TWI775114B

TWI775114B - 設定變更裝置、設定變更方法及設定變更程式產品

Info

Publication number: TWI775114B
Application number: TW109124724A
Authority: TW
Inventors: 山本遼介; 出原章雄; 桐村昌行
Original assignee: 日商三菱電機股份有限公司
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-08-21
Also published as: JPWO2021157031A1; DE112020005887T5; WO2021157031A1; KR20220108206A; KR102463950B1; US20220308912A1; JP7012921B2; TW202131184A; CN115004159A

Abstract

日誌取得部（111），取得關於客OS（Operating System）在虛擬機監視器上動作的資訊處理裝置之動作日誌，其中動作日誌包括關於監視對象項目之監視對象日誌、關於影響監視對象項目的複數的主要原因候補項目每一者之主要原因候補日誌。主要原因特定部（112），特定出監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，亦即正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況下，亦即異常時的主要原因候補日誌所示的值這兩者的差超過閾值的主要原因候補項目。設定變更部（113），將分配至特定的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。

Description

設定變更裝置、設定變更方法及設定變更程式產品

本揭露係有關於虛擬機器監視器上動作的客OS（Operating System，作業系統）的設定技術。

有一種同時達成控制系統處理及資訊系統處理的嵌入式設備。這種嵌入性設備中，為了同時達成控制系統處理及資訊系統處理，會使用虛擬機器監視器，同時使作為控制系統OS（Operating System）的RTOS（Real Time Operating System）、作為資訊系統OS之GPOS（General Purpose Operating System）動作。虛擬機器監視器對各個客OS，分配CPU（Central Processing Unit）、記憶體、I/O（Input/Output）裝置等的硬體。如果上述的嵌入式設備的話，客OS是指RTOS及GPOS。

各客OS所必要的硬體資源量會依附各個客OS上動作的應用程式，能夠動態地變動。因此，以人手分配硬體資源相當困難。專利文獻1中揭露了對各個客OS自動地進行分配硬體的分配的技術。專利文獻1中，藉由確認各個客OS的CPU負載及記憶體負載等的負載狀況，決定各個客OS所必要的硬體資源量，對各個客OS分配硬體資源。

專利文獻1：日本特開2002-202959號公報

RTOS會要求即時性。像這樣，會有要求即時性的客OS在虛擬機器監視器上動作的情況。然而，專利文獻1所記載的技術中，作為客OS的負載狀況，只能確認與CPU連結的CPU使用率、與記憶體連結的記憶體使用量等與硬體連結的項目。因此，專利文獻1中記載的技術中，會有客OS的即時性受損之虞。本揭露的目的是為了能夠實現考慮了客OS的即時性在內的虛擬機器監視器的適當的設定。

本揭露的設定變更裝置，包括：日誌取得部，取得關於客OS（Operating System）在虛擬機監視器上動作的資訊處理裝置之動作日誌，其中該動作日誌包括關於監視對象項目之監視對象日誌、關於影響該監視對象項目的複數的主要原因候補項目每一者之主要原因候補日誌；主要原因特定部，特定出該日誌取得部所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，亦即正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及該日誌取得部所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況下，亦即異常時的主要原因候補日誌所示的值這兩者的差超過閾值的主要原因候補項目；以及設定變更部，將分配至該主要原因特定部所特定的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。

本揭露中，在關於監視對象項目的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況及基準範圍外的情況下，變更分配到主要原因候補日誌所示的值的差異超過閾值的主要原因候補項目的設定項目的值。藉此，能夠實現考慮了客OS的即使性在內的虛擬機器監視器的適當設定。

[實施型態1][架構的說明]參照第1圖，說明實施型態1的設定變更系統1的架構。設定變更系統1具備設定變更裝置10、資訊處理裝置20。設定變更裝置20及資訊處理裝置20會透過傳送路徑30連接。設定變更裝置10是對在資訊處理裝置20上動作的虛擬機監視器進行的設定的電腦。資訊處理裝置20是虛擬機監視器動作，虛擬機監視器上複數的客OS動作的電腦。

