JPH08249194A - タスクスケジューリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実行レベルの低いタスクにも一定の即応性を
保証するタスクスケジューリング方法を提供することを
目的とするものである。 【構成】 実行中のタスクが停止したときに、この停止
したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有ししかも
レディ状態にあるタスクが存在する場合、その停止した
タスクの実行レベル以下の実行レベルを有ししかもレデ
ィ状態にあるタスクからディスパッチするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リアルタイムＯＳ（オ
ペレーティングシステム）における、タスクスケジュー
リング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なリアルタイムＯＳのタスクスケ
ジューリング処理においては、ユーザからの要求事象に
対する即応性を重視するために、プリエンプション（実
行権の横取り）制御を伴う優先度順のスケジューリング
方法を用いている。

【０００３】すなわち、従来のスケジューリング方法で
は、実行の優先順位を示す実行レベルを各タスクに予め
与え、常に、実行レベルの高い順にタスクを実行する。
そして、実行中のタスクよりも優先度の高い他のタスク
がレディ化すると、直ちに、実行中のタスクの処理を一
時中断し、優先度の高い他のタスクを実行するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
ケジューリング方法において、ＣＰＵ利用率が高い場合
には、実行レベルの高いタスクのみが実行され、実行レ
ベルの低いタスクは実行の機会が奪われ、応答時間の予
測が不能になることがあるという問題がある。

【０００５】本発明は、実行レベルの低いタスクにも一
定の即応性を保証するタスクスケジューリング方法を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、実行中のタス
クが停止したときに、この停止したタスクの実行レベル
以下の実行レベルを有ししかもレディ状態にあるタスク
が存在する場合、その停止したタスクの実行レベル以下
の実行レベルを有ししかもレディ状態にあるタスクか
ら、ディスパッチするものである。

【０００７】

【作用】本発明は、実行中のタスクが停止したときに、
この停止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有
ししかもレディ状態にあるタスクが存在する場合、その
停止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有しし
かもレディ状態にあるタスクから、ディスパッチするの
で、実行レベルの低いタスクへのＣＰＵ資源を予め確保
することができ、したがって、実行レベルの低いタスク
にも一定の即応性を保証することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるタスクスケ
ジューリング方法において、スケジューリング契機とス
ケジューリング順序との関係を示す図である。

【０００９】上記実施例において、そのスケジューリン
グ契機は、実行中のタスクの停止と、タイマによるクロ
ック割り込みと、ＣＰＵのアイドル状態時におけるタス
クのレディ化との３つである。

【００１０】また、上記実施例においては、そのスケジ
ューリング順序として、ストレート型とフィードバック
型とが使用されている。「ストレート型のスケジューリ
ング順序」は、レディ化したタスクのうちで、スケジュ
ーリング契機直前の実行レベル以下のタスクからディス
パッチするスケジューリング順序であり、つまり、スケ
ジューリング契機直前の実行レベルと同じ実行レベルの
タスクからディスパッチし、スケジューリング契機直前
の実行レベルと同じ実行レベルのタスクが存在しない場
合には、次に低い実行レベルのタスクからディスパッチ
するスケジューリング順序である。「フィードバック型
のスケジューリング順序」は、レディ化したタスクのう
ちで、最も高い実行レベルのタスクからディスパッチす
るスケジューリング順序であり、この場合、スケジュー
リング契機直前の実行タスクはプリエンプション（実行
権の横取り）される。

【００１１】なお、上記「実行レベル」は、各タスクが
有する属性の１つであって、タスクの優先順位を示すと
共にプリエンプション制御の指標ともなるレベルであ
り、各タスクは、自分の実行レベルよりも低い実行レベ
ルのタスクをプリエンプションすることができるように
なっている。

【００１２】また、上記「スケジューリング順序」は、
レディ状態にあるタスクのうちで、どの実行レベルのタ
スクからディスパッチしていくかの順序を示すものであ
る。さらに、上記「タスクの停止」は、実行中タスクの
終了、削除、自主中断、強制中断（たとえばタイムスラ
イス切れ）である。

