JPH09231181A - 並列計算機における動的負荷分散方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアルタイムな並列計算機において、各プロ
セッサで発生した全てのタスクを定められたフレームタ
イム内で処理するような動的負荷分散を可能にする。 【解決手段】 システム内のあるプロセッサで新規タス
ク生成要求が発生した場合、該プロセッサ内で要求タス
クを処理可能であるかを先に判定し、処理不可能である
と判定したときに初めて他のプロセッサにタスク割当を
依頼するようなネットワーク内での動的負荷分散が行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リアルタイムな並
列計算機において、各プロセッサで発生した全てのタス
クを定められたフレームタイム内で処理することが可能
になるような動的負荷分散を行う方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１７は従来の並列計算機装置を示すも
ので、複数のプロセッサ１０２〜１ｍｎがネットワーク
１０１によって接続されている。システム内の全てのプ
ロセッサが効率良く稼働するために、逐次発生するタス
クをこれらのプロセッサに順次割り当てて分散処理を行
う。各プロセッサは割り当てられたタスクの処理時間か
ら負荷情報を生成する。

【０００３】従来、このような並列計算機装置では各プ
ロセッサは自身の負荷が重い状態で新たにタスクの生成
要求が生じた場合、他のプロセッサの負荷情報を調べる
ことによって最も負荷の軽いプロセッサを探して、該プ
ロセッサに対して該タスクの割当を依頼するか、あるい
は重い負荷のプロセッサが他のプロセッサを無作為に選
び、選んだ該プロセッサの負荷情報を調べて自分より負
荷が軽いかどうか判断し、相手プロセッサの方が負荷が
軽かった場合に、該プロセッサに対して該タスクの割当
を依頼する等して、全てのプロセッサの負荷を平均化し
てシステム全体の効率を上げようとしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の並
列計算機装置においては、負荷の重いプロセッサがタス
ク割当を依頼するために最も負荷の軽いプロセッサを探
すに当たり、相手のプロセッサの負荷情報を逐次調べて
行かねばならないので場合によっては多くの時間を要す
ることになり、無作為に相手を選ぶ方法では選定したプ
ロセッサの負荷が自分の負荷より重く、そのために再度
選定を重ねるなどで多くの時間を要したり、また相手の
プロセッサの負荷が自分より軽くても余り差が無く、該
タスクの割当に要した処理時間の方が多くて意味のない
負荷分散を行ったりする場合があり、結果として動的負
荷分散を行うための負荷が大きくなり、本来のアプリケ
ーションタスクの処理効率が低下してしまうという課題
があった。

【０００５】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、各プロセッサが定められたフレームタ
イム内に割り当てられたタスクを処理しなければならな
いようなリアルタイムマルチプロセッサシステムにおい
て、システム内のあるプロセッサで新規生成要求タスク
が発生した場合に、該プロセッサ内で要求タスクを処理
可能であるかを先に判定し、処理不可能であると判明し
た場合にのみ該プロセッサはセンダとなり他のプロセッ
サ割当を依頼すべく動的負荷分散を行う。これにより、
常時負荷分散を試みなくて良いので不必要にプロセッサ
の負荷量が増加することを防ぎ、システム全体の処理効
率の向上を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるリアル
タイムな並列計算機における動的負荷分散方法は、ある
プロセッサにタスク生成要求が生じたとき、該プロセッ
サでの実行可否判定を行う手段と、判定の結果該タスク
の処理実行が不可能であるとなった場合、該プロセッサ
がセンダとなり他のプロセッサの中から該タスクの処理
を代行するプロセッサの候補としてレシーバ候補を選定
する手段と、該レシーバ候補が自身の負荷を計測して負
荷情報をセンダに送信する手段と、センダが受信した負
荷情報を基にレシーバ候補がレシーバとしての資格があ
るかどうか判定する手段と、判定の結果、資格無しと判
定された場合にセンダがフレームタイム終了までに時間
的余裕がある限り新たなレシーバ候補の選択からやり直
す手段と、資格有りと判定された場合にセンダがそのレ
シーバ候補をレシーバに決定して該タスクの処理代行を
依頼する手段を備えることにより達成される。

【０００７】また、第２の発明によるリアルタイムな並
列計算機における動的負荷分散方法は、各プロセッサが
自身の負荷情報を他の全プロセッサへ定期的に放送する
手段と、あるプロセッサにタスク生成要求が生じたと
き、該プロセッサでの実行可否判定を行う手段と、判定
の結果該タスクの処理実行が不可能であるとなった場
合、該プロセッサがセンダとなって予め該放送手段によ
り取得している各プロセッサの負荷情報を基に各プロセ
ッサのレシーバとしての資格判定を行う手段と、判定の
結果、資格有りと判定されたレシーバ有資格者の中から
最も負荷の軽い有資格者をレシーバとして決定する手段
と、有資格者がいなかった場合にフレームタイム終了ま
でに時間的余裕がある限りレシーバ候補の資格判定から
やり直す手段と、決定したレシーバにタスク生成要求を
送信し、タスク生成を依頼する手段を備えることにより
達成される。