參照第2圖，說明實施型態1的設定變更裝置10的架構。設定變更裝置10具備處理器11、記憶體12、儲存器13、I/O裝置14這些硬體。處理器11透過訊號線與其他的硬體連接，控制這些其他的硬體。

設定變更裝置10具備日誌取得部111、主要原因特定部112、設定變更部113，來做為功能構成要素。設定變更裝置10的各功能構成要素的功能會由軟體來實現。儲存器13中儲存了實現設定變更裝置10的各功能構成要素的功能的程式。這個程式會被處理器11讀進記憶體12，由處理器11來執行。藉此，實現設定變更裝置10的各功能構成要素的功能。程式產品並不限定於外觀形式的物，而是載入了電腦可讀取的程式的媒體。

又，儲存器13中儲存了監視對象對照表131、主要原因候補對照表132、結果對照表133。

參照第3圖，說明實施型態1的資訊處理裝置20的架構。資訊處理裝置20具備處理器21、記憶體22、儲存器23、I/O裝置24這些硬體。

資訊處理裝置20中，在硬體上虛擬機監視器25動作，在虛擬機監視器25上客OS26也就是GPOS261及RTOS262動作。在GPOS261及RTOS262每一者中，1個以上的應用程式軟體27及記錄工具28動作。GPOS261是執行資訊系統處理的OS，RTOS262是執行控制系統處理的OS。應用程式軟體27是在資訊處理裝置20的實際運用時動作的軟體。記錄工具28是用來取得顯示OS及應用程式的狀態之日誌的工具。另外，應用程式軟體27是作為資訊處理裝置20通常具備的軟體，並不具有有關於虛擬機監視器的設定的功能。因此即使資訊處理裝置20不具備應用程式軟體27的情況下，也能夠進行以下所說明的虛擬機監視器的設定。

資訊處理裝置20具備日誌收集部251、設定適用部252，來做為功能構成要素。第3圖中，日誌收集部251及設定適用部252做為虛擬機監視器25的功能顯示。然而，日誌收集部251及設定適用部252並不限定於此，也可以作為與虛擬機監視器25上動作的GPOS261及RTOS262不同的客OS26上的應用程式軟體等來實現。

處理器11、21是執行處理的IC（Integrated Circuit）。處理器11、21的具體例有CPU（Central Processing Unit）、DSP（Digital Signal Processor）、GPU（Graphics Processing Unit）。

記憶體12、22是暫時儲存資料的儲存裝置。記憶體12、22的具體例有SRAM（Static Random Access Memory）、DRAM（Dynamic Random Access Memory）。

儲存器13、23是保管資料的儲存裝置。儲存器13、23的具體例是HDD（Hard Disk Drive）。又，儲存器13、23也可以是SD（登錄商標，Secure Digital）記憶卡、CF（Compact Flash，登錄商標）、NAND快閃記憶體、可撓性碟片、光碟、CD、藍光（登錄商標）光碟、DVD（Digital Versatile Disk）等的可搬運儲存媒體。

I/O裝置14、24是用來連接顯示器及網路控制器等裝置的界面。I/O裝置14、24的具體例子是Ethernet（登錄商標）、USB（Universal Serial Bus）、HDMI（登錄商標，High-Definition Multimedia Interface）的埠位。

[動作的說明]參照第4圖至第8圖，說明實施型態1的設定變更系統1的動作。實施型態1的設定變更裝置10的動作步驟相當於實施型態1的設定變更方法。又，實現實施型態1的設定變更裝置10的動作的程式，相當於實施型態1的設定變更程式。

