JPH03212742A - 並行処理制御方式 - 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】 ［概要］ 並行処理を行うオペレーティングシステムにより装置を
制御する並行処理制御方式に関し並行処理プログラムを
容易に効率良く作成でき保守性が容易でかつ装置の動作
を最適化する並行処理制御方式を提供することを目的と
し並行処理される複数のタスクの実行条件が相互に関連
を持つ各タスクを、それぞれ所定長の処理ユニットに分
割してそれぞれに番号を割当て、タスク管理部は、並行
処理される各タスク毎に相互の起動条件を設定してタス
ク実行が可能か否かを判定するタスク実行条件判定手段
をタスクに対応して備え、タスク実行条件判定手段から
の指示により起動する各タスク実行手段を備え、タスク
実丘部は起動すると分割された処理を処理実行手段で実
行すると共に対応するユニットカウンタを歩進し、タス
ク実行条件判定手段は各タスク実行部のユニットカウン
タの値により判定を行うよう構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は並行処理を行うオペレーティングシステムによ
り機構部を有する装置を制御するための並行処理制御方
式に関する。

近年、複数の処理が並行して実行される機構部をプログ
ラム制御する技術が各種の分野で利用されている。その
ような制御には複数の機構部の動作状態により相互に関
連がある場合が多く１そのための従来のプログラミング
によってはフラグを用いて動作の関連を付ける等の方法
を用いていたが、プログラムが複雑になってしまい９そ
の改善が望まれている。

［従来の技術］ 従来、並行可能な機構部の制御を行うことは各種の分野
で行われている。例えば１部品（または部分装置、素子
）をある場所から取り出して加工位置まで運ぶ機構、運
ばれた装置に対し位置合わせ等の制御を行って第１の加
工を行う機構、加工された部品を他の位置に運ぶ機構、
他の位置で別の加工を行うという制御等がある。

そのような制御動作は、相互に関連をもっているが各機
構が並行して動作することが可能でありプログラムによ
り並行処理制御が行われる。

そのような並行処理制御を行う従来例の説明図を第６図
に示す。

第６図のタスクＡ９　タスクＢ、タスクＣはそれぞれ並
行動作を行う各機構部の処理を行うプログラムであり、
メインタスクは各タスクＡ−Ｃの上位に設けられ、制御
を行うプログラムであり、これらの各プログラムは並行
処理可能なオペレーティングシステムにより制御される
（例えば、３２ビツト用のｉ　ＲＭＸ等）。

従来はタスクＡのプログラムの位！ａｌまでは他のタス
クと関係なく動作できるが、ａ＋の後は他のタスクＣが
プログラムの位置Ｃ２まで終了しないと動作できない場
合、タスクへの位置ａ１にフラグＦａｌ（フラグの名称
）を設けて、処理がこの位置に達するとこのフラグを見
て、オフ（最初はオフ状態になっている）の場合メイン
タスクの制御により動作を停止させる。この状態になる
とメインタスクはその処理を停止して他のタスクについ
て制御を行い５他のタスクＣがプログラムの位ｉｃ２に
達すると、メインタスクの制御によりタスクＡのフラグ
Ｆａｌをオンにする。これによりタスクＡの処理が再開
される。同様にタスクＣはそのプログラムの途中の位置
にフラグＦｃｌが設けられ、この位置になるとフラグＦ
ｃｌがオフ状態の場合メインタスクの制御により停止し
池のタスクＢのプログラムが位ｉｂｌに達するとフラグ
Ｆｃｌをオンにする。

このようにフラグにより他のタスクとの相互関係をつけ
る方式の他に、ある処理が他の処理が終了しないと実行
できない時にその処理を［スリープ」　（休み）状態と
して、関連する他の処理の終了により「アクト」状態に
する等の方式もある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来例のフラグを用いる方式では５全体を制御
するメインタスクは子タスク（タスク実行部等）の数が
増えれば増えるほどフラグの数も多くなるので、フラグ
の制御（各フラグのオン・オフ制御）が複雑になる。さ
らにフラグの管理（フラグに名称を付しその意味を定義
する）が繁雑になり、プログラミングやその後のデバッ
グに多くの時間が必要になると共にプログラムの保守性
が悪いという問題が生じていた。同様なことはスリーブ
を用いる場合にも生していた。

