除す
る。

【０１０２】要素プログラムTaskA1の必要計算時間は、
プログラムモジュールＡ１の実行情報テーブルを参照す
ることによって得られる。

【０１０３】次に、５行目（５）からの、IF以下のルー
ルの解釈に移り、実行制御部２０は、「Runable_Time」
がTcより大であるか否かを判定する。仮に、真であると
分かれば、６行目のTHEN 以下のルールにしたがった実
行を行なう。THEN以下では、「_SCHED」により、実行管
理モジュール６に対し、スケジュール要求を発行する。

【０１０４】次に、７行目（７）の「_END」により実行
制御部２０は、実行規則にしたがった処理を終了する。
５行目（５）の判定が偽ならば、実行制御部２０は、８
行目（８）のELSE以下のルールにしたがった処理を実行
する。

【０１０５】ELSE以下では、「_CHNG(Te, Tee)」によ
り、実行制御部２０は、スケジュールテーブル２７５の
完了期限時刻Te２７９の値をTeeに変更する。

【０１０６】次に、９行目（９）で「_SCHED」により、
実行制御部２０は、実行管理モジュール６に対し、スケ
ジュール要求を発行する。この要求に対して、スケジュ
ーリングが成功すれば、１０行目（10）の「_END」によ
り、実行制御部２０は、実行規則にしたがった処理を終
了する。

【０１０７】また、スケジューリングが失敗すれば、１
１行目（１１）のELSE以下が実行される。

【０１０８】ELSE以下では、「_MSSGE_ERROR」により、
実行制御部２０は、出力装置３７またはプログラムモジ
ュールの起動要求を発行したプログラムモジュールに対
して、スケジューリングが失敗したことを通知する。次
に、１２行目（１２）の解釈に移り、実行制御部２０
は、「_END」により、実行規則にしたがった処理を終了
する。

【０１０９】以上のように、実行ルールを設定し、これ
を実行制御部２０により解釈し、解釈にしたがって動作
させることにより、その時々のスケジュール結果に基づ
き、プログラムモジュールのどの要素プログラムを削除
させ、処理精度を調整するかを、ユーザが設定できるこ
とになる。また、完了期限時刻Teが、動的に変更される
場合でも、これに対応して、登録された要素プログラム
を動的に削除することにより、変更された完了期限時刻
内に処理を完了させることが可能になる。

【０１１０】さらに、ユーザの意図したスケジュールが
失敗であると判断された時には、エラーメッセージを出
させ、どのプログラムモジュールの時間的制約条件が、
満足されないかを明確に通知させることができる。

【０１１１】このように、プログラム実行のスケジュー
ルに係わる種々の設定が、ユーザにより行なえるため、
システムの性能、応答性等、時間的制約条件から生じる
種々の問題を、実行ルールの記述の変更により対処可能
となる。

【０１１２】さらに、従来、プログラム中に記述してい
た、処理時間や処理精度等の性能に関する内容を、専用
のテーブルを使用して別個に格納しているので、例え
ば、タイミング制御等のハードウェアの性能に依存した
記述内容だけを切り離すこともでき、プログラムモジュ
ールの移植性が向上し、プログラムの再利用も容易とな
る。

【０１１３】次に、実行制御部２０について説明する。

【０１１４】実行制御部２０は、インタフェースを表す
線２６を介して、スケジュールテーブル２１、実行ルー
ルテーブル２３および実行情報テーブル２４と接続され
ている。

【０１１５】実行制御部２０は、起動要求があったプロ
グラムモジュールに対し、当該プログラムモジュール
の、時間的制約条件および要素プログラムに関する情報
を実行情報テーブル２４から読み出し、対応する実行ル
ールテーブル２３にしたがい、スケジュールが行なえる
かの可能性を、実行管理モジュール６に問い合わせ、要
素プログラムの選択を行なう。

【０１１６】図９は、実行制御部２０の動作を説明した
フローチャートである。

【０１１７】以下、本フローチャートを参照して実行制
御部２０の動作を説明する。

【０１１８】まず、アプリケーションモジュール５内か
らのプログラムモジュールの起動要求を受けると、ステ
ップ３０１によって実行制御部２０の処理がスタートす
る。

【０１１９】次に、ステップ３０２において、実行制御
部２０は、起動要求のあったプログラムモジュールに対
する実行情報テーブルが、実行情報テーブル２４中に存
在するか否かを、識別子２４０を探索キーとして検索す
る。

【０１２０】仮に、起動要求のあったプログラムモジュ
ールに対する実行情報テーブルが存在しなければ、ステ
ップ３３０により、実行制御部２０による処理を終了す
る。一方、起動要求のあったプログラムモジュールに対
する実行情報テーブルが存在すれば、ステップ３０５に
進む。

【０１２１】ステップ３０５において、実行制御部２０
は、ステップ３０２における処理によって見つけ出した
検索した実行情報テーブルが備える、要素プログラム情
報２４５を読み出し、登録されている全ての要素プログ
ラムについて、その要素プログラム識別子２４６、およ
び、そのアドレス情報２４７を、スケジュールテーブル
２７５が備える要素プログラムテーブル２７６に設定
し、要素プログラムの必要計算時間の合計値を算出し、
スケジュールテーブル２７５の総必要計算時間２８０
に、前記合計値を設定する処理を行なう。

