JPH01292539A - タスクのスケジュール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はリアルタイムマルチタスク環境をサポートする
オペレーティングシステムにおけるタスクのスケジュー
ル装置に関する。

（従来の技術） 従来から、リアルタイムマルチタスク環境をサポートす
るオペレーティングシステムにおけるタスクのスケジュ
ーリング方法の代表的な例としては、時分割（タイムス
ライス、以下ＴＳＳと略記する）によるスケジューリン
グの方法と、タスクの優先度によるスケジューリングの
方法との２種類がある。ここで、ＴＳＳによるスケジュ
ーリングの代表的な方法としては、ＣＰＵ時間をタスク
の優先度に応じである一定の割合で全てのタスクに配分
する方法がある。この方法では、どのタスクも時間の長
短はあるにしても、ある一定時間内には必ずＣＰＵ時間
が割当てられるので、例えばＴＳＳ端末処理のように同
時に複数のユーザーに対してサービスを行なう必要のあ
るアプリケーションの分野では、非常に有効的な手段と
なる。

しかし、外部事象に対しである一定時間内に確実にタス
クが実行される必要のあるリアルタイムアプリケーショ
ンの分野では、たとえタスクの優先度を高くしても、し
すの稼働状況によっては他のタスクよりも必ず優先的に
実行されるという保障がないので、向いていないと言え
る。

一方、もう一つのスケジューリング方法であるタスクの
優先度によるスケジューリングの典型的な方法としては
、レディ状態（実行待ち状態）にある複数のタスクのう
ちで、最も優先度の高いタスクに常にＣＰＵ時間を割当
てる方法がある。この方法では、タスクはその優先度に
応じである応答時間内に確実に実行される保障はある一
方で、あるレディ状態のタスク（タスクＡとする）が実
行の開始を待っているが、タスクＡよりも高い優先度の
レディ状態のタスクが存在する限り、タスクＡはその実
行を無限に待たされる恐れがある。

（発明が解決しようとする課題） 以上のような状況から、リアルタイム性を重視する応用
分野、マルチユーザのサービスを重視する応用分野等に
おいては、様々な目的に適ったより極め細かな柔軟なタ
スクをスケジュールすることが、近年強く望まれてきて
いる。

という問題があった。

本発明の目的は、２種類の優先度しきい値（優先度スケ
ジュールしきい値および時分割スケジュールしきい値）
を設定することにより、タスクの優先度によるスケジュ
ーリング、タスクの優先度と時分割によるスケジューリ
ング、時分割によるスケジューリングの３種類のスケジ
ューリングを選択して、リアルタイム性を重視する応用
分野。

マルチユーザのサービスを重視する応用分野等の様々な
目的に適ったより一層極め細かな柔軟なタスクのスケジ
ュールを行なうことが可能なタスクのスケジュール装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、リアルタイム
マルチタスク環境をサポートするオペレーティングシス
テムにおけるタスクのスケジュール装置を、 タスクのスケジュール管理を行なうのに必要な一定周期
のタイマ割込み信号を発生するタイマ割込み発生手段と
、以下の（ａ）〜（ｅ）の各機能を有するタスクスケジ
ュール手段とを備えて構成している。

（ａ）タイマ割込み発生手段からのタイマ割込み信号が
与えられると、レディキュー上にタスクが存在するか否
かを判定する機能、（ｂ）（ａ）での判定結果レディキ
ュー上にタスクが存在する場合には、タイマ割込み発生
直前に実行中のタスク（Ｔｃ）の実行待優先度（Ｐ　ｃ
）と。

予め設定された優先度スケジュールしきい値（Ｐｒ１）
および時分割スケジュールしきい値（Ｐｒ’２（Ｐｒ２
≧Ｐｃ２））との間で優先度の高低を比較判定する機能
、（Ｃ）（ｂ）での判定結果がＰｃ＞Ｐｒ１である場合
には、Ｐｃとレディキュー上の先頭（第１位の優先度）
のタスク（Ｔｑ）の実行待優先度（Ｐ　ｑ）との間で優
先度の高低を比較判定を行ない、この結果Ｐｃ≧ＰＱｔ
の場合にはタスク（Ｔｃ）を継続して実行し、ｐｃ＜Ｐ
ｑｌの場合にはタスク（Ｔｃ）をレディキュー上の指定
位置に付けると共に１次に実行するタスクをタスク＜Ｔ
ｑ）に切換える機能、（ｄ）（ｂ）での判定結果がＰｒ
２≧Ｐｃ＞Ｐｒ２である場合には、ＰｃとＰｑとの間で
優先度の高低を比較判定を行ない、この結果Ｐｃ＞ＰＱ
Ｉの場合にはタスク（Ｔｃ）を継続して実行し、Ｐｃ≦
Ｐｑ１の場合にはタスク（Ｔｃ）をレディキュー上の指
定優先度位置に付けると共に。