そして、このような処理により並行処理制御される機構
部のサイクルタイム（全タスクが１回動作するのに要す
る時間）を短縮する方式が従来から見出されなかった。

本発明は並行処理プログラムを容易に効率良く作成でき
、保守性が容易でかつ装置の動作を最適化する並行処理
制御方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成図である。

第１図において、１０はタスク管理部、１１は各タスク
１　タスク２・・・タスクｎのそれぞれに対応して設け
られ、それぞれに予め設定された条件を満たすか否かを
判定して満たす場合実行指令を発生するタスク実行条件
判定手段、１２はタスクＩ　−ｎに対応して分割された
ユニットを実行するタスク実行部、１３は各タスク実行
部の処理実行手段、１４は各処理実行手段による処理ユ
ニット数を計数するユニットカウンタ、１５は所定長の
単位で複数の処理１．処理２　・に分割された各タスク
ト・タスクｎを表す。

本発明は各タスクをそれぞれ所定長の動作単位（ユニッ
ト）により複数個に分割し、各タスク毎にユニットカウ
ンタを設けて動作単位が終了する毎に対応するユニット
カウンタをカウントアツプし、タスク管理部では各タス
ク毎に自タスクの実行条件を判定する。その判定は自タ
スクのユニットカウンタと他タスクのユニットカウンタ
の状態を見て、予め設定された条件が成立するか否かを
識別し１条件が成立するとタスク実行の指示を発生する
ものである。

［作用１ 第１図において、予め各タスク１−ｎをそれぞれ所定処
理量で分割する。その場合、他のタスクの処理が終了し
ないと実行できないプログラム位置で分割する必要があ
る。このようにしてタスクト・タスクｎの各タスク１５
は、それぞれ第１図に示すように所定個数の処理１．処
理２・・のユニットに分割される。

タスク管理部１０では、並列に処理される複数のタスク
１〜ｎの実行条件を判定するためにそれぞれタスク実行
条件判定手段１１が設けられ、各実行条件判定手段はそ
れぞれのタスクの各ユニットが１他のタスクと関連があ
る場合、その何番目のユニットが終了した時起動するか
という実行条件が予め設定しである。

タスク管理部ＩＯが起動して、各タスク実行条件判定手
段１１を駆動する。各タスク実行条件判定手段１１は各
タスクのユニットカウンタ１４の内容を入力して予め設
定された実行条件を満足するか否か判定し１条件が満た
されるとタスク実行部１２に実行指示を出力する。各タ
スク実行部はそれぞれ処理実行手段１３が起動すると、
その時のユニットカウンタ１４により指示されたユニッ
トを処理する。処理が終了すると、ユニットカウンタ１
４をカウントアツプし、そのカウント値はタスク管理部
に入力される。タスク管理部１０の各実行条件判定手段
は、それぞれ自己のタスクの実行状態だけでなく、他の
タスクの実行状態を各処理カウンタ値により知ることが
できるので、予め設定された条件を満たす場合は１次の
ユニットの実行指示を出力し７条件が満たされない場合
（他のタスクのある番号のユニット処理が終了しない時
等）は実行指示を発生しない。

このように、各タスクが相互に関連するユニット処理の
関係が分割したタスクの実行状態を各タスク実行部で管
理し、その状態をタスク管理部で識別して条件を判定す
ることにより並行処理プログラムを効率良く作成し、保
守が容易になる。

［実施例］ 第２図（ａ）はタスク構成を示す図、第２図（ｂ）は分
割された各タスクの処理間の関係口、第２図（Ｃ）はタ
スク遷移図、第３図は実施例のメインタスクの処理フロ
ー図、第４図はタスクＣの処理フロー図第５図はユニッ
トカウンタの値の定義テーブルである。

第２図（ａ）のタスク構成は１図示しないマイクロプロ
セッサ及びメモリ上に設けられ、複数のタスクＡ−Ｃを
制御するメインタスクＭ及び図示しない制御装置を構成
する複数の機構部に対応したタスクＡ〜タスクＣ（メイ
ンタスクに対して子タスクという）とから成る。なお、
上記制御装置の複数の機構部は、各子タスクＡ−Ｃの実
行に対応して入出力の動作を実行する。