【０１２２】次に、ステップ３０６において、実行制御
部２０は、見つけ出した実行情報テーブルが備える情報
である、実行開始時刻２４１、完了期限時刻２４２、優
先度２４４を読み出し、読み出した各情報を、スケジュ
ールテーブル２７５の、実行開始時刻２７８、完了期限
時刻２７９、優先度２８１の欄に設定する処理を行な
う。これによって、スケジュールテーブル２７５の初期
設定が完了する。

【０１２３】次に、ステップ３０７において、実行制御
部２０は、起動要求のあったプログラムモジュールに対
する実行ルールテーブルが、実行ルールテーブル２４に
存在するか否かを、識別子２４０を検索キーとして検索
する。仮に、起動要求のあったプログラムモジュールに
対する実行ルールテーブルが存在しなければ、ステップ
３３０によって、実行制御部２０は処理を終了し、起動
要求のあったプログラムモジュールに対する実行ルール
テーブルが存在すれば、ステップ３０８に進む。

【０１２４】ステップ３０８において、実行制御部２０
は、実行ルールテーブルのルール部２６１をサーチし、
「_START記号」を見つけ出し、「_START記号」の次に記
述されている記号を読み出す。

【０１２５】次に、ステップ３１０において、仮にステ
ップ３０８によって読み出した記号が「_END記号」であ
るならば、ステップ３３０に進み処理を終了する。一
方、ステップ３０８によって読み出した記号が「_END記
号」でなければ、ステップ３１１において、その読み込
んだ記号が、「IF記号」であるか否かを調べる。

【０１２６】記号が「IF記号」であれば、ステップ３１
２において、実行制御部２０は、IF以下の括弧内の評価
式で示される処理を実行する。

【０１２７】本実施例で示す実施規則において、評価式
は、大小を比較した結果が「真」か「偽」か、あるい
は、「SCHED記号」に基づくスケジュールを行ない、ス
ケジュールが「成功」したか「失敗」したかを判断す
る、ことに限って説明するが、これ以外の評価を行なう
ための評価式を採用しても本発明が適用できることは言
うまでもない。

【０１２８】さて、ステップ３１３において、先の評価
結果が「真」または「成功」ならば、ステップ３１４に
進み、実行制御部２０は、「THEN記号」の次に記述され
た記号を読み出し、ステップ３１０にブランチする。一
方、ステップ３１３において、先の評価結果が「偽」ま
たは「失敗」だと判断されれば、「ELSE記号」が記述さ
れた部分まで記述内容を読み飛ばし、「ELSE記号」の次
に記述されている記号を読み込み、ステップ３１０へ移
る。

【０１２９】ステップ３１０では、先と同様に、読み込
んだ記号が「_END記号」であるならば、ステップ３３０
に進み処理を終了し、一方、「_END記号」でなければ、
ステップ３１１において、その読み込んだ記号が「IF記
号」であるか否かを調べる。

【０１３０】次に、ステップ３１１において、その読み
込んだ記号が「IF記号」でなければ、ステップ３２１へ
進み、読み込んだ記号が「_SCHED記号」か否かについて
調べる。

【０１３１】そして、「_SCHED記号」ならば、ステップ
３２２において、実行制御部２０は、実行管理モジュー
ル６へスケジュール要求を発行し、ステップ３２２−１
において、次に記述されている記号を読み込み、ステッ
プ３１０にブランチする。

【０１３２】一方、ステップ321において、読み込んだ
記号が「_SCHED記号」でなければ、ステップ３２３によ
って、読み込んだ記号が「_DEL記号」か否かを調べる。

【０１３３】そして、読み込んだ記号が「_DEL記号」で
あれば、ステップ３２４において、実行制御部２０は、
括弧内で指定された要素プログラムを、スケジュールテ
ーブル２１中のプログラム要素テーブル２７６から削除
し、スケジュールテーブル２１の総必要計算時間Tcか
ら、削除する要素プログラムの必要計算時間を差し引い
た値を計算し、この計算値を総必要計算時間Tcとして変
更する。その後、ステップ３２４−１において、次に記
述されている記号を読み込み、ステップ３１０にブラン
チする。

【０１３４】また、ステップ３２３において、読み込ん
だ記号が「_DEL記号」でなければ、ステップ３２５によ
り、読み込んだ記号が「_CHNG記号」か否かを調べる。

【０１３５】読み込んだ記号が「_CHNG記号」であれ
ば、ステップ３２６において、図４（ｂ）で説明したよ
うに、括弧内の「Ｘ」部分で指定された「Ts」、「T
e」、「Pr」のいずれかに相当するスケジュールテーブ
ル２１の設定値を、括弧内の「Ｙ」部分の値に更新す
る。

【０１３６】これにより、指定された時間的制約条件へ
の条件変更処理が行なえる。

【０１３７】その後、ステップ３２６−１において、次
に記述されている記号を読み込み、ステップ３１０にブ
ランチする。

【０１３８】さらに、ステップ３２５において、読み込
んだ記号が「_CHNG記号」でないと判断されれば、ステ
ップ３２７により、読み込んだ記号が「_MSSG_ERROR記
号」か否かを調べる。

【０１３９】そして、読み込んだ記号が「_MSSG_ERROR
記号」であれば、ステップ３２８において、実行制御部
２０は、図１に示す出力装置３７、または、プログラム
モジュールの起動要求を発行したプログラムモジュール
に対して、スケジュールが失敗したことを通知する。そ
の後、ステップ３２８−１において、次に記述されてい
る記号を読み込み、ステップ３１０へブランチする。

