研究会推薦博士論文速報

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学位論文題目
研究会推薦博士論文速報
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組込みリアルタイムアプリケーション統合のための
階層型スケジューリング
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基 応
専 般
特集
Quick Report on Doctoral Theses Recommended by IPSJ SIGs
EMB
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松原 豊：名古屋大学大学院情報科学研究科附属組込みシステム研究センター 研究員
★キーフレーズ
［背景］自動車に搭載される制御コンピュータ（ECU）の増加
［問題］複数の ECU の安全な統合
［貢献］ECU 統合のためのスケジューリングアルゴリズムの提案
■自動車制御システムにおける ECU 統合の課題：ハードリア
ルタイム性を要求される自動車制御システムは，低燃費化，走
行性能向上などの目的から，大規模化，複雑化が進んでいる．
現在のシステムでは，エンジン，ステアリング，ブレーキなどの
制御対象ごとに ECU（Electronic Control Unit）と呼ばれる制
御コンピュータが用いられている．ECU の数は，多い車種で
100 個程度まで増加しており，コスト増加や ECU 搭載スペー
ス不足が問題となっている．ECU 数を減らすためには，複数
は，アプリケーションごとに固定優先度ベーススケジューリン
の ECU を 1 つに統合する必要があるが，ECU で動作するソ
グでタスクをスケジュールするスケジューラと，EDF（Earliest
フトウェア
（アプリケーションと呼ぶ）
も大規模化，複雑化して
Deadline First）でアプリケーションをスケジュールするスケジ
おり，統合するのは容易ではない．
ューラを階層的に持つ．アルゴリズム 1 には，すべてのタスク
技 術 的 な 問 題 の 1 つ に，ECU に 搭 載 さ れ る リアルタイ
の起動時刻が分かるという前提があるが，実際にはこの前提
ム OS（RTOS と呼ぶ）が保護機能を持っていないことがあ
に合わないアプリケーションも存在するため，この前提を取
る．RTOS に保護機能がないと，複数のアプリケーションを
り除いたアルゴリズム 2 も提案した．最後に，提案アルゴリズ
1 つの ECU に統合した場合に，あるアプリケーションの不具
ムの動作性能と実現可能性を明らかにするため，RTOS に階
合が，他のアプリケーションの障害を引き起こす可能性があ
層型スケジューラを実装するためのフレームワークを開発し，
る．その結果，動作検証において障害要因の特定が困難にな
実機でオーバヘッドやメモリ消費量を評価した．
る．RTOS の保護機能には，メモリ保護に代表される，資源へ
■結論：本研究では，ECU 統合を実現するためのスケジュ
のアクセス保護と，時間多重される資源に対する時間保護が
ーリングアルゴリズムとその実装技術を開発し，実用的な性能
ある．従来の時間保護機能は，統合後のアプリケーションの
で実現可能であることを明らかにした．本研究の成果が組込
リアルタイム性を保証しないものが多く，ECU 統合の検証負
みリアルタイムアプリケーション統合の実現に貢献するとと
荷を低減する標準技術にはなっていない．
もに，RTOS 技術の発展に寄与することを期待する．
■本研究の成果：最初に，アプリケーション統合における問
題を指摘し，時間保護の要件を 3 つに整理した．次に，それら
の要件を満たすアルゴリズム 1 を提案した．このアルゴリズム
推薦研究会：組込みシステム
推薦文：本論文は，組込みリアルタイムアプリケーションのため
の，アプリケーション単位でプロセッサ時間を保護する階層型スケ
ジューリングアルゴリズムを提案している．本研究会では，今後ま
すます大規模，複雑化する組込みシステムに重要となる保護機能付
き RTOS のための先進的な研究として評価し，推薦論文として選定
した．
16 情報処理 Vol.53 No.3 Mar. 2012
（2011 年 12 月 1 日受付）
取得年月：2011 年 3 月　学位種別：博士（情報科学）　大学：名古屋
大学
著者からの一言
本研究を進める中で，学術的な研究
成果を基盤として，数多く
の産学連携共同研究，および産学官
連携プロジェクトに携わる
ことができました．今後も，研究成果
の実用性を意識しながら，
組込みシステム分野の技術的な発展
に貢献できるよう，研究開
発活動を継続してまいりたいと思い
ます．
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