【０００８】また、第３の発明によるリアルタイムな並
列計算機における動的負荷分散方法は、レシーバ決定後
にレシーバがタスク生成要求を受諾できなかった場合、
レシーバがセンダにリジェクト信号を送信する手段と、
フレームタイム終了までに時間的余裕がある場合にセン
ダが新たにレシーバ候補の選定およびレシーバの決定を
繰り返す手段を備えることにより達成される。

【０００９】また、第４の発明によるリアルタイムな並
列計算機における動的負荷分散方法は、レシーバ決定後
にレシーバがタスク生成要求を受諾できなかった場合、
レシーバがセンダにリジェクト信号を送信する手段と、
フレームタイム終了までに時間的余裕がある場合にセン
ダが新たに有資格者の選定およびレシーバの決定を繰り
返す手段を備えることにより達成される。

【００１０】また、第５の発明によるリアルタイムな並
列計算機における動的負荷分散方法は、レシーバ決定の
際にセンダがレシーバ有資格者のリストを作成しておく
手段と、レシーバ決定後にレシーバがタスク生成要求を
受諾できなかった場合、フレームタイム終了までに時間
的余裕がある限りレシーバが有資格者リストに登録され
ているプロセッサの中から新たにレシーバを決定する手
段を備えることにより達成される。

【００１１】また、第６、第７の発明によるリアルタイ
ムな並列計算機における動的負荷分散方法は、レシーバ
候補の資格判定時に判定結果が合格であるとなった場合
に、レシーバ候補は生成要求のあるタスクを生成するの
に必要なリソースを予め確保する手段を備えることによ
り達成される。

【００１２】また、第８の発明によるリアルタイムな並
列計算機における動的負荷分散方法は、レシーバ候補の
資格判定時に判定結果が合格であったレシーバ候補の
内、実際にレシーバとして決定されたレシーバ候補以外
のレシーバ候補のリソースの予約の解除をセンダが指示
する手段を備えることにより達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１，２は本発明の実施の形態１を示す
処理フロー図である。図１はあるプロセッサにタスク生
成要求が生じた場合の処理フロー図、図２はセンダにレ
シーバ候補として選定され、該タスクに関する情報を送
信されたプロセッサの処理フロー図である。図１におい
て、あるプロセッサにおいてタスク生成要求が生じた場
合、該プロセッサはタスクスケジューリングの結果得ら
れるフレームタイム終了までのタスク割当のタイムスケ
ジュールやメモリ使用状況等の負荷情報と、該タスクの
所要メモリ量や所要処理時間等に関するタスク情報を基
に該タスクの実行可否判定１を行う。現在時刻からフレ
ームタイム終了時刻までの時間より該タスクの所要処理
時間の方が長かったり、現在時刻からフレームタイム終
了時刻までに既に他のタスクが割り当てられているため
該タスクの処理を行う余裕がない場合は実行不可能と判
定され、そうでなければ実行可能と判定される。実行可
否判定の結果、実行可能と判定された場合には該プロセ
ッサにおいてタスク生成２を行い、実行を開始する。実
行不可能と判定された場合には、該プロセッサはセンダ
となり、センダは自分の次のプロセッサ番号のプロセッ
サをレシーバ候補として選択し、該レシーバ候補に対し
て負荷情報を送信するように要求３する。図２において
レシーバ候補はセンダから負荷情報送信要求を受信する
と、自身の現在のタスクスケジュール状況から負荷計測
５１を行い、得られた負荷情報をセンダに返信５２す
る。図１において、センダは負荷情報を受信４すると、
該負荷情報と該タスクのタスク情報を基にレシーバ候補
が該タスクの処理代行の資格があるかどうかを判定５す
る。現在時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他
のタスクが割り当てられているため該タスクの処理を行
う余裕がない場合は資格無しと判定され、そうでなけれ
ば資格有りと判定される。判定の結果、資格有り５であ
った場合は、そのレシーバ候補をレシーバに決定６し、
タスク割当要求７を行う。資格無し５であった場合に
は、フレームタイム終了までにタスクの処理や割当要求
を行う時間的余裕があるとき８にはさらに次のプロセッ
サ番号のプロセッサをレシーバ候補として負荷情報送信
要求３から再実行し、時間的余裕がないとき８には該タ
スクの生成要求をリジェクトする。