【０１４０】ここで、ステップ３２７において、読み込
んだ記号が「_MSSG_ERROR記号」でなければ、ステップ
３２９へ進み、実行制御部２０は、ルール処理（実行ル
ールテーブルの記述内容にしたがった処理）に失敗した
ことを、図１に示す出力装置３７、または、プログラム
モジュールの起動要求を発行したプログラムモジュール
に対して通知し、ステップ３３０によって処理を終了す
る。なお、ステップ３１０以降における処理は前述した
通りである。

【０１４１】このように、実行制御部２０では、ルール
の記述内容に「_END記号」が現れるか、または、ルール
処理エラーメッセージが発行されるまで、実行規則にし
たがった処理が繰り返される。

【０１４２】このような処理により、実行要求されたプ
ログラムモジュールに対し、実行制御部２０によって、
要素プログラムが適切に選択される。したがって、プロ
グラムモジュールの処理は、時間的制約によって、途中
で中止されることなく最後まで実行されることになる。

【０１４３】その結果、途中結果を逐次保存する処理を
行なう必要がなく、また、プログラムを必ず実行される
部分である必須部分と、任意に実行される部分である任
意部分とに分割する必要がない。

【０１４４】次に、図１に示す実行管理モジュール６に
ついて説明する。

【０１４５】実行管理モジュール６は、インターフェー
スを表す接続線１１を介して、実行制御モジュール８か
らの、時間的制約条件を課されたプログラムモジュール
のスケジュール要求を受けつけて、この要求が現時点に
おけるプロセッサの負荷状況、処理能力等を考慮してス
ケジュール可能か否かを判定し、スケジュール可能であ
れば、可能である旨を、また、スケジュール不可能であ
れば、時間を示す値であって、当該時間内でればスケジ
ュールが可能である「実行可能時間」を通知する。

【０１４６】さらに、実行管理モジュール６は、スケジ
ュール可能となったプログラムモジュールの時間的制約
条件を記憶し、要求された時間的制約条件にしたがって
プログラムの実行も行なう。

【０１４７】図１に示すように、実行管理モジュール６
は、スケジュールリストデータ部５２と、実行予定テー
ブル４０と、ディスパッチャ４２と、スケジューラ４１
と、オーバラン情報テーブル５０とを有して構成されて
いる。

【０１４８】まず、図５を参照して、実行予定テーブル
４０の一例について説明する。

【０１４９】実行予定テーブル４０には、スケジュール
可能と判定されたプログラムの実行に関する情報が記録
されている。

【０１５０】図５において、実行予定テーブル５０１
（図１では、「４０」と記した）には、プログラムモジ
ュール（ＰＭ＿Ａ）の実行に関する情報５１０を始め、
スケジュール可能と判定されたプログラムモジュールの
実行情報が格納されている。

【０１５１】実行予定テーブル５０１に記録されるプロ
グラムモジュールの実行情報は、スケジュール可能と判
定されたプログラムモジュールの識別子の情報であるプ
ログラムモジュール識別子５０２と、そのプログラムモ
ジュールを構成する要素プログラムの情報である要素プ
ログラム情報５０３と、プログラムモジュールの実行開
始の時刻を示す情報である実行開始時刻Ts５０４と、プ
ログラムモジュールの実行完了のデッドラインを示す完
了期限時刻Te５０５と、プログラムモジュールの実行終
了の時刻を示す情報である実行終了時刻Ter５０６と、
総必要実行時間Tc５０７と、実行優先度Pr５０８と、プ
ログラム再実行に必要となるタスクコントロールブロッ
ク５１０とを有している。

【０１５２】また、実行開始時刻Ts５０４、完了期限時
刻Te５０５、実行終了時刻Ter５０６、総必要実行時間T
c５０７、および、実行優先度Pr５０８は、時間的制約
条件となっている。

【０１５３】また、ディスパッチャ４２は、タスクコン
トロールブロック５１０に、プロセッサでの処理が中断
する際の中断位置を示し、中断解除後に処理の再開位置
を知るためのプログラムカウンタ値５１１と、処理が中
断された際の、プロセッサ内の各種レジスタの値（汎用
レジスタ値）５１２とを格納する。

【０１５４】また、実行予定テーブル５１０には、優先
度５０８の高い順に、スケジュール可能と判定されたプ
ログラムモジュールの実行情報が格納され、同一優先度
である場合には、プログラム実行の時間的制約条件であ
る、完了期限時刻５０５の早い順に、実行情報が格納さ
れていく。

【０１５５】図１において、実行予定テーブル４０は、
インタフェースを表す線４４を介して、ディスパッチャ
４２と接続されており、ディスパッチャ４２に対し、プ
ログラムモジュールの実行に関する情報を提供し、ディ
スパッチャ４２は、提供された情報に基づいて、プログ
ラム実行を切り替えるタイミングを把握する。また、実
行予定テーブル４０は、インタフェースを表す線４３を
介して、現時点においてスケジュールが完了されている
プログラムモジュールの実行に関する情報を、スケジュ
ーラ４１に提供する。

【０１５６】ディスパッチャ４２は、前述のようにイン
タフェースを表す線４４を介して実行予定テーブル４０
と接続されており、実行予定テーブル４０内の実行に関
する情報に基づいてプログラムモジュールが実行可能と
なるように、当該プログラムモジュールの実行に関する
情報（例えば、プログラムカウンタ値５１１、汎用レジ
スタ値５１２等）をプロセッサ３に割り当てる。