次に実行するタスクをタスク（Ｔｑ）に切換える機能、
（ｅ）（ｂ）での判定結果がＰｒ２≧Ｐｃである場合に
は、ＰｃとＰｑとの間で優先度の高低を比較判定を行な
い、この結果Ｐｃ＞Ｐｑｌの場合にはレディキュー上の
全てのタスクの優先度を１ずつ加算した後にタスク（Ｔ
ｃ）を継続して実行し、Ｐｃ≦ＰｑＩの場合にはレディ
キュー上のＰｒ２以下の全てのタスクの優先度を１ずつ
加算した後にタスク（Ｔｃ）をレディキュー上の指定優
先度位置に付けると共に１次に実行するタスクをタスク
（Ｔｑ）に切換える機能。

（作用） 本発明によるタスクのスケジュール装置においては、タ
イマ割込み発生手段からタイマ割込み信号がタスクスケ
ジュール手段に与えられると、まずレディキュー上にタ
スクが存在するか否かの判定が行なわれる。この結果、
レディキュー上にタスクが存在すると判定された場合に
は、タイマ割込み発生直前に実行中のタスク（Ｔｃ）の
実行待優先度（Ｐ　ｃ）と、予め設定された優先度スケ
ジュールしきい値（Ｐｒｔ）および時分割スケジュール
しきい値（Ｐｒ２）との間で優先度の高低の比較判定が
行なわれる。そして、この判定の結果Ｐｃ＞Ｐｒｌであ
る場合には、優先度のみによるスケジューリングが行な
われ、タスク（Ｔｃ）の優先度よりも高いレディ状態の
タスクがレディキュー上に存在しない限り、タスクの切
換えは行なわれない。また、上記判定の結果Ｐｒ１≧Ｐ
ｃ＞　Ｐ　ｒ　２である場合には、優先度と時分割によ
るスケジューリングが行なわれ、タスク（Ｔｃ）の優先
度と等しいレディ状態のタスクがレディキュー上に存在
する時には、タイマ割込み信号の周期でラウントロピン
方式のタスク切換えが行なわれる。さらに、上記判定結
果Ｐｒ２≧Ｐｃである場合には、純粋な時分割によるス
ケジューリングが行なわれ１．タスク（Ｔｃ）の優先度
と等しいレディ状態のタスクがレディキュー上に存在す
る時には、タイマ割込み信号の周期でラウントロピン方
式のタスク切換えが行なわれる。そしてさらに、優先度
がＰｒ２以下のレディキュー上のレディ状態のタスクは
、タイマ割込み信号の周期毎に優先度が１ずつ加算され
ることにより、優先度の低いタスクもいずれは実行され
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明を実現するためのハードウェア構成を
示すブロック図である。第２図に示すように、タスクの
スケジュール機能を実行するためのＣＰＵＩと、プログ
ラムおよびデータを格納するためのメモリ２と、ある一
定周期でＣＰＵＩに対して割込みを発生させるためのタ
イマ３とから構成されている。

第１図は、本発明によるタスクのスケジュール装置の一
実施例を示す機能ブロック図である。第１図において、
４１，４２．・・・、４ｎはシステム内に存在する複数
（ｎ）のタスク（タスク１．タスフ２．・・・、タスク
ｎ）を示している。第２図に示すように、マルチタスク
のスケジュール機能を実行するタスクスケジューラ５と
、一定周期でタイマ割込み信号を発生するタイマモジュ
ール６と、タイマモジュール６からのタイマ割込み信号
を処理し、割込みをタスクスケジューラ５に与えるため
のタイマ割込みハンドラ７とから構成されている。

第３図は、同実施例におけるタスクのレディキューと、
そのタスクの制御ブロックの一例を示す図である。第３
図において、タスクのレディキュー８は、システム内の
レディ状態（実行待ち状態）にあるタスクの待ち行列で
あり、このキューはタスクの優先順位の順序（高い方か
ら低い方へと）で存在する。また、各タスクはそれぞれ
タスク制御ブロック９と称されるタスクの属性情報を格
納したテーブルを有し、タスクスケジューラ５により管
理される。このタスク制御ブロック９内には、タスクの
スケジュールを行なうための情報として、タスクの初期
値優先度パラメータ１ｏと、タスクの実行時優先度パラ
メータ１１とがある。ここで、タスクの初期値優先度パ
ラメータ１０は、各タスクが初期値として固定的に持つ
優先度パラメータで、システムの構築時に予め設定され
、実行中に値の変更が可能なパラメータである。また、
タスクの実行時優先度パラメータ１１は、タスクスケジ
ューラ５がタスクの実行をスケジュールするために使用
する優先度パラメータで、タスクスケジューラ５が実行
中に値を変更するパラメータである。