【００１４】実施の形態２．図３，４は本発明の実施の
形態２を示す処理フロー図である。図３はあるプロセッ
サにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー図、図４
はセンダにレシーバ候補として選定され、該タスクに関
する情報を送信されたプロセッサの処理フロー図であ
る。図３において、あるプロセッサにおいてタスク生成
要求が生じた場合、該プロセッサはタスクスケジューリ
ングの結果得られるフレームタイム終了までのタスク割
当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等の負荷情報
と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間等に関する
タスク情報を基に該タスクの実行可否判定１を行う。現
在時刻からフレームタイム終了時刻までの時間より該タ
スクの所要処理時間の方が長かったり、現在時刻からフ
レームタイム終了時刻までに既に他のタスクが割り当て
られているため該タスクの処理を行う余裕がない場合は
実行不可能と判定され、そうでなければ実行可能と判定
される。判定の結果、実行が可能である場合には該プロ
セッサにおいてタスク生成２を行い、実行を開始し、該
タスクの生成によって変動した自プロセッサの負荷情報
を更新９する。各プロセッサの負荷情報は、他の全プロ
セッサに対して定期的に放送５３を行う。図３におい
て、該実行可否判定の結果、実行が不可能である場合に
は、該プロセッサはセンダとなり、該放送機能５３によ
って予め取得している負荷情報と該タスクのタスク情報
を元に、各レシーバ候補に該タスクの処理代行の資格が
あるかどうかを判定５する。現在時刻からフレームタイ
ム終了時刻までに既に他のタスクが割り当てられている
ため該タスクの処理を行う余裕がない場合は資格無しと
判定され、そうでなければ資格有りと判定される。判定
の結果、有資格者がある場合は、有資格者となったプロ
セッサ１０の中から最も負荷の軽いレシーバ有資格者を
１つレシーバとして決定６し、レシーバに対してタスク
割当要求７を行う。資格無し５であった場合には、フレ
ームタイム終了までにタスクの処理や割当要求を行う時
間的余裕があるとき８にはレシーバ候補の資格判定５か
ら再実行し、時間に余裕がないとき８には該タスクの生
成要求をリジェクトする。

【００１５】実施の形態３．図５，６は本発明の実施の
形態３を示す処理フロー図である。図５はあるプロセッ
サにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー図、図６
はセンダにレシーバ候補として選定され、該タスクに関
する情報を送信されたプロセッサの処理フロー図であ
る。図５において、あるプロセッサにおいてタスク生成
要求が生じた場合、該プロセッサはタスクスケジューリ
ングの結果得られるフレームタイム終了までのタスク割
当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等の負荷情報
と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間等に関する
タスク情報を基に該タスクの実行可否判定１を行う。現
在時刻からフレームタイム終了時刻までの時間より該タ
スクの所要処理時間の方が長かったり、現在時刻からフ
レームタイム終了時刻までに既に他のタスクが割り当て
られているため該タスクの処理を行う余裕がない場合は
実行不可能と判定され、そうでなければ実行可能と判定
される。実行可否判定の結果、実行可能と判定された場
合には該プロセッサにおいてタスク生成２を行い、実行
を開始する。実行不可能と判定された場合には、該プロ
セッサはセンダとなり、センダは自分の次のプロセッサ
番号のプロセッサをレシーバ候補として選択し、該レシ
ーバ候補に対して負荷情報を送信するように要求３す
る。図６（ａ）においてレシーバ候補はセンダから負荷
情報送信要求を受信すると、自身の現在のタスクスケジ
ュール状況から負荷計測５１を行い、得られた負荷情報
をセンダに返信５２する。図５において、センダは負荷
情報を受信４すると、該負荷情報と該タスクのタスク情
報を基にレシーバ候補が該タスクの処理代行の資格があ
るかどうかを判定５する。現在時刻からフレームタイム
終了時刻までに既に他のタスクが割り当てられているた
め該タスクの処理を行う余裕がない場合は資格無しと判
定され、そうでなければ資格有りと判定される。判定の
結果、資格有り５であった場合は、そのレシーバ候補を
レシーバに決定６し、タスク割当要求７を行う。図６
（ｂ）において、タスク割当要求を受信したレシーバ
は、自身の負荷情報と該タスクの情報を基にタスクの実
行が可能であるか可否判定５４を行い、可能であればタ
スクを生成５５し、センダに対してアクセプト信号を送
信５６し、タスク割当要求を受け入れた旨を報告する。
ネットワークにおいて遅延が発生した等の理由でレシー
バがタスク割当要求を受信するのが遅れたため、その間
にレシーバが他のプロセッサからの他のタスクの割当要
求を受け付けてしまった等の理由で実行不可能と判定さ
れた場合は、センダに対してリジェクト信号を送信５７
する。図５において、センダはタスク割当要求７を行っ
た後、レシーバからの応答を待ち１１、アクセプト信号
が返ってきたときは負荷分散を終了し、リジェクト信号
が返ってきたときは、フレームタイム終了までにタスク
の処理や割当要求を行う時間的余裕がある場合１２には
レシーバ候補を選択し直して負荷情報送信要求３から再
実行し、時間に余裕がない場合１２には該タスクの生成
要求をリジェクトする。資格判定の結果、資格者無し５
であった場合も同様に、時間に余裕がある場合８にはレ
シーバ候補を選択し直して負荷情報送信要求３から再実
行し、時間に余裕がない場合８には該タスクの生成要求
をリジェクトする。