【０１５７】プログラムモジュールの実行は、実行予定
テーブル４０の登録順に優先して行なわれ、一番初めに
登録されているプログラムモジュールが、最も優先性の
高い優先度を有している。

【０１５８】ディスパッチャ４２により、実行予定テー
ブル４０に登録されたプログラムモジュールは、その実
行開始時刻に、プロセッサ３に割り当てられるが、優先
度の高いプログラムモジュールの開始時刻になった時点
で、該優先度の高いプログラムモジュールの実行が行な
われるように、プロセッサ３の実行対象であるプログラ
ムモジュールが切り替えられる。

【０１５９】このような切り替え動作は、ディスパッチ
ャ４２により、実行を中断するプログラムモジュールの
プログラムカウンタ値およびレジスタ値を、プロセッサ
３から実行予定テーブル４０中のタスクコントロールブ
ロック（５１１、５１２）に記録し、さらに、実行を開
始するプログラムモジュールのタスクコントロールブロ
ック（５１１、５１２）の値を、プロセッサ３に与える
ことによって行なわれる。これにより、中断されたプロ
グラムは、そのタスクコントロールブロックを再びプロ
セッサ３に与えることによって、中断からの再開が可能
となる。

【０１６０】スケジューラ４１は、時間的制約条件が課
されたプログラムの実行要求を受けつけ、この要求が、
現時点の負荷状況等を考慮して、スケジュール可能か否
かを判定し、スケジュール可能であれば、可能である旨
を、また、スケジュール不可能であれば、スケジュール
が可能な時間である実行可能時間を算出し、実行制御モ
ジュール８に通知する。

【０１６１】スケジューラ４１は、インタフェースを表
す線５３を介して、スケジュールリストデータ部５２と
接続され、スケジュールが行なえるか否かの判定は、ス
ケジュールリストデータを作成しながら、行なわれてい
く。

【０１６２】また、スケジューラ４１は、インタフェー
スを表す線４３を介し、実行予定テーブル４０に接続さ
れ、スケジュール可能となったプログラムは、接続線４
３を介して、実行予定テーブル４０に登録される。

【０１６３】さて、ここで、まず、スケジュールリスト
データ部５２について説明し、その後にスケジューラ４
１の行なう動作について説明する。

【０１６４】図６（ｃ）に示すように、スケジュールリ
ストデータ部は、リスト型のデータ構造を有しており、
リスト中のノードデータ６１０および６２０は、実行さ
れる連続時間領域を示している。連続時間領域は、一つ
のプログラムの実行に関する場合もあれば、複数のプロ
グラムモジュールの実行時間が重なりあって構成される
場合もある。なお、図６（ｃ）におけるスケジュールリ
ストデータは、図６（ａ）に示した実行予定テーブル内
の情報に基づいて、スケジューラ４１によって作成され
たものである。

【０１６５】さて、図６（ａ）に示す実行予定テーブル
において、２つのプログラムモジュール（PM_A）と（PM
_C）に対する実行情報６００、６０１が登録されてい
る。

【０１６６】この実行予定テーブルの記憶内容を参照す
れば、プログラムモジュール（PM_A）は、時刻Ts「１
０」に処理が開始され、時刻Te22までには処理が完了さ
れていなければならず、計算に必要な総必要計算時間Tc
は「１０」で、実行優先度Prは「８」であることが分か
る。

【０１６７】ここで、実行終了時刻Ter６０３は、各種
のパラメータが初期設定された後にスケジューラ４１に
よって計算され、記録されたもので、その値は「２０」
となっている。

【０１６８】次に、プログラムモジュール（PM_C）は、
時刻Ts「３０」に処理が開始され、時刻Te「４６」まで
には処理が完了されていなければならず、計算に必要な
総必要計算時間Tcは、「１０」で、実行優先度Prは
「９」であることが分かる。

【０１６９】同様に、実行終了時刻Ter６０３は、各種
のパラメータが初期設定された後にスケジューラ４１に
よって計算され、記録されたもので、その値は「４０」
となっている。また、プログラムモジュール（PM_A）の
方が優先度が高い（Prの値が小さなほど優先度は高い）
ので、先に登録されている。

【０１７０】スケジューラ４１は、スケジュールリスト
データを作成するが、実行予定テーブルに登録されてい
る順番にしたがって、プログラムモジュールの実行情報
を読み出し、リスト型のデータを作成していく。この様
子を以下説明する。

【０１７１】まず、実行予定テーブルに最初に登録され
ているのは、プログラムモジュール（PM_A）の実行情報
６００であるので、スケジュールリストデータ部に、図
６（ｂ）に示すような、プログラムモジュール（PM_A）
に対するノードデータPM_A（６１０）を作成する。

【０１７２】ノードデータ（PM_A）６１０は、プログラ
ムモジュールPM_Aの実行開始時刻Tsを示す部分６０１
と、実行終了時刻Terを示す部分６０２および時間的に
後続するノードデータの所在を示す部分６０３とを有し
て構成される。

【０１７３】スケジューラ４１の動作によって、ノード
データ（PM_A）６１０の、実行開始時刻を示す部分６０
１にプログラムモジュール（PM_A）の実行開始時刻「１
０」が格納され、さらに、実行終了時刻を示す部分６０
２にプログラムモジュール（PM_A）の実行終了時刻「２
０」が格納される。