【００１３】上記実施例は、基本的には、タスクの実行
優先順位を示す実行レベルの高いタスクから順に、スケ
ジューリングを行うタスクスケジューリング方法である
が、ただし、実行中のタスクが停止したときに、この停
止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有ししか
もレディ状態にあるタスクが存在する場合には、ストレ
ート型のスケジューリング順序を採用する。つまり、停
止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有ししか
もレディ状態にあるタスクが存在する場合には、上記停
止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有ししか
もレディ状態にあるタスクから、ディスパッチする（図
１（１））。一方、実行中のタスクが停止したときに、
この停止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有
ししかもレディ状態にあるタスクが存在しない場合、フ
ィードバック型のスケジューリング順序を採用し、つま
り、レディ状態にある最も高い実行レベルのタスクから
ディスパッチする（図１（２））。

【００１４】また、上記実施例は、一定周期毎にＣＰＵ
へクロック割り込みを行うタイマが設けられ、このタイ
マによるクロック割り込みがあったときには、レディ状
態にある最も高い実行レベルのタスクからディスパッチ
する（図１（３））。さらに、ＣＰＵのアイドル状態時
に（すなわち、実行中のタスクが存在せず、またレディ
状態にあるタスクが存在しないときに）タスクのレディ
化があった場合は、レディ状態にある最も高い実行レベ
ルのタスクからディスパッチする（図１（４））。

【００１５】なお、上記実施例において、実行を開始し
たタスクは、一定周期が到来してタイマによるクロック
割り込みが起きない限り、そのタスクが停止するまで実
行を続行する。

【００１６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００１７】図２は、上記実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【００１８】まず、動作を開始したときに、タスクのレ
ディ化があれば（Ｓ１）、フィードバック型のスケジュ
ーリング順序でタスクをディスパッチし、このディスパ
ッチされたタスクを実行する（Ｓ２）。つまり、レディ
化したタスクのうちで、最も高い実行レベルのタスクか
ら実行する。このように、ＣＰＵのアイドル状態時にタ
スクのレディ化があった場合、レディ状態にある最も高
い実行レベルのタスクからディスパッチすることによっ
て、ユーザからの要求事象に即応できる。

【００１９】そして、このタスクを実行している間にタ
イマによるクロック割り込みがあれば（Ｓ３）、フィー
ドバック型のスケジューリング順序でタスクをディスパ
ッチし、このディスパッチされたタスクを実行する（Ｓ
４）。このように、クロック割り込みがあったときに、
フィードバック型のスケジューリング順序でタスクをデ
ィスパッチすることによって、ユーザからの要求事象に
即応できる。

【００２０】一方、タイマによるクロック割り込みがな
いときに、実行しているタスクの停止があれば、つま
り、その実行タスクが終了し、削除され、自主中断し、
または強制中断（たとえばタイムスライス切れによる強
制中断）があれば（Ｓ５）、その停止したタスクの実行
レベル以下のタスクであって、レディ化しているタスク
の存否を判断する（Ｓ６）。停止したタスクの実行レベ
ル以下のタスクであって、レディ化しているタスクが存
在すれば、ストレート型のスケジューリング順序でタス
クをディスパッチし、このディスパッチされたタスクを
実行する（Ｓ７）。すなわち、停止したタスクの実行レ
ベル以下のタスクであってレディ化しているタスクが存
在すれば、これらのタスクのうちで、停止したタスクの
実行レベルと同じ実行レベルのタスクをディスパッチ
し、実行し、一方、停止したタスクの実行レベルと同じ
実行レベルのタスクがなければ、その次に高い実行レベ
ルのタスクをディスパッチし、実行する。

【００２１】また、ステップＳ６において、停止したタ
スクの実行レベル以下のタスクであって、レディ化して
いるタスクが存在しなければ、フィードバック型のスケ
ジューリング順序でタスクをディスパッチし、このディ
スパッチされたタスクを実行する（Ｓ８）。このよう
に、停止したタスクの実行レベル以下のタスクがレディ
化していないときにフィードバック型のスケジューリン
グ順序でタスクをディスパッチすることによって、ユー
ザからの要求事象に即応できる。