設定變更裝置10根據在資訊處理裝置20動作的各客OS26的動作日誌，變更虛擬機監視器25的設定。動作日誌中包含了監視對象日誌及主要原因候補日誌。監視對象日誌是有關於資訊處理裝置20必須擔保的性能或功能的監視對象項目的日誌。實施型態1中，監視對象日誌是關於影響客OS26的即時性的監視對象項目的日誌。監視對象項目會設定1個以上。主要原因候補日誌是關於被預想為對至少任一個監視對象項目有影響的複數的主要原因候補項目的每一者的日誌。例如，監視對象項目是任務週期性的情況下，CPU利用率及插入頻率等項目就成為主要原因候補項目。監視對象日誌中包含了監視對象項目的值及取得時刻。又，主要原因候補日誌中包含了主要原因候補項目的值及取得時刻。客OS26之間的時刻會同步，不管是從哪一個客OS26取得的監視對象日誌或主要原因候補日誌，取得時刻相同的話就表示著相同時刻。

參照第4圖，說明實施型態1的監視對象對照表131。監視對象對照表131是在設定變更裝置10的動作開始前由資訊處理裝置20的管理者等所設定的對照表，是針對每個監視對象項目設定基準範圍的對照表。第4圖中，作為基準範圍，顯示了下限值及上限值。當監視對象項目的值在下限值以上且上限值以下的情況下，監視對象項目的值在基準範圍內，當監視對象項目的值不滿下限值或比上限值大的情況下，監視對象項目的值在基準範圍外。監視對象項目的值在基準範圍外的情況下，該監視對象項目是應改善的項目。

參照第5圖，說明實施型態1的主要原因候補對照表132。主要候補對照表132是在設定變更裝置10的動作開始之前由資訊處理裝置20的管理者等所設定的對照表，是針對每個主要原因候補項目設定了設定項目及閾值的對照表。實施型態1中，設定項目是影響主要原因候補項目的值的硬體項目，是能夠在虛擬機監視器25設定的硬體項目。例如，主要原因候補項目是CPU利用率的情況下，設定項目是CPU核心分配。閾值是成為判斷主要原因候補項目是否對監視對象項目帶來影響的基準的值。

參照第6圖，說明實施型態1的結果對照表133。結果對照表133是儲存了設定變更的結果的對照表，是包含了改善對象、變更項目、殘存項目的對照表。改善對象是嘗試了改善的監視對象項目。變更項目是被變更的設定項目。殘存項目是變更項目被變更後留下的應改善的監視對象項目。也就是，殘存項目是在變更項目被變更後，值在基準範圍外的監視對象項目。

參照第7圖，說明實施型態1的設定變更系統1的全體的動作。（步驟S11：日誌收集處理）資訊處理裝置20的日誌收集部251使用記錄工具28，收集關於在資訊處理裝置20上動作的各客OS26的基準期間內的動作日誌。實施型態1中，動作日誌中包含了關於監視對象對照表131上設定的複數的監視對象項目每一者的監視對象日誌、以及關於主要原因候補對照表132上設定的複數的主要原因候補項目每一者的主要原因候補日誌。

（步驟S12：設定變更處理）設定變更裝置10根據步驟S11中收集的動作日誌，解析資訊處理裝置20的狀態。設定變更裝置10解析後的結果，判定必須變更虛擬機監視器25的設定的情況下，輸出表示要變更的設定內容的HV設定檔。另一方面，解析後的結果，判定不需要變更虛擬機監視器25的設定的情況下，不輸出HV設定檔案。輸出HV設定檔案的情況下，處理前進到步驟S13。另一方面，沒有輸出HV設定檔案的情況下，處理結束。

（步驟S13：設定反映處理）資訊處理裝置20的設定適用部252根據步驟S12中輸出的HV設定檔，變更虛擬機監視器25的設定。具體來說，設定適用部252變更對至少任一者的客OS26的硬體的分配量。之後，處理回到步驟S11，從動作日誌的收集開始再次執行。

另外，第7圖所示的處理結束後，也可以經過一定的時間後再次執行。

參照第8圖，說明實施型態1的設定變更處理（第7圖的步驟S12）。（步驟S21：日誌取得處理）設定變更裝置10的日誌取得部111取得在步驟S11收集的動作日誌。日誌取得部111以時間序列排序取得的動作日誌。此時，日誌取得部111也可以以時間序列分別排序監視對象日誌及主要原因候補日誌。