【０１７４】以上のように、プログラムモジュールの実
行終了時刻は、そのプログラムモジュールの実行開始時
刻に、そのプログラムモジュールの総必要計算時間を加
えて求められ、一方、後続するノードデータは、まだ作
成されていないので、後続ノードデータ所在部分６０３
には「０」が格納される。

【０１７５】次に、スケジューラ４１は、プログラムモ
ジュール（PM_C）の実行情報６０１を、実行予定テーブ
ルから読み出し、図６（ｃ）に示すように、プログラム
モジュール（PM_C）に対するノードデータPM_C６２０を
作成する。そして、スケジューラ４１の動作によりに、
ノードデータ（PM_C）６２０の実行開始時刻を示す部分
６０７に、プログラムモジュール（PM_C）の実行開始時
刻「３０」が格納され、また、実行終了時刻を示す部分
６０８に、プログラムモジュール（PM_C）の実行終了時
刻「４０」が格納される。

【０１７６】最後に、ノードデータ（PM_C）６２０の後
続ノードデータ所在部分６０９に「０」が格納され、先
に述べた、ノードデータ（PM_A）６１０の後続ノードデ
ータ所在部分６０３に、ノードデータ（PM_C）６２０の
所在場所が記録される。

【０１７７】以上で、図６（ｃ）に示すように、２つの
ノードデータ（PM_A）６１０およびノードデータ（PM_
C）６２０がリンクされた（ポインタで接続されたよう
な）、リスト型のデータが作成される。

【０１７８】さてここで、例えば、実行制御モジュール
８から、プログラムモジュール（PM_Ｂ）のスケジュー
ル要求を、実行管理モジュール６が受けた場合、スケジ
ューラ４１は、プログラムモジュール（PM_Ｂ）のスケ
ジュールが可能か否かについて検証する。

【０１７９】これは、始めに、スケジュールテーブル２
１に記録されたプログラムモジュール（PM_Ｂ）の実行
情報を、実行予定テーブル４０に仮登録することから行
なう。

【０１８０】そこで、次に、実行予定テーブル４０が、
図６（ａ）に示すように、２つのプログラムモジュール
（PM_A）と（PM_C）の実行情報６００、６０１が登録さ
れている場合に、プログラムモジュール（PM_Ｂ）７０
３のスケジュール要求を、スケジューラ４１がどのよう
に処理していくのかについて、図７を参照して説明す
る。

【０１８１】まず、図７（ｅ）には、プログラムモジュ
ール（PM_Ｂ）のみの実行情報を記載している。

【０１８２】プログラムモジュール（PM_Ｂ）の優先度
７０６は「８」とあり、完了期限時刻７０５は、「４
５」であり、実行予定テーブルには、優先度の高い順、
または、完了期限時刻の早い順に実行情報は登録される
ことから、プログラムモジュールPM_Ｂの実行情報は、
図７（ａ）に示すように、プログラムモジュール（PM_
Ａ）とプログラムモジュール（PM_Ｃ）との間に仮登録
されることになる。

【０１８３】次に、図７（ｂ）に示すように、まず、プ
ログラムモジュール（PM_Ａ）のノードデータ７１０が
作成され、次に、プログラムモジュール（PM_Ｂ）のノ
ードデータ７１１が作成される。それぞれのプログラム
モジュールの実行終了時刻「２０」および「４３」は、
スケジューラ４１によって算出され、実行終了時刻を表
す部分７１０−１、７１１−１、および、実行予定テー
ブル（図７（ａ）参照）に記録されている。そして、ポ
インタにより接続され、リストデータが作成される。

【０１８４】さらに、図７（ｃ）に示すように、プログ
ラムモジュール（PM_Ｃ）のノードデータ７２２および
７２４が作成される。以下、これについて若干説明す
る。

【０１８５】まず、図７（ａ）に示す実行予定テーブル
中、プログラムモジュール（PM_Ｃ）の実行情報７０２
から、プログラムモジュールPM_Ｃの実行開始時刻Tsは
「３０」であり、総必要計算時間Tcは「１０」である。

【０１８６】図７（ｂ）に示すリストデータを見て分か
るように、時刻「３５」から時刻「４３」は、既に、プログ
ラムモジュール（PM_Ｂ）のために割り当てられてい
る。したがって、プログラムモジュール（PM_Ｃ）を割
り当てることができる時間帯は、時刻「３０」から時刻
「３５」までと、時刻「４３」から時刻「４８」までで
あることが、プログラムモジュール（PM_Ｃ）の実行開
始時刻および総必要計算時間に基づいて算出できる。

【０１８７】したがって、プログラムモジュール（PM_
Ｃ）の実行終了時刻は「４８」となる。この実行終了時
刻の値を、実行予定テーブルに記録する。

【０１８８】そして、２つに分けられたノードデータ７
２２および７２４を、適当な配置になるように、他のノ
ードデータとリンクさせ、図７（ｃ）に示すようなリス
トデータを作成する。

【０１８９】その後に、図７（ｄ）に示すように、図７
（ｃ）において、ノードデータ７２２、７２３および７
２４は、連続した時間帯を表すので、一つのノードデー
タ７３２としてまとめる。