一方、優先度スケジュールしきい値Ｐｒ１、およびＴＳ
Ｓスケジュールしきい値Ｐｒ２は、タスクを優先度によ
りスケジュールするか、ＴＳＳによりスケジュールする
かを判断するための優先度のしきい値を示すパラメータ
で、システムでユニークに設定された優先度の値である
。そして、この優先度スケジュールしきい値Ｐｒ１とＴ
ＳＳスケジュールしきい値Ｐｒ２との間には、次の関係
が成立する。

優先度スケジュールしきい値Ｐｒｌ ≧ＴＳＳスケジュールしきい値Ｐｒ２ 次に、以上の如く構成したタスクのスケジュール装置の
動作について、第４図のフロー図に従って説明する。な
お、ここでは説明の便宜上、タイマ割込み発生直前に動
作中のタスクをＴｃ、このタスクＴｃの実行時優先度を
Ｐｃ、レディキュー８上の先頭（第１位の優先度）のタ
スクをＴｑ、このタスクＴｑの実行時優先度をＰｑとす
る。いずれの優先度も各タスク制御ブロック９上の実行
時優先度パラメータを意味しており、この値はタスクが
生成された時点で初期値優先度パラメータの値がセット
されているものとする。また、優先度スケジュールしき
い値をＰｒ１、ＴＳＳスケジュールしきい値をＰｒ２　
　（Ｐｒｌ≧Ｐｒ２）とそれぞれ定義する。

まず、タイマモジュール６は、タスクのスケジュール管
理を行なうのに必要な一定周期のタイマ割込み信号を発
生する。ここで、タイマ割込みの周期はそれぞれのシス
テムに依存するものであるが、典型的にはタスクスケジ
ューラ５のオーバーヘッド、リアルタイムの性能要求等
から決定されるもので、数ｍ５ｅｃ〜数ｓｅｃの値が使
用される。このタイマ割込み信号は、タイマ割込みハン
ドラ７を通してタスクスケジューラ５に与えられ、これ
によりタスクスケジューラ５では次の処理が開始される
。

すなわち、まずレディキュー８上にタスクが存在するか
否かが判定される（ステップＳ　１’）。この結果、も
しレディキュー８上にタスクが存在しなければ、現在勤
作中のタスク（Ｔｃ）を継続して実行するために、制御
がタイマ割込み発生直前に動作中のタスクＴｃの次の命
令へと戻される（ステップＳ２）。一方、ステップｓ１
での判定結果、もしレディキュー８上にタスクが存在す
る場合には、タイマ割込み発生直前に実行中のタスクＴ
ｃの実行時優先度Ｐｃと、予め設定された優先度スケジ
ュールしきい値ＰｒｌおよびＴＳＳスケジュールしきい
値Ｐｒ２との間で、優先度の高低を比較判定してスケジ
ューリング処理の振分けが行なわれる（ステップＳ３）
。

すなわち、まずＰｃ＞Ｐｒ１であると判定された場合に
は（ステップＳ４）、タスクＴｃの実行待優先度Ｐｃと
レディキュー上の先頭のタスクＴｑの実行待優先度Ｐｑ
との間で、優先度の高低が比較判定される（ステップＳ
５）。この結果、Ｐｃ≧ＰＱ＋の場合には、タスクＴｃ
は優先度スケジュール対象のタスクであり、レディキュ
ー８上にはＰｃよりも優先度の高いタスクが存在しない
ので、タスクＴｃが継続して実行される（ステップＳ６
）。また、Ｐｃ＜Ｐｑｌの場合には、レディキュー８上
のタスクの優先度が高いので、タスクＴｃをレディキュ
ー８上の指定された優先度の位置（同一優先度のタスク
が存在する時は、その優先度の最後の位置）に付け、次
に実行するタスクがタスクＴｑに切換えられる。この際
、優先度ＰｃはタスクＴｃのタスク制御ブロック９内の
初期値優先度パラメータの値で初期化される（ステップ
Ｓ７）。