【００２２】上記実施例においては、タスクの実行中
に、この実行中タスクよりも高い実行レベルの他のタス
クがレディ化しても、スケジューリング契機が到来した
とは判断せず、したがって、直ちにプリエンプションは
起こらない。そのときに実行中のタスクの実行レベル以
下の実行レベルを有するタスクを順次実行し（そのとき
に実行中のタスクの実行レベルと同じ実行レベルのタス
ク、または、そのときに実行中のタスクの実行レベルよ
りも低い実行レベルのタスクを順次実行し）、最も低い
実行レベルのタスクが停止したときにフィードバック型
のスケジューリングを開始することによって、上記実行
中タスクよりも高い実行レベルの他のタスクが初めて実
行される。なお、上記実行中タスクよりも高い実行レベ
ルの他のタスクは、タイマのクロック割り込みがあれ
ば、フィードバック型のスケジューリングを開始するこ
とによって、初めて実行される。

【００２３】上記実施例は、実行中のタスクよりも高い
実行レベルのタスクがレディ化したときに直ちにプリエ
ンプションを起こす従来のスケジューリング方法とは異
なり、実行中のタスクよりも高い実行レベルのタスクに
実行を移す契機を制限しているので、実行レベルの低い
タスクへのＣＰＵ資源を予め確保することができ、した
がって、実行レベルの低いタスクにも一定の即応性を保
証できる。

【００２４】なお、スケジューリング契機の頻度は、タ
イマのクロック割り込みの周期間隔が短い程大きくな
り、長い程小さくなる。つまり、確保できるＣＰＵ資源
の量は、タイマのクロック割り込みの周期間隔が長い程
多くなるので、ＣＰＵ利用率が高い場合であっても、タ
イマのクロック割り込みの周期間隔を適切に設定するこ
とによって、実行レベルの低いタスクに対して、一定の
即応性を保証することができる。

【００２５】次に、上記実施例におけるタスクの処理例
を具体的に説明する。

【００２６】図３は、上記実施例における第１の処理例
を示す図であり、図４は、上記実施例における第２の処
理例を示す図である。

【００２７】まず、レディ状態のタスクを待機させるレ
ディキューを、実行レベルの数と同じ数だけ用意し、実
行レベルごとに、レディ状態のタスクをレディキューで
待機させる。ここで、３つの実行レベルＬＶ１、ＬＶ
２、ＬＶ３を設け、実行レベルＬＶ１の優先度が最も高
く、実行レベルＬＶ２がその次の優先度であり、実行レ
ベルＬＶ３が最も低い優先度であるとする。

【００２８】図３において、タスク、、がそれぞ
れ、実行レベルＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３であり、タスク
が実行中であり、タスクとタスクとがレディ状態
であるとする。ここで、図３（１）に示すように、タス
クの実行が終了すると、実行中タスクの停止であり、
ストレート型のスケジューリングを開始し、図３（２）
に示すように、タスクをディスパッチし、実行する。
タスクの実行が終了すると、実行中タスクの停止では
あるが、タスクと同じ実行レベルのタスクが存在せ
ず、またタスクよりも低い実行レベルのタスクも存在
しないので、図３（３）に示すように、フィードバック
型のスケジューリングを開始し、タスクをディスパッ
チし、実行する。なお、このときにタイマを初期化すれ
ば、次のクロック割り込み時刻は、この初期化の時刻か
らタイマの周期間隔後となる。

【００２９】図４において、タスク、、がそれぞ
れ、実行レベルＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３であり、ＣＰＵ
がアイドル状態であるときに、タスクとタスクとが
同時にレディ化したとする。この場合、フィードバック
型のスケジューリングを開始し、図４（１）に示すよう
に、タスクをディスパッチし、実行し、タスクの実
行中に、実行レベルＬＶ１のタスクがレディ化して
も、スケジューリング契機とはならず、プリエンプショ
ンは起こらない。そして、実行中のタスクが終了する
と、実行中タスクの停止であり、図４（２）に示すよう
に、ストレート型のスケジューリングを開始し、タスク
をディスパッチし、実行する。