【００１６】実施の形態４．図７，８は本発明の実施の
形態４を示す処理フロー図である。図７はあるプロセッ
サにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー図、図８
はセンダにレシーバ候補として選定され、該タスクに関
する情報を送信されたプロセッサの処理フロー図であ
る。図７において、あるプロセッサにおいてタスク生成
要求が生じた場合、該プロセッサはタスクスケジューリ
ングの結果得られるフレームタイム終了までのタスク割
当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等の負荷情報
と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間等に関する
タスク情報を基に該タスクの実行可否判定１を行う。現
在時刻からフレームタイム終了時刻までの時間より該タ
スクの所要処理時間の方が長かったり、現在時刻からフ
レームタイム終了時刻までに既に他のタスクが割り当て
られているため該タスクの処理を行う余裕がない場合は
実行不可能と判定され、そうでなければ実行可能と判定
される。判定の結果、実行が可能である場合には該プロ
セッサにおいてタスク生成２を行い、実行を開始し、該
タスクの生成によって変動した自プロセッサの負荷情報
を更新９する。図８（ａ）において、各プロセッサの負
荷情報は、他の全プロセッサに対して定期的に放送５３
を行う。図７において、該実行可否判定の結果、実行が
不可能である場合には、該プロセッサはセンダとなり、
該放送機能５３によって予め取得している負荷情報と該
タスクのタスク情報を元に、各レシーバ候補に該タスク
の処理代行の資格があるかどうかを判定５する。現在時
刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタスクが
割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕がな
い場合は資格無しと判定され、そうでなければ資格有り
と判定される。判定の結果、有資格者がある場合は、有
資格者となったプロセッサ１０の中から最も負荷の軽い
レシーバ有資格者を１つレシーバとして決定６し、レシ
ーバに対してタスク割当要求７を行う。

【００１７】図８（ｂ）において、割当要求を受信した
レシーバは、自身の負荷情報と該タスクの情報を基にタ
スクの実行が可能であるか可否判定５４を行い、可能で
あればタスクを生成５５し、センダに対してアクセプト
信号を送信５６し、タスク割当要求を受け入れた旨を報
告する。ネットワークにおいて遅延が発生した等の理由
でレシーバがタスク割当要求を受信するのが遅れたた
め、その間にレシーバが他のプロセッサからの他のタス
クの割当要求を受け付けてしまった等の理由で実行不可
能と判定された場合は、センダに対してリジェクト信号
を送信５７する。図７において、センダはタスク割当要
求７を行った後、レシーバからの応答を待ち１１、アク
セプト信号が返ってきたときは負荷分散を終了し、リジ
ェクト信号が返ってきたときは、フレームタイム終了ま
でにタスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある場
合１２にはレシーバ候補の資格判定５から再実行し、時
間に余裕がない場合１２には該タスクの生成要求をリジ
ェクトする。資格判定の結果、資格者無し５であった場
合も同様に、時間に余裕がある場合８にはレシーバ候補
の資格判定５から再実行し、時間に余裕がない場合８に
は該タスクの生成要求をリジェクトする。

【００１８】実施の形態５．図９，１０は本発明の実施
の形態５を示す処理フロー図である。図９はあるプロセ
ッサにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー図、図
１０はセンダにレシーバ候補として選定され、該タスク
に関する情報を送信されたプロセッサの処理フロー図で
ある。図９において、あるプロセッサにおいてタスク生
成要求が生じた場合、該プロセッサはタスクスケジュー
リングの結果得られるフレームタイム終了までのタスク
割当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等の負荷情
報と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間等に関す
るタスク情報を基に該タスクの実行可否判定１を行う。
現在時刻からフレームタイム終了時刻までの時間より該
タスクの所要処理時間の方が長かったり、現在時刻から
フレームタイム終了時刻までに既に他のタスクが割り当
てられているため該タスクの処理を行う余裕がない場合
は実行不可能と判定され、そうでなければ実行可能と判
定される。判定の結果、実行が可能である場合には該プ
ロセッサにおいてタスク生成２を行い、実行を開始し、
該タスクの生成によって変動した自プロセッサの負荷情
報を更新９する。図１０（ａ）において、各プロセッサ
の負荷情報は、他の全プロセッサに対して定期的に放送
５３を行う。

【００１９】図９において、該実行可否判定の結果、実
行が不可能である場合には、該プロセッサはセンダとな
り、該放送機能５３によって予め取得している負荷情報
と該タスクのタスク情報を元に、各レシーバ候補に該タ
スクの処理代行の資格があるかどうかを判定５する。現
在時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタス
クが割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕
がない場合は資格無しと判定され、そうでなければ資格
有りと判定される。判定の結果、資格有りと判定された
すべてのレシーバ有資格者のリストを作成１３する。有
資格者がある場合は、有資格者となったプロセッサの中
から最も負荷の軽いレシーバ有資格者を１つレシーバと
して決定６し、レシーバに対してタスク割当要求７を行
う。この際、作成したレシーバ有資格者リストから自分
自身を取り除いたリストも一緒に送信する。図１０
（ｂ）において、タスク割当要求を受信したレシーバ
は、自身の負荷情報と該タスクの情報を基にタスクの実
行が可能であるか可否判定５４を行い、可能であればタ
スクを生成５５し、センダに対してアクセプト信号を送
信５６し、タスク割当要求を受け入れた旨を報告する。
ネットワークにおいて遅延が発生した等の理由でレシー
バがタスク割当要求を受信するのが遅れたため、その間
にレシーバが他のプロセッサからの他のタスクの割当要
求を受け付けてしまった等の理由で実行不可能と判定さ
れた場合は、フレームタイム終了までにタスクの処理や
割当要求を行う時間的余裕があるとき５８は既に受信済
みのレシーバ有資格者リストの中から有資格者を検索５
９し、資格者がある場合６０はその中で最も負荷の軽い
ものを新たにレシーバとして決定６１し、タスク割当要
求６２を行う。時間に余裕がない場合５８や資格者がな
い場合６０は、タスク生成要求が生じたセンダに対して
リジェクト信号を送信５７する。