（步驟S22：異常判定處理）主要原因特定部112判定步驟S21中取得的監視對象日誌中是否包含了值在基準範圍外的監視對象日誌。當包含了值在基準範圍外的監視對象日誌的情況下，處理前進到步驟S23。另一方面，當不包含值在基準範圍外的監視對象日誌的情況下，HV設定檔不輸出且處理結束。在此，第7圖的步驟S13中虛擬機監視器25的設定變更後，會有處理回到步驟S11，步驟S12被執行的情況。在這個情況下，主要原因特定部112將資訊寫入到結果對照表1333中最近剛追加的記錄的殘存項目。具體來說，當包含了值在基準範圍外的監視對象日誌的情況下，將對應於值在基準範圍外的監視對象日誌之監視對象項目寫入殘存項目。另一方面，當不包含值在基準範圍外的監視對象日誌的情況下，將「無」寫入殘存項目。「無」表示沒有應改善的監視對象項目。

（步驟S23：主要原因特定處理）主要原因特定部112特定出在步驟S21取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，也就是正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及在步驟S21取得的監視對象日誌所是的值在基準範圍外的情況下，也就是異常時的主要原因候補日誌所示的值，兩者的差異超過閾值的主要原因候補項目。具體來說，主要原因特定部112對每個主要原因候補項目，計算出正常時的主要原因候補日誌所示的值的平均值。主要原因特定部112對每個主要原因候補項目，計算出異常時的主要原因候補日誌所示的值的平均值。主要原因特定部112對每個主要原因候補項目，計算正常時的平均值及異常時的平均值的差異。然後，主要原因特定部112特定出差異超過主要原因候補對照表132上設定的閾值的主要原因候補項目。

（步驟S24：主要原因判定處理）主要原因特定部112判定步驟S23中是否特定了主要原因候補項目。特定了主要原因候補項目的情況下，處理前進到步驟S25。另一方面，沒有特定主要原因候補項目的情況下，不輸出HV設定檔案且處理結束。

（步驟S25：項目決定處理）設定變更部113將分配到步驟S23中特定的主要原因候補項目的設定項目，決定為變更對象的項目。也就是，設定變更部113在主要原因候補對照表132中，將對應步驟S23中特定的主要原因候補項目而設定的設定項目，決定為變更對象的項目。此時。設定變更部113將記錄追加至結果對照表133。然後，設定變更部113對追加的記錄的改善對象，寫入對應到值在基準範圍外的監視對象日誌之監視對象項目。又，設定變更部113對追加的記錄的變更項目，寫入被決定為變更對象的項目之設定項目。

（步驟S26：設定檔案產生處理）設定變更部113產生HV設定檔案，其變更了步驟S25中被決定為變更對象的項目之設定項目的值。具體來說，設定變更部113產生HV設定檔案，其增加了被決定為變更對象的項目之硬體的分配。然後，設定變更部113將HV設定檔案輸出至資訊處理裝置20。

參照第4圖及第5圖，說明實施型態1的設定變更裝置10的動作例。如第4圖及第5圖所示，假設監視對象對照表131及主要原因候補對照表132被設定。此時，假設某個客OS26中的任務週期性暫時地跑到基準範圍外。然後，假設該客OS26中的任務週期性在基準範圍內的正常時的CPU利用率、與該客OS26中的任務週期性在基準範圍外的異常時的CPU利用率的差異比10%大。在這個情況下，設定變更裝置10判定任務週期性與CPU利用率有關。然後，設定變更裝置10將分配到CPU利用率的設定項目（也就是CPU核心）做為變更對象的項目，增加對該客OS26的CPU核心的分配。