【００３０】そして、タスクの実行中にタイマの周期
時刻が到来したとし、このときにクロック割り込みが起
き、フィードバック型のスケジューリングを開始し、タ
スクがタスクをプリエンプションする。すなわち、
タスクの実行を中断し、実行レベルＬＶ３のキューに
タスクを戻し、図４（３）に示すように、タスクを
ディスパッチし、実行する。

【００３１】なお、上記実施例においては、実行中のタ
スクが停止したときに、その停止したタスクの実行レベ
ル以下の実行レベルを有ししかもレディ状態にあるタス
クが複数存在する場合、この複数のタスクのうちで、実
行レベルの高い順に、ディスパッチするようにしている
が、このようにする代りに、上記複数のタスクのうち
で、実行レベルとは無関係の順に、ディスパッチするよ
うにしてもよい。つまり、たとえば、図３の第１の処理
例において、実行レベルＬＶ３よりも優先度が低い実行
レベルＬＶ４が設けられ、タスクが実行レベルＬＶ４
であり、タスクの実行が終了したときにタスクがレ
ディ化した場合、タスクの実行が終了すると、ストレ
ート型のスケジューリングを開始するが、タスクの実
行が終了したときに、まずタスクをディスパッチし、
実行し、このタスクが終了した後に、タスクをディ
スパッチし、実行するようにしてもよい。

【００３２】また、上記実施例では、一定周期毎にＣＰ
Ｕへクロック割り込みを行うタイマが設けられている
が、一定周期毎にＣＰＵへクロック割り込みを行うタイ
マを設けなくてもよく、つまり、クロック割り込みを行
わないようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、実行中のタスクよりも
実行レベルの高いタスクへ実行を移す契機を制限するの
で、実行レベルの低いタスクへのＣＰＵ資源を予め確保
することになり、これによって、実行レベルの低いタス
クを実行する機会を与えることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるタスクスケジューリン
グ方法において、スケジューリング契機とスケジューリ
ング順序との関係を示す図である。

【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】上記実施例における第１の処理例を示す図であ
る。

【図４】上記実施例における第２の処理例を示す図であ
る。

【符号の説明】 〜…タスク、ＬＶ１〜ＬＶ４…実行レベル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タスクの実行優先順位を示す実行レベル
   の高いタスクから順に、スケジューリングを行うタスク
   スケジューリング方法において、実行中のタスクが停止
   したときに、この停止したタスクの実行レベル以下の実
   行レベルを有ししかもレディ状態にあるタスクが存在す
   る場合、上記停止したタスクの実行レベル以下の実行レ
   ベルを有ししかもレディ状態にあるタスクからディスパ
   ッチし、一方、実行中のタスクが停止したときに、この
   停止したタスクの実行レベル以下の実行レベルを有しし
   かもレディ状態にあるタスクが存在しない場合、レディ
   状態にある最も高い実行レベルのタスクからディスパッ
   チすることを特徴とするタスクスケジューリング方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記タスクの停止
   は、実行中タスクの終了、削除、自主中断、強制中断の
   うちの少なくとも１つであることを特徴とするタスクス
   ケジューリング方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、所定周期毎にクロッ
   ク割り込みを行うタイマを有し、このタイマによるクロ
   ック割り込みがあったときには、レディ状態にある最も
   高い実行レベルのタスクからディスパッチし、上記タイ
   マによるクロック割り込みが起きない限り、実行中のタ
   スクが停止するまでそのタスクの実行を続行することを
   特徴とするタスクスケジューリング方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、ＣＰＵのアイドル状
   態時にタスクのレディ化があったときには、レディ状態
   にある最も高い実行レベルのタスクからディスパッチす
   ることを特徴とするタスクスケジューリング方法。
5. 【請求項５】 請求項１において、実行中のタスクが停
   止したときに、上記停止したタスクの実行レベル以下の
   実行レベルを有ししかもレディ状態にあるタスクが複数
   存在する場合、この複数のタスクのうちで、上記実行レ
   ベルの高い順に、または上記実行レベルとは無関係の順
   に、ディスパッチすることを特徴とするタスクスケジュ
   ーリング方法。