【０１９０】実行予定テーブルに存在する全てのプログ
ラムモジュールについて、ノードデータを作成し、リス
トデータを作成し終えると、実行予定テーブルに存在す
る各プログラムモジュールの完了期限時刻７０８と実行
終了時刻７０９とを見比べて、オーバランしたプログラ
ムモジュールが存在するか否かについて検証する。

【０１９１】仮に、オーバランしたプログラムモジュー
ルが存在すれば、逐次、実行管理モジュール６に存在す
るオーバラン情報テーブル５０に、図７（ｆ）に示すよ
うに、プログラムモジュール識別子７５１、オーバラン
時間７５３、優先度７５４の情報が記録される。ここ
で、オーバランしたプログラムモジュールが存在したこ
とで、要求のあったプログラムモジュールPM_Ｂのスケ
ジュールは、不可能であったことが判明される。

【０１９２】このとき、オーバランの最大時間を、オー
バラン情報テーブル５０を参照して求め、プログラムモ
ジュールPM_Ｂの総必要計算時間から、この値を引いた
ものが、現プロセッサにおけるプログラムモジュールPM
_Ｂの実行可能時間となる。

【０１９３】なお、オーバラン情報テーブル５０は、例
えば、図７（ｆ）に示すようなデータ構造を有するテー
ブルあり、プログラムモジュール識別子７５１、オーバ
ラン時間７５３、優先度７５４とを有して構成され、オ
ーバランしたプログラムモジュールの実行情報が記録さ
れる。

【０１９４】次に、スケジューラ４１の動作について説
明する。

【０１９５】図１０は、スケジューラ４１の動作を説明
したフローチャートである。

【０１９６】スケジューラ４１は、実行管理モジュール
６内に設けられた一処理モジュールで、実行制御モジュ
ール８から、時間的制約条件が課されたプログラムモジ
ュールのスケジュール要求を受けると、現在のスケジュ
ール状況を考慮して、要求されたプログラムモジュール
について、時間的制約条件を満足させたスケジュールが
可能か否かを検証する機能を有する。

【０１９７】実行制御モジュール８からプログラム実行
管理モジュール６に対し、要素プログラムの実行要求が
発せられると、スケジューラ４１が起動され、ステップ
４０１において処理が始まる（スタート）。

【０１９８】次に、ステップ４０３において、スケジュ
ーラ４１は、スケジュール要求されたプログラムモジュ
ールの実行情報をスケジュールテーブル２１から読み出
し、読み出した情報を実行予定テーブル４０内に一時的
に仮登録する。

【０１９９】実行予定テーブルへの情報の登録は、プロ
グラムモジュールの優先度と終了期限時刻を考慮して登
録されることは前に述べた通りである。

【０２００】次に、ステップ４０４において、スケジュ
ーラ４１は、実行予定テーブル４０の先頭から順次、プ
ログラムモジュールの実行情報を読み出し、スケジュー
ルリストデータを作成する。そしてさらに、個々のプロ
グラムモジュールに対し、それぞれの実行終了時刻を算
出し、実行予定テーブル４０に記録する。

【０２０１】次に、ステップ４０５において、スケジュ
ーラ４１は、個々のプログラムモジュールに対し、それ
ぞれの実行終了時刻が完了期限時刻を上回っていないか
否かについて調べる。

【０２０２】即ち、オーバランしたプログラムモジュー
ルが存在するか否かを判定する。仮に、オーバランした
プログラムモジュールが存在すれば、オーバラン情報テ
ーブル５０に記憶しておく。

【０２０３】ステップ４０５において、オーバランした
プログラムモジュールが存在しないと判明すれば、スケ
ジュール要求のあったプログラムモジュールは、スケジ
ュール可能であると判定される。

【０２０４】そして、ステップ４０６において、スケジ
ューラ４１は、スケジュール要求のあったプログラムモ
ジュールの実行情報を、実行予定テーブル４０に正式に
登録し、スケジュール完了の回答を実行制御モジュール
８に対し通知する。そして、ステップ４１０において、
スケジューラ４１の処理を終える（ストップ）。

【０２０５】一方、ステップ４０５において、オーバラ
ンしたプログラムモジュールが存在すれば、どれか一つ
以上のプログラムモジュールにおいて、その処理が完了
期限時刻内に実行できないことを示しているのであるか
ら、スケジュール不可能と判定される。

【０２０６】そこで、ステップ４０７において、仮にス
ケジュールモードフラグSMFが「１」でなければ、次の
ステップ４０８の処理を行なう。

【０２０７】ステップ４０８において、スケジューラ４
１は、ステップ４０３において行なわれた実行予定テー
ブルの仮登録を取り消し、オーバラン情報テーブル５０
から、最大オーバラン時間を得て、スケジュール要求の
あったプログラムモジュールにおける総必要計算時間か
ら、最大オーバラン時間を減算した値を実行可能時間と
し、実行制御モジュール８に通知する。そして、ステッ
プ４１０において、スケジューラ４１の動作は終了す
る。

【０２０８】さて、ステップ４０７において、スケジュ
ールモードフラグSMFが「１」の場合の動作説明を行
う。

【０２０９】スケジュールモードフラグSMFが「１」で
ある場合には、スケジューラ４１が、自らプログラムモ
ジュールの要素プログラムを削除し、プログラムモジュ
ールの総必要計算時間を調整する。すなわち、ステップ
４０９において、スケジューラ４１は、オーバラン情報
テーブル５０から、オーバランしたプログラムモジュー
ルのうち、優先度が最も低いものを見つけ出し、実行予
定テーブル４０から、このプログラムモジュールの実行
情報中の要素プログラム情報を参照して、最後に登録さ
れている要素プログラムを削除し、このプログラムモジ
ュールの総必要計算時間を、削除した要素プログラムの
必要計算時間を減算した値に更新する。