【００２０】図９において、センダはタスク割当要求７
を行った後、レシーバからの応答を待ち１１、アクセプ
ト信号が返ってきたときは負荷分散を終了し、リジェク
ト信号が返ってきたときは、フレームタイム終了までに
タスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある場合１
２にはレシーバ候補の資格判定５から再実行し、時間に
余裕がない場合１２には該タスクの生成要求をリジェク
トする。資格判定の結果、資格者無し５であった場合も
同様に、時間に余裕がある場合８にはレシーバ候補の資
格判定５から再実行し、時間に余裕がない場合８には該
タスクの生成要求をリジェクトする。

【００２１】実施の形態６．図１１，１２は本発明の実
施の形態６を示す処理フロー図である。図１１はあるプ
ロセッサにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー
図、図１２はセンダにレシーバ候補として選定され、該
タスクに関する情報を送信されたプロセッサの処理フロ
ー図である。図１１において、あるプロセッサにおいて
タスク生成要求が生じた場合、該プロセッサはタスクス
ケジューリングの結果得られるフレームタイム終了まで
のタスク割当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等
の負荷情報と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間
等に関するタスク情報を基に該タスクの実行可否判定１
を行う。現在時刻からフレームタイム終了時刻までの時
間より該タスクの所要処理時間の方が長かったり、現在
時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタスク
が割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕が
ない場合は実行不可能と判定され、そうでなければ実行
可能と判定される。実行可否判定の結果、実行可能と判
断された場合には該プロセッサにおいてタスク生成２を
行い、実行を開始する。実行不可能と判定された場合に
は、該プロセッサはセンダとなり、センダは自分の次の
プロセッサ番号のプロセッサをレシーバ候補として選択
し、該レシーバ候補に対して負荷情報を送信するように
要求３する。

【００２２】図１２（ａ）においてレシーバ候補はセン
ダから負荷情報送信要求を受信すると、自身の現在のタ
スクスケジュール状況から負荷計測５１を行い、得られ
た負荷情報をセンダに返信５２する。図１１において、
センダは負荷情報を受信４すると、該負荷情報と該タス
クのタスク情報を基にレシーバ候補が該タスクの処理代
行の資格があるかどうかを判定５する。現在時刻からフ
レームタイム終了時刻までに既に他のタスクが割り当て
られているため該タスクの処理を行う余裕がない場合は
資格無しと判定され、そうでなければ資格有りと判定さ
れる。資格有りと判定された場合、該レシーバ候補に対
してタスクの生成・実行に必要なメモリやフレームタイ
ム内での処理時間等のリソースを確保するよう指示１４
する。図１２（ｂ）において、該レシーバ候補はリソー
ス予約指示を受信すると、リソースの予約６３を行い、
タスク割当要求があったときに確実に該タスクが実行で
きるようにする。図１１において、該資格判定５の結
果、資格有りであった場合は、そのレシーバ有資格者を
レシーバに決定６し、タスク割当要求７を行う。図１２
（ｃ）において、タスク割当要求を受信したレシーバ
は、自身の負荷情報と該タスクの情報を基にタスクの実
行が可能であるか可否判定５４を行い、可能であればタ
スクを生成５５し、センダに対してアクセプト信号を送
信５６し、タスク割当要求を受け入れた旨を報告する。
ネットワークにおいて遅延が発生した等の理由でレシー
バがタスク割当要求を受信するのが遅れたため、その間
にレシーバが他のプロセッサからの他のタスクの割当要
求を受け付けてしまった等の理由で実行不可能と判定さ
れた場合は、センダに対してリジェクト信号を送信５７
する。図１１において、センダはタスク割当要求７を行
った後、レシーバからの応答を待ち１１、アクセプト信
号が返ってきたときは負荷分散を終了し、リジェクト信
号が返ってきたときは、フレームタイム終了までにタス
クの処理や割当要求を行う時間的余裕がある場合１２に
はレシーバ候補を選択し直して負荷情報送信要求３から
再実行し、時間に余裕がない場合１２には該タスクの生
成要求をリジェクトする。資格判定の結果、資格者無し
５であった場合も同様に、時間に余裕がある場合８には
レシーバ候補を選択し直して負荷情報送信要求３から再
実行し、時間に余裕がない場合８には該タスクの生成要
求をリジェクトする。

【００２３】実施の形態７．図１３，１４は本発明の実
施の形態７を示す処理フロー図である。図１３はあるプ
ロセッサにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー
図、図１４はセンダにレシーバ候補として選定され、該
タスクに関する情報を送信されたプロセッサの処理フロ
ー図である。図１３において、あるプロセッサにおいて
タスク生成要求が生じた場合、該プロセッサはタスクス
ケジューリングの結果得られるフレームタイム終了まで
のタスク割当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等
の負荷情報と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間
等に関するタスク情報を基に該タスクの実行可否判定１
を行う。現在時刻からフレームタイム終了時刻までの時
間より該タスクの所要処理時間の方が長かったり、現在
時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタスク
が割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕が
ない場合は実行不可能と判定され、そうでなければ実行
可能と判定される。判定の結果、実行が可能である場合
には該プロセッサにおいてタスク生成２を行い、実行を
開始し、該タスクの生成によって変動した自プロセッサ
の負荷情報を更新９する。