[實施型態1的效果]如以上所述，實施型態1的設定變更裝置10在有關監視對象項目之監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況以及在基準範圍外的情況，變更分配到主要候補日誌所示的值的差異超過閾值的主要原因候補項目之設定項目的值。藉此，能夠對虛擬機監視器的設定，使得監視對象項目能夠在基準範圍內。作為監視對象項目，指定有關於客OS26的即時性的項目，藉此能夠實現考慮了客OS26的即時性在內的虛擬機監視器的適當設定。

[其他的架構]＜變形例1＞第8圖的步驟S22中存在關於複數的監視對象項目的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的可能性。在這個情況下，在第8圖的步驟S23，主要原因特定部112將關於至少任一監視對象項目的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況當作是異常時，將其他的情況當作是正常時。然後，主要原因特定部112與實施型態1同樣地，特定出正常時及異常時的值的差異超過閾值的主要原因候補項目。

＜變形例2＞實施型態1中，各功能構成要素以軟體實現。然而，作為變形例2，各功能構成要素可以硬體實現。關於這個變形例2，將說明與實施型態1差異的點。

參照第9圖，說明變形例2的設定變更裝置10的架構。各功能構成要素由硬體實現的情況下，設定變更裝置10具備電子電路15來取代處理器11、記憶體12、儲存器13。電子電路15是實現各功能構成要素、記憶體12、儲存器13這些功能的專用電路。

作為電子電路15，可假設單一電路、複合電路、程式化的處理器、平行程式化的處理器、邏輯IC、GA（Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、FPGA（Field-Programmable Gate Array）。各功能構成要素也可用1個電子電路15來實現，也可以將各功能構成要素分散為複數的電子電路15來實現。

＜變形例3＞作為變形例3，也可以一部分的各功能構成要素由硬體實現，其他的各功能構成要素由軟體實現。

處理器11及記憶體12及儲存器13及電子電路15稱為處理電路。也就是，各功能構成要素的功能由處理電路實現。

[實施型態2]實施型態2中與實施型態1不同之處在於，特定了複數的主要原因候補項目的情況下的處理。實施型態2中，會說明這個不同點，對於相同點將省略說明。

[動作的說明]參照第10圖，說明實施型態2的設定變更系統1的動作。實施型態2的設定變更裝置10的動作步驟相當於實施型態2的設定變更方法。又，實現實施型態2的設定變更裝置10的動作的程式相當於實施型態2的設定變更程式。

參照第10圖，說明實施型態2的項目決定處理（第8圖的步驟S25）。（步驟S31：記錄追加處理）設定變更部113追加記錄至結果對照表133。然後，設定變更部113將對應到值在基準範圍外的監視對象日誌之監視對象項目寫入到追加的記錄的改善對象中。

（步驟S32：組合選擇處理）設定變更部113從特定的複數的主要原因候補項目中選擇出1個以上的主要原因候補項目。具體來說，設定變更部113參照結果對照表133，從特定的複數的主要原因候補項目中，選擇出在過去基準期間沒被選擇的1個以上的主要原因候補項目的組合。

（步驟S33：項目確定處理）設定變更部113將分配至包含在步驟S32中選擇的組合中的主要原因候補項目的每一者之設定項目，決定為變更對象的項目。設定變更部113將決定為變更對象的項目之設定項目寫入步驟S31中追加的記錄的變更項目。

[實施型態2的效果]如以上所述，實施型態2的設定變更裝置10選擇在過去基準期間沒有選擇的1個以上的主要原因候補項目的組合，決定變更對象的項目。藉此，即使在特定了複數的主要原因候補項目的情況下，也能夠藉由重複執行第7圖的處理，來適當地設定虛擬機監視器25。

以上，說明了本揭露的實施型態及變形例。這些實施型態及變形例當中，也可以組合某幾個來實施。又，也可以部分地實施任1個或某幾個。另外，本揭露並不限定於以上的實施型態及變形例，能夠因應必要而做各式各樣的變更。