【０２１０】そして、再び、ステップ４０４に戻り、ス
ケジュール可能か否かの検証を行なう。ステップ４０９
の処理は、当該プログラムモジュールがスケジュール可
能になるまで行なわれる。この処理により、スケジュー
ル不可能な場合、逐次、実行制御モジュール８に実行可
能時間を通知し、実行ルールにしたがって再度スケジュ
ール要求を検証するのに要する処理オーバヘッドが削減
される。

【０２１１】スケジュールモードフラグSMFの設定は、
プログラムモジュールが実行中に行なうか、あるいは、
図１に示す入力装置３６および出力装置３７を使用して
ユーザによって設定される。

【０２１２】以上で、スケジューラの動作説明を終え
る。

【０２１３】次に、本発明にかかる情報処理装置全体の
動作説明を行なう。

【０２１４】なお、上記説明ででてきた構成要素に対し
て、説明の容易化のため、異なる符号を付している場合
がある。

【０２１５】図８は、本情報処理装置における動作を説
明したものである。

【０２１６】図８において、アプリケーションモジュー
ル８０１中のメインモジュール８０２、または、任意の
プログラムモジュール８０３から、特定のプログラムモ
ジュールの起動要求が、実行制御モジュール８１０に対
し発せられると、実行制御部８１１が起動される。

【０２１７】実行制御部８１１は、実行情報テーブル８
１３を検索し、起動要求されたプログラムモジュールに
対応する実行情報テーブルを見つけ出し、起動要求モジ
ュールの実行情報を参照する。実行制御部８１１は、参
照した実行情報をスケジュールテーブル８１４に設定す
る。

【０２１８】次に、実行制御部８１１は、実行ルールテ
ーブル８１２を検索し、起動要求されたプログラムモジ
ュールに対応する実行ルールテーブルを見つけ出し、実
行ルールテーブルに記述されている実行規則にしたがっ
て、実行管理モジュール８２０に対し、プログラムモジ
ュールのスケジュール要求を発行する。スケジュール要
求時に、スケジュールテーブル８１４のデータが、実行
管理モジュール８２０に渡される。

【０２１９】実行管理モジュール８２０では、プログラ
ムモジュールのスケジュール要求を受けて、スケジュー
ラ８２１が起動される。スケジューラ８２１は、まず、
スケジュール要求された実行情報を、スケジュールテー
ブル８１４のデータに基づいて、実行予定テーブル８２
２に一時的に仮設定する。

【０２２０】次に、実行予定テーブル８２２を参照して
スケジュールリストデータ８２３を作成し、オーバラン
したプログラムモジュールが存在するか否かを調べる。
この結果、仮に、オーバランしたプログラムモジュール
が存在しなければ、スケジュール要求のあったプログラ
ムモジュールは、「スケジュール可能」と判定され、ス
ケジューラ８２１は、実行予定テーブル８２２にスケジ
ュール要求を行なったプログラムモジュールを登録し、
スケジュール完了の旨の信号を、実行制御モジュール８
１０内の実行制御部８１１に通知する。

【０２２１】一方、一つでも、オーバランしたプログラ
ムモジュールが存在する場合、スケジューラ８２１は、
その時のオーバランしたプログラムモジュール、およ
び、オーバラン時間の情報を、オーバラン情報テーブル
８２４に記録する。

【０２２２】また、スケジューラ８２１は、スケジュー
ル要求を行なったプログラムモジュールの実行予定テー
ブル８２２の仮登録を取り止め、スケジュールが失敗し
たことを、実行制御モジュール８１０内の実行制御部８
１１に通知する。

【０２２３】このとき、スケジューラ８２１は、オーバ
ラン情報テーブル８２４から、オーバラン時間の最大値
を見つけ出し、この値を、スケジュール要求を行なった
プログラムモジュールの総必要時間から減算し、この減
算値を実行可能時間として実行制御部８１１に伝える。

【０２２４】実行制御部８１１は、スケジューラ８２１
からスケジュール結果の通知を受けとって、実行ルール
テーブル８１２に記述されている実行規則に従い、スケ
ジュール結果に基づいて、前記実行規則にしたがった処
理を終了するか、または、前記実行規則にしたがって、
スケジュールテーブル８１４の設定値を更新し、実行管
理モジュール８２０に対し、再度、プログラムモジュー
ルのスケジュール要求を行う。

【０２２５】そして、上記のスケジュール要求およびス
ケジュール結果の入手を、何度か行なった後、実行規則
にしたがった処理は終了する。

【０２２６】そして最後に、実行制御部８１１が、プロ
グラムモジュールの起動要求を行なったメインモジュー
ル８０２または任意プログラムモジュール８０３に対
し、プログラムモジュールの起動結果を返答する処理を
行なう。

【０２２７】以上のように本発明によれば、情報処理装
置がリアルタイム性を要求される処理を行ない、プロセ
ッサの処理能力や負荷量の変動に影響されない応答性を
確保する際に、プログラムを、必須部分と任意部分とに
分割することや、途中結果を逐次保存することが不要と
なるので、プログラムの作成が容易になる。特に、必須
部分と任意部分の分割が困難であるプログラムや、途中
で処理が中断できないプログラムにおいても、実行時間
を調整することによって、プログラム実行に関し、時間
的制約が課された場合においても、制約条件を満たしな
がらプログラム実行を行なうことが可能となる。