【００２４】図１４（ａ）において、各プロセッサの負
荷情報は、他の全プロセッサに対して定期的に放送５３
を行う。図１３において、該実行可否判定の結果、実行
が不可能である場合には、該プロセッサはセンダとな
り、該放送機能５３によって予め取得している負荷情報
と該タスクのタスク情報を元に、各レシーバ候補に該タ
スクの処理代行の資格があるかどうかを判定５する。現
在時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタス
クが割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕
がない場合は資格無しと判定され、そうでなければ資格
有りと判定される。判定の結果、有資格者であると判定
されたプロセッサ１０に対しては該タスクの生成・実行
に必要なメモリやフレームタイム内での処理時間等のリ
ソースを確保するよう指示１４する。図１４（ｂ）にお
いて、該レシーバ候補はリソース予約指示を受信する
と、リソースの予約６３を行い、タスク割当要求があっ
たときに確実に該タスクが実行できるようにする。図１
３において、センダは有資格者であると判定されたプロ
セッサ１０の中から最も負荷の軽いレシーバ有資格者を
１つレシーバとして決定６し、レシーバに対してタスク
割当要求７を行う。図１４（ｃ）において、タスク割当
要求を受信したレシーバは、自身の負荷情報と該タスク
の情報を基にタスクの実行が可能であるか可否判定５４
を行い、可能であればタスクを生成５５し、センダに対
してアクセプト信号を送信５６し、タスク割当要求を受
け入れた旨を報告する。ネットワークにおいて遅延が発
生した等の理由でレシーバがタスク割当要求を受信する
のが遅れたため、その間にレシーバが他のプロセッサか
らの他のタスクの割当要求を受け付けてしまった等の理
由で実行不可能と判定された場合は、センダに対してリ
ジェクト信号を送信５７する。図１３において、センダ
はタスク割当要求７を行った後、レシーバからの応答を
待ち１１、アクセプト信号が返ってきたときは負荷分散
を終了し、リジェクト信号が返ってきたときは、フレー
ムタイム終了までにタスクの処理や割当要求を行う時間
的余裕がある場合１２にはレシーバ候補の資格判定５か
ら再実行し、時間に余裕がない場合１２には該タスクの
生成要求をリジェクトする。資格判定の結果、資格者無
し５であった場合も同様に、時間に余裕がある場合８に
はレシーバ候補の資格判定５から再実行し、時間に余裕
がない場合８には該タスクの生成要求をリジェクトす
る。

【００２５】実施の形態８．図１５，１６は本発明の実
施の形態８を示す処理フロー図である。図１５はあるプ
ロセッサにタスク生成要求が生じた場合の処理フロー
図、図１６はセンダにレシーバ候補として選定され、該
タスクに関する情報を送信されたプロセッサの処理フロ
ー図である。図１５において、あるプロセッサにおいて
タスク生成要求が生じた場合、該プロセッサはタスクス
ケジューリングの結果得られるフレームタイム終了まで
のタスク割当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等
の負荷情報と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間
等に関するタスク情報を基に該タスクの実行可否判定１
を行う。現在時刻からフレームタイム終了時刻までの時
間より該タスクの所要処理時間の方が長かったり、現在
時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他のタスク
が割り当てられているため該タスクの処理を行う余裕が
ない場合は実行不可能と判定され、そうでなければ実行
可能と判定される。判定の結果、実行が可能である場合
には該プロセッサにおいてタスク生成２を行い、実行を
開始し、該タスクの生成によって変動した自プロセッサ
の負荷情報を更新９する。図１６（ａ）において、各プ
ロセッサの負荷情報は、他の全プロセッサに対して定期
的に放送５３を行う。図１５において、該実行可否判定
の結果、実行が不可能である場合には、該プロセッサは
センダとなり、該放送機能５３によって予め取得してい
る負荷情報と該タスクのタスク情報を元に、各レシーバ
候補に該タスクの処理代行の資格があるかどうかを判定
５する。現在時刻からフレームタイム終了時刻までに既
に他のタスクが割り当てられているため該タスクの処理
を行う余裕がない場合は資格無しと判定され、そうでな
ければ資格有りと判定される。判定の結果、有資格者で
あると判定されたプロセッサ１０に対しては該タスクの
生成・実行に必要なメモリやフレームタイム内での処理
時間等のリソースを確保するよう指示１４する。図１６
（ｂ）において、該レシーバ候補はリソース予約指示を
受信すると、リソースの予約６３を行い、タスク割当要
求があったときに確実に該タスクが実行できるようにす
る。図１５において、センダは有資格者であると判定さ
れたプロセッサ１０の中から最も負荷の軽いレシーバ有
資格者を１つレシーバとして決定６し、残りのレシーバ
有資格者に対してリソースの予約解除指示１５を出す。