1:設定變更系統 10:設定變更裝置 11:處理器 12:記憶體 13:儲存器 14:I/O裝置 15:電子電路 111:日誌取得部 112:主要原因特定部 113:設定變更部 131:監視對象對照表 132:主要原因候補對照表 133:結果對照表 20:資訊處理裝置 21:處理器 22:記憶體 23:儲存器 24:I/O裝置 25:虛擬機監視器 26:客OS 27:應用程式軟體 28:記錄工具 251:日誌收集部 252:設定適用部 261:GPOS 262:RTOS 30:傳送路徑

第1圖係實施型態1的設定變更系統1的架構圖。第2圖係實施型態1的設定變更裝置10的架構圖。第3圖係實施型態1的資訊處理裝置20的架構圖。第4圖係實施型態1的監視對象對照表131的說明圖。第5圖係實施型態1的主要候補對照表132的說明圖。第6圖係實施型態1的結果對照表133的說明圖。第7圖係顯示實施型態1設定變更系統1的全體動作的流程圖。第8圖係實施型態1的設定變更處理的流程圖。第9圖係變形例2的設定變更裝置10的架構圖。第10圖係實施型態2的項目決定處理的流程圖。

10:設定變更裝置

11:處理器

12:記憶體

13:儲存器

14:I/O裝置

111:日誌取得部

112:主要原因特定部

113:設定變更部

131:監視對象對照表

132:主要原因候補對照表

133:結果對照表

Claims

一種設定變更裝置，包括：日誌取得部，取得關於客OS（Operating System）在虛擬機監視器上動作的資訊處理裝置之動作日誌，其中該動作日誌包括關於監視對象項目之監視對象日誌、關於影響該監視對象項目的複數的主要原因候補項目每一者之主要原因候補日誌；主要原因特定部，特定出該日誌取得部所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，亦即正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及該日誌取得部所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況下，亦即異常時的主要原因候補日誌所示的值這兩者的差超過閾值的主要原因候補項目；以及設定變更部，將分配至該主要原因特定部所特定的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。
如請求項1之設定變更裝置，其中該設定變更部，在該主要原因特定部特定出複數的主要原因候補項目的情況下，選擇出被特定的複數的主要原因候補項目中的1個以上的主要原因候補項目，將分配給選擇的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。
如請求項2之設定變更裝置，其中該設定變更部從被特定的複數的主要原因候補日誌當中，選擇出在過去基準期間中沒有選擇的1個以上的主要原因候補日誌的組合。
如請求項1至3項任一項之設定變更裝置，其中該設定變更部將分配至該主要原因候補項目的硬體決定為變更對象的項目。
如請求項1之設定變更裝置，其中該監視對象項目是影響該客OS的即時性的項目。
一種設定變更方法，包括：日誌取得部，取得關於客OS（Operating System）在虛擬機監視器上動作的資訊處理裝置之動作日誌，其中該動作日誌包括關於監視對象項目之監視對象日誌、關於影響該監視對象項目的複數的主要原因候補項目每一者之主要原因候補日誌；主要原因特定部，特定出取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，亦即正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況下，亦即異常時的主要原因候補日誌所示的值這兩者的差超過閾值的主要原因候補項目；以及設定變更部，將分配至特定的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。
一種設定變更程式產品，使電腦作為設定變更裝置來執行：日誌取得處理，取得關於客OS（Operating System）在虛擬機監視器上動作的資訊處理裝置之動作日誌，其中該動作日誌包括關於監視對象項目之監視對象日誌、關於影響該監視對象項目的複數的主要原因候補項目每一者之主要原因候補日誌；主要原因特定處理，特定出該日誌取得處理所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍內的情況下，亦即正常時的主要原因候補日誌所示的值、以及該日誌取得處理所取得的監視對象日誌所示的值在基準範圍外的情況下，亦即異常時的主要原因候補日誌所示的值這兩者的差超過閾值的主要原因候補項目；以及設定變更處理，將分配至該主要原因特定處理所特定的主要原因候補項目之設定項目決定為變更對象的項目。