次に、上記ステップＳ３での結果、Ｐｒｌ≧Ｐ　ｃ　＞
Ｐ　ｒ２であると判定された場合には（ステップＳ８）
、タスクＴｃの実行待優先度Ｐｃとレディキュー上の先
頭のタスクＴｑの実行待優先度Ｐｑとの間で、優先度の
高低が比較判定される（ステップＳ９）。この結果、Ｐ
ｃ＞Ｐｑｌの場合には、タスクＴｃは優先度子ＴＳＳス
ケジュール対象のタスクであるが、レディキュー８上に
はＰｃよりも優先度の高いタスクが存在しないので、タ
スクＴｃが継続して実行される（ステップＳ６）。また
、Ｐｃ≦Ｐｑ１の場合には、レディキュー８上にＰｃと
等しいかまたはそれ以上の優先度のタスクが存在するの
で、タスクＴｃをレディキュー８上の指定された優先度
の位置（同一優先度のタスクが存在する時は、その優先
度の最後の位置）に付け、次に実行するタスクがタスク
Ｔｑに切換えられる。この際、優先度ＰｃはタスクＴｃ
のタスク制御ブロック内の初期値優先度パラメータの値
で初期化される（ステップＳ７）。

さらに、上記ステップＳ３での結果、Ｐｒ２≧Ｐｃであ
ると判定された場合には（ステップ８１０）、タスクＴ
ｃの実行待優先度Ｐｃとレディキュー上の先頭のタスク
Ｔｑの実行待優先度Ｐｑとの間で、優先度の高低が比較
判定される（ステップ５ｌｌ）、この結果、Ｐｃ＞Ｐｑ
ｌの場合には、タスクＴｃはＴＳＳスケジュール対象の
タスクであるが、レディキュー８上にはＰｃよりも優先
度の高いタスクが存在しないので、レディキュー８上の
全てのタスクの優先度を１ずつ加算した後に、タスクＴ
ｃが継続して実行される（ステップ５１２）。また、Ｐ
ｃ≦Ｐｑ１の場合には、レディキュー８上にＰｃと等し
いかまたはそれ以上の優先度のタスクが存在するので、
まずレディキュー８上の優先度Ｐｒ２以下の全てのタス
クの優先度を１ずつ加算した後に、タスクＴｃをレディ
キュー８上の指定された優先度の位置（同一優先度のタ
スクが存在する時は、その優先度の最後の位置）に付け
、次に実行するタスクがタスクＴｑに切換えられる。こ
の際、優先度ＰｃはタスクＴｃのタスク制御ブロック９
内の初期値優先度パラメータの値で初期化される（ステ
ップ８１３）。

以上の動作により、タイマ割込み発生直前に実行中のタ
スクＴｃの実行待優先度Ｐｃと、予め設定された優先度
スケジュールしきい値ＰｒｌおよびＴＳＳスケジュール
しきい値Ｐｒ２との間における優先度の高低関係に応じ
て、次の３種類のスケジューリングが選択されることに
なる。

（１）Ｐｃ＞Ｐｒ１である場合： 優先度のみによるスケジューリングが行なわれ、実行中
のタスクＴｃの優先度よりも高いレディ状態のタスクが
レディキュー上に存在しない限り、タスクの切換えは行
なわれない。

（２）Ｐｒ１≧Ｐｃ＞Ｐｒ２である場合：優先度子ＴＳ
Ｓによるスケジューリングが行なわれ、実行中のタスク
Ｔｃの優先度と等しいレディ状態のタスクがレディキュ
ー８上に存在する時には、タイマ割込み信号の周期でラ
ウントロピン方式のタスク切換えが行なわれる。

（３）Ｐｒ２≧Ｐｃである場合： 純粋なＴＳＳによるスケジューリングが行なわれ、実行
中のタスクＴｃの優先度と等しいレディ状態のタスクが
レディキュー８上に存在する時には、タイマ割込み信号
の周期でラウントロピン方式のタスク切換えが行なわれ
る。さらに、優先度がＰｒ２以下のレディキュー８上の
レディ状態のタスクは、タイマ割込み信号の周期毎に優
先度が１ずつ加算されることにより、優先度の低いタス
クもいずれは実行されるようになる（エージング管理）
処理が施される。