【００２６】図１６（ｃ）において、各レシーバ有資格
者は、予約解除指示を受信すると自プロセッサの該タス
クに関するリソースの予約解除を行う６４。図１５にお
いて、センダはレシーバに対してタスク割当要求７を行
う。図１６（ｄ）において、タスク割当要求を受信した
レシーバは、自身の負荷情報と該タスクの情報を基にタ
スクの実行が可能であるか可否判定５４を行い、可能で
あればタスクを生成５５し、センダに対してアクセプト
信号を送信５６し、タスク割当要求を受け入れた旨を報
告する。ネットワークにおいて遅延が発生した等の理由
でレシーバがタスク割当要求を受信するのが遅れたた
め、その間にレシーバが他のプロセッサからの他のタス
クの割当要求を受け付けてしまった等の理由で実行不可
能と判定された場合は、センダに対してリジェクト信号
を送信５７する。図１５において、センダはタスク割当
要求７を行った後、レシーバからの応答を待ち１１、ア
クセプト信号が返ってきたときは負荷分散を終了し、リ
ジェクト信号が返ってきたときは、フレームタイム終了
までにタスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある
場合１２にはレシーバ候補の資格判定５から再実行し、
時間に余裕がない場合１２には該タスクの生成要求をリ
ジェクトする。資格判定の結果、資格者無し５であった
場合も同様に、時間に余裕がある場合８にはレシーバ候
補の資格判定５から再実行し、時間に余裕がない場合８
には該タスクの生成要求をリジェクトする。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、各プロセッサが
定められたフレームタイム内に割り当てられたタスクを
処理しなければならないようなリアルタイムマルチプロ
セッサシステムにおいて、システム内のあるプロセッサ
で新規生成要求タスクが発生した場合に、そのプロセッ
サ内で要求タスクを処理可能であるかを先に判定し、処
理不可能であると判明したときに初めて他のプロセッサ
にタスク割当を依頼すべく動的負荷分散を行うことによ
り、不必要にプロセッサの負荷量を増加することを防
ぎ、処理効率を向上することが可能となる。

【００２８】本発明によれば、有資格者となったプロセ
ッサが予めリソースの予約を行うことにより、レシーバ
に決定しタスク生成・実行要求を受けたときに、確実に
処理を実行することが可能となる。

【００２９】本発明によれば、リソースの予約を行った
プロセッサが、レシーバに決定しなかった場合におい
て、リソースの予約解除を行うことにより、不必要にリ
ソースを消費することを回避することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
１のセンダの処理を示すフロー図である。

【図２】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
１のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図３】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
２のセンダの処理を示すフロー図である。

【図４】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
２のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図５】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
３のセンダの処理を示すフロー図である。

【図６】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
３のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図７】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
４のセンダの処理を示すフロー図である。

【図８】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
４のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図９】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形態
５のセンダの処理を示すフロー図である。

【図１０】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態５のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図１１】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態６のセンダの処理を示すフロー図である。

【図１２】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態６のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図１３】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態７のセンダの処理を示すフロー図である。

【図１４】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態７のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図１５】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態８のセンダの処理を示すフロー図である。