【０２２８】さらに、専用のテーブルを備え、プログラ
ム実行にかかる時間的な記述を、該テーブル内に行なう
ことによって、処理時間、処理精度等のプログラム実行
結果の性能にかかる問題に関する部分を、従来のプログ
ラムモジュールの記述部と別個に設けることができる。

【０２２９】この結果、タイミング制御等のハードウェ
アの性能に依存した、プログラムの記述部分のみを切り
離せるので、プログラムモジュールの移植性が向上さ
れ、プログラムの再利用も可能となる。

【０２３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プログラ
ムを、必須部分と任意部分とに分割することや、途中結
果を逐次保存することを不要とし、タスクの実行時間を
調整することによって、プログラム実行に関し、時間的
制約が課された場合においても、制約条件を満たしなが
らプログラム実行を行なうことが可能となる。

【０２３１】そして、処理にリアルタイム性が要求され
る処理を行ない、プロセッサの処理能力や負荷量の変動
に影響されない応答性を確保する情報処理装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る情報制御装置のブロック図であ
る。

【図２】要素プログラムの説明図である。

【図３】実行情報テーブル等の説明図である。

【図４】実行ルールテーブル、スケジュールテーブルの
説明図である。

【図５】実行予定テーブルの説明図である。

【図６】スケジュールリストデータの説明図である。

【図７】スケジューラの動作の説明図である。

【図８】本発明に係る情報制御装置の動作の説明図であ
る。

【図９】実行制御部の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図１０】スケジューラの動作を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１…情報処理装置、２…記憶装置、３…プロセッサ、２
１…スケジュールテーブル、２３…実行ルールテーブ
ル、２４…実行情報テーブル、４０…実行予定テーブ
ル、４１…スケジューラ、４２…ディスパッチャ、５２
…スケジュールリストデータ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正嶋 博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】与えられた指示に応じ、該指示内容を実現
   するタスクの実行を行なう情報処理装置であって、 実行時間が異なるタスクを複数種類備えたタスク群と、
   与えられた指示内容を実行するために、該指示内容に対
   応するタスク群内のタスクを選択する実行制御手段と、
   与えられたタスクの実行を行なうプロセッサと、プロセ
   ッサが実行しているタスクの実行状況を判断し、新たな
   タスクに許容することが可能な実行可能時間を前記実行
   制御手段に通知する実行管理手段とを備え、 前記実行制御手段は、通知された実行可能時間が、与え
   られた指示内容を実行するタスクとして、予め定められ
   ているタスクの、実行時間以内であるときには、当該タ
   スクを前記プロセッサに与え、逆に、通知された実行可
   能時間が、与えられた指示内容を実行するタスクとし
   て、予め定められているタスクの、実行時間を越えると
   きには、当該タスクが存在するタスク群内に備えられた
   タスクのいずれかを、予め定めた規則に従って、選択
   し、前記プロセッサに与えることを特徴とする情報処理
   装置。
2. 【請求項２】与えられた指示に応じ、該指示内容を実現
   するタスクの実行を行なう情報処理装置であって、 処理内容が異なるタスクを複数種類備えたタスク群と、
   与えられる実行可能時間を参照して、タスク群内の、実
   行可能なタスクを選択する実行制御手段と、与えられた
   タスクの実行を行なうプロセッサと、プロセッサが実行
   しているタスクの実行状況を判断し、新たなタスクに許
   容することが可能な実行可能時間を前記実行制御手段に
   通知する実行管理手段とを備え、 前記実行制御手段は、通知された実行可能時間に対応し
   て、予め定めた規則に従って、タスクを選択し、前記プ
   ロセッサに与えることを特徴とする情報処理装置。
3. 【請求項３】請求項２において、さらに、前記予め定め
   た規則、および、各タスクとその実行時間との関係を定
   めたデータを、少なくとも格納する記憶部を設け、 前記予め定めた規則は、前記実行可能時間より小さな値
   の処理時間を有するタスクのうち、最も実行時間の長い
   タスクを選択することを特徴とする情報処理装置。
4. 【請求項４】請求項１、２および３のいづれかにおい
   て、前記タスク群を備えたモジュール部を、少なくとも
   １以上備えたことを特徴とする情報処理装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記実行管理手段は、
   プロセッサが行なっている各タスクごとに、タスクの実
   行を開始する時刻である実行開始時刻、タスクの実行に
   要する時間である実行時間、およびタスクの実行のデッ
   ドラインである実行期限を、少なくとも記憶するための
   実行管理情報記憶手段と、実行管理情報記憶手段の記憶
   内容を参照し、新たなタスクに許容できる時間である実
   行可能時間を算出するスケジューリング手段と、該手段
   が算出したデータを格納するスケジューリングデータ記
   憶手段と、前記実行制御手段に実行可能時間を通知する
   機能、および、前記実行管理情報記憶手段、スケジュー
   リングデータ記憶手段の記憶内容を参照して、プロセッ
   サに与える前記新たなタスクの実行開始時刻、実行時
   間、実行期限を前記実行管理情報記憶手段に記憶する機
   能を、少なくとも有する実行管理処理部とを備えたこと
   を特徴とする情報処理装置。