上述したように、本実施例によるタスクのスケジュール
装置では、タスクのスケジューリングに際して、優先度
スケジュールしきい値Ｐｒ１．およびＴＳＳスケジュー
ルしきい値Ｐｒ２の２種類の優先度しきい値を設定し、
これらとタイマ割込み発生直前に実行中のタスクＴｃの
実行時優先度Ｐｃとの間の優先度の高低関係に基づいて
、優先度によるスケジューリング、優先度子ＴＳＳによ
るスケジューリング、Ｔｓｓによるスケジューリングの
３種類のスケジューリングのうちのいずれかを選択する
ようにしているので、リアルタイム性を重視する応用分
野、マルチユーザのサービスを重視する応用分野等の様
々な目的に適った、より一層極め細かな柔軟なタスクの
スケジュールを行なうことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、２種類の優先度し
きい値（優先度スケジュールしきい値および時分割スケ
ジュールしきい値）を設定するようにしたので、タスク
の優先度によるスケジューリング、タスクの優先度と時
分割によるスケジューリング、時分割によるスケジュー
リングの３種類のスケジューリングを選択して、リアル
タイム性を重視する応用分野、マルチユーザのサービス
を重視する応用分野等の様々な目的に適ったより一層極
め細かな柔軟なタスクのスケジュールを行なうことが可
能なタスクのスケジュール装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタスクのスケジュール装置の一実
施例を示す機能ブロック図、第２図は本発明を実現する
ためのハードウェア構成を示すブロック図、第３図は同
実施例におけるタスクのレディキューと、そのタスクの
制御ブロックの一例を示す図、第４図は同実施例におけ
る動作を説明するためのフロー図である。 １・・・ＣＰＵ、２・・・メモリ、３・・・タイマ、４
１．４２．　・・・、４ｎ・・・タスク、５・・・タス
クスケジューラ、６・・・タイマモジュール、７・・・
タイマ割込みハンドラ、８・・・レディキュー、９・・
・タスク制御ブロック、１０・・・タスクの初期値優先
度パラメータ、１１・・・タスクの実行時優先度パラメ
ータ、Ｐｒ１・・・優先度スケジュールしきい値、Ｐｒ
２・・・ＴＳＳスケジュールしきい値。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　リアルタイムマルチタスク環境をサポートするオペレ
   ーティングシステムにおけるタスクのスケジュール装置
   において、 タスクのスケジュール管理を行なうのに必要な一定周期
   のタイマ割込み信号を発生するタイマ割込み発生手段と
   、 以下の（ａ）〜（ｅ）の各機能を有するタスクスケジュ
   ール手段と、 を備えて成ることを特徴とするタスクのスケジュール装
   置。 （ａ）前記タイマ割込み発生手段からのタイマ割込み信
   号が与えられると、レディキュー上にタスクが存在する
   か否かを判定する機能。 （ｂ）前記（ａ）での判定結果レディキュー上にタスク
   が存在する場合には、前記タイマ割込み発生直前に実行
   中のタスク（Ｔｃ）の実行時優先度（Ｐｃ）と、予め設
   定された優先度スケジュールしきい値（Ｐｒ＿１）およ
   び時分割スケジュールしきい値（Ｐｒ＿２（Ｐｒ＿１≧
   Ｐｒ＿２））との間で優先度の高低を比較判定する機能
   。 （ｃ）前記（ｂ）での判定結果がＰｃ＞Ｐｒ＿１である
   場合には、Ｐｃとレディキュー上の先頭（第１位の優先
   度）のタスク（Ｔｑ）の実行時優先度（Ｐｑ）との間で
   優先度の高低を比較判定を行ない、この結果Ｐｃ≧Ｐｑ
   ＿１の場合には前記タスク（Ｔｃ）を継続して実行し、
   Ｐｃ＜Ｐｑ＿１の場合には前記タスク（Ｔｃ）をレディ
   キュー上の指定位置に付けると共に、次に実行するタス
   クを前記タスク（Ｔｑ）に切換える機能。 （ｄ）前記（ｂ）での判定結果がＰｒ＿１≧Ｐｃ＞Ｐｒ
   ＿２である場合には、ＰｃとＰｑとの間で優先度の高低
   を比較判定を行ない、この結果Ｐｃ＞Ｐｑ＿１の場合に
   は前記タスク（Ｔｃ）を継続して実行し、Ｐｃ≦Ｐｑ＿
   １の場合には前記タスク（Ｔｃ）をレディキュー上の指
   定優先度位置に付けると共に、次に実行するタスクを前
   記タスク（Ｔｑ）に切換える機能。 （ｅ）前記（ｂ）での判定結果がＰｒ＿２≧Ｐｃである
   場合には、ＰｃとＰｑとの間で優先度の高低を比較判定
   を行ない、この結果Ｐｃ＞Ｐｑ＿１の場合にはレディキ
   ュー上の全てのタスクの優先度を１ずつ加算した後に前
   記タスク（Ｔｃ）を継続して実行し、Ｐｃ≦Ｐｑ＿１の
   場合にはレディキュー上のＰｒ＿２以下の全てのタスク
   の優先度を１ずつ加算した後に前記タスク（Ｔｃ）をレ
   ディキュー上の指定優先度位置に付けると共に、次に実
   行するタスクを前記タスク（Ｔｑ）に切換える機能。