【図１６】 本発明による動的負荷分散方法の実施の形
態８のレシーバ候補の処理を示すフロー図である。

【図１７】 従来の装置および本発明にかかる並列計算
機装置のネットワークを示す概略図である。

【符号の説明】

１０１ ネットワーク、１０２ プロセッサ、１０３
プロセッサ、１ｍｎプロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 弘巳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 吉岡 英明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高野 博行 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 花澤 徹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高橋 正人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同等の機能を有する複数のプロセッサを
   持ち、各プロセッサ内のタスクは定められたフレームタ
   イム内で処理しなければならず、フレームタイムの開始
   時に該フレームタイムにおいて処理すべき仕事を判定
   し、該判定結果に基づいてタスクのスケジューリングを
   行うようなリアルタイムな並列計算機において、あるプ
   ロセッサにおける該タスクスケジューリングの結果、タ
   スク生成要求が生じたとき、該プロセッサは該タスクス
   ケジューリングの結果得られるフレームタイム終了まで
   のタスク割当のタイムスケジュールやメモリ使用状況等
   の負荷情報と、該タスクの所要メモリ量や所要処理時間
   等に関するタスク情報を基に該タスクの実行可否判定を
   行い、その結果現在時刻からフレームタイム終了時刻ま
   での時間より該タスクの所要処理時間の方が長かった
   り、現在時刻からフレームタイム終了時刻までに既に他
   のタスクが割り当てられている等の理由で該タスクの処
   理実行が不可能であるとなった場合、該プロセッサは該
   タスクのセンダとなり、他のプロセッサのうち該プロセ
   ッサの次のプロセッサ番号をレシーバ候補として選定
   し、該レシーバ候補に対してタスクスケジューリングの
   結果得られた負荷情報の送信を要求し、受信した該レシ
   ーバ候補の負荷情報と該タスクのタスク情報を基に該レ
   シーバ候補において該タスクの実行が可能であるかどう
   か、すなわちレシーバとしての資格があるかどうかの判
   定を行い、現在時刻からフレームタイム終了時刻までに
   既に他のタスクが割り当てられている等の理由で該レシ
   ーバ候補に資格がなかった場合はフレームタイム終了ま
   でにタスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある限
   り新たなレシーバ候補の選択から再実行し、資格があっ
   た場合は該レシーバ候補をレシーバに決定して該タスク
   の処理代行を依頼することを特徴とする並列計算機にお
   ける動的負荷分散方法。
2. 【請求項２】 各プロセッサが定期的に自分の負荷情報
   を他のプロセッサへ放送する機能を備えることにより、
   あるプロセッサにタスク生成要求が生じたとき、該プロ
   セッサは該タスクスケジューリングの結果得られるフレ
   ームタイム終了までのタスク割当のタイムスケジュール
   やメモリ使用状況等の負荷情報と、該タスクの所要メモ
   リ量や所要処理時間等に関するタスク情報を基に該タス
   クの実行可否判定を行い、その結果現在時刻からフレー
   ムタイム終了時刻までの時間より該タスクの所要処理時
   間の方が長かったり、現在時刻からフレームタイム終了
   時刻までに既に他のタスクが割り当てられている等の理
   由で該タスクの処理実行が不可能であるとなった場合、
   該プロセッサは該タスクのセンダとなり、予め該放送機
   能により取得している各プロセッサの負荷情報と該タス
   クのタスク情報を基に各プロセッサにおいて該タスクの
   実行が可能かどうか、すなわちレシーバとしての資格が
   あるかどうかの判定を行い、判定の結果が合格であるレ
   シーバ有資格者のうち最も負荷の軽い有資格者をレシー
   バとして決定し、センダがレシーバに該タスクの処理代
   行を依頼することを特徴とする請求項１記載の並列計算
   機における動的負荷分散方法。
3. 【請求項３】 レシーバ決定後にタスク割当要求をレシ
   ーバに送信した際に、ネットワークにおいて遅延が発生
   した等の理由でレシーバがタスク割当要求を受信するの
   が遅れたため、その間にレシーバが他のプロセッサから
   の他のタスクの割当要求を受け付けてしまった等の理由
   で、レシーバが該タスク生成要求を受諾できなくなって
   しまった場合、レシーバがセンダにリジェクト信号を送
   信し、センダはその時点でまだフレームタイム終了まで
   に該タスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある場
   合に新たにレシーバ候補の選定およびレシーバの決定を
   繰り返すようにしたことを特徴とする請求項１記載の並
   列計算機における動的負荷分散方法。
4. 【請求項４】 レシーバ決定後にタスク割当要求をレシ
   ーバに送信した際に、ネットワークにおいて遅延が発生
   した等の理由でレシーバがタスク割当要求を受信するの
   が遅れたため、その間にレシーバが他のプロセッサから
   他のタスクの割当要求を受け付けてしまった等の理由
   で、レシーバが該タスク生成要求を受諾できなくなって
   しまった場合、レシーバがセンダにリジェクト信号を送
   信し、センダはその時点でまだフレームタイム終了まで
   に該タスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある場
   合に新たにレシーバ候補の選定およびレシーバの決定を
   繰り返すようにしたことを特徴とする請求項２記載の並
   列計算機における動的負荷分散方法。
5. 【請求項５】 センダが各プロセッサの資格判定時に資
   格有りと判定されたレシーバ有資格者のリストを作成し
   ておくことにより、レシーバ決定後にタスク割当要求を
   レシーバに送信した際に、ネットワークにおいて遅延が
   発生した等の理由でレシーバがタスク割当要求を受信す
   るのが遅れたため、その間にレシーバが他のプロセッサ
   からの他のタスクの割当要求を受け付けてしまった等の
   理由で、レシーバが該タスク生成要求を受諾できなくな
   ってしまった場合、その時点でまだフレームタイム終了
   までにタスクの処理や割当要求を行う時間的余裕がある
   場合に、該有資格者リストに登録されているプロセッサ
   の中から新たにレシーバを決定し、タスク処理代行を依
   頼することを特徴とする請求項２記載の並列計算機にお
   ける動的負荷分散方法。
6. 【請求項６】 レシーバ候補の資格判定時に判定結果が
   合格であるとなった場合に、レシーバ候補は生成要求の
   あるタスクを生成するのに必要なメモリやフレームタイ
   ム内での処理時間等のリソースを予め確保しておくこと
   によって、実際に生成要求を受信した際に確実に該タス
   クの生成・実行を可能にすることを特徴とする請求項１
   記載の並列計算機における動的負荷分散方法。
7. 【請求項７】 レシーバ候補の資格判定時に判定結果が
   合格であるとなった場合に、レシーバ候補は生成要求の
   あるタスクを生成するのに必要なメモリやフレームタイ
   ム内での処理時間等のリソースを予め確保しておくこと
   によって、実際に生成要求を受信した際に確実に該タス
   クの生成・実行を可能にすることを特徴とする請求項２
   記載の並列計算機における動的負荷分散方法。
8. 【請求項８】 レシーバ候補の資格判定時に判定結果が
   合格であったレシーバ候補のうち、実際にレシーバとし
   て決定されたレシーバ候補以外のレシーバ候補のリソー
   スの予約の解除をセンダが指示するようにしたことを特
   徴とする請求項７記載の並列計算機における動的負荷分
   散方法。