各タスクを所定長毎に複数のユニットに分割しこの例で
は、タスクＡは処理１．処理２の２つにタスクＢは処理
１〜処理４の４つに、タスクＣは処理１〜処理３の３つ
にそれぞれ分割する。　このように分割する原理を、第
２図（ｂｌおよび第２図（Ｃ１を用いて説明する。

制御装置の１サイクル内の各タスク動作の相互関係を分
析すると、第２図（ｂ）に示すような関係を持つ場合、
即ち、最初にタスクＡ５タスクＢおよびタスクＣが並行
に処理を開始して、タスクＡは処理１の単位を実行する
とそれ以上処理を進められない状態になり、タスクＣも
処理１の単位を実行すると処理を進められない状態にな
る。このような第２図（ｂ）の関係を勘案すると、各タ
スクＡＢＣは第２図（Ｃ）のタスク遷移図に示す時間で
それぞれ処理ｌとして分割される。

さらに、第２図ら）によれば、その後、タスクＣはタス
クＢの処理２として分割した動作が終了すると、処理２
を実行できるよう条件付けられているので、タスクＢを
次に処理２の位置で分割する。

そして、タスクＡ及びＢはタスクＣの処ｌ′Ｉ２が終了
しないと起動しない位置があり、それぞれの位置をタス
クＡでは処理２．タスクＢでは処理４として分離する。

なお、タスクＢの処理３は自タスクの処理２の終了後無
条件で実行することができる。

このように各タスクを分割すると１各分割された処理の
時間長、処理開始から終了までの時間は第２図（Ｃ）に
示されるようになる。この場合、第２図（Ｃ）の各分割
された処理単位の長さは、相互の関係により適宜法める
ことができるが、各タスク間で同しような長さにすると
無駄な待ち時間がなくなり、最適な分割にすることがで
きる。

本実施例では、タスクＡ、Ｂ、Ｃを第２図（ｂ）第２図
（Ｃ）に示すように分割した時、各タスクの分割単位（
ユニット）をカウントするユニットカウンタとして、Ｕ
Ａ、ＵＢ、ＵＣを設ける。そしてこれらの各ユニットカ
ウンタのカウント値の意味を第５図に示す定義テーブル
に示すように定義す上記のユニットカウンタを用いた実
施例のメインタスクの処理フローを第３図に示し、各子
タスクにおける処理フローを代表してタスクＣの処理フ
ローを第４図に示す。

第３図に示すメインタスクの処理フローを説明する。

最初に各ユニ７　ｔ・カウンタＵＡ、ＵＢ、ＵＣ（以下
、単にＵＡ、ＵＢ、ＵＣという）を０にリセットして（
ステップ３０）待機する。処理開始の指令があると（ス
テップ３１）、各ユニットカウンタに１をセントする（
ステップ３２）。この状態になると、各タスクは起動状
態になり、各タスクＡ−Ｃの条件判定を行うステップ３
３，３９４７が並列に処理される。この処理は並列処理
可能なオペレーティングシステムの制御により行われる
。

ステップ４７〜５２におけるＵＣ（タスクＣ用）に関す
る処理フローについて説明すると、最初にｕｃ＝ｅ　ｏ
　ｏ　ｏかが判別される。これは、第５図の定義テーブ
ルによれば正常終了か否かを判断するものである。この
時、ＵＣ＝１であるからノーであるから次のステップ４
８に移る。ここでＵＣ＝　１か判定され、イエスである
からステップ５２に移る。このステップは、ｒＴＡｓＫ
ｃ　（ＵＣ）；」であり、タスクＣを実行することであ
る。

これにより、第４図に示すタスクＣの処理が開始される
。

第４図では、最初にステップ６０でｕｃ＝　ｉか判定す
る。この時ＵＣ＝１であるからステップ６１に移りタス
クＣの処理ｌが実行される。これが終了すると、ステッ
プ６２でＵＣ＋　１が実行され（ＵＣ＝２になる）、リ
ターンする（メインタスクへ）。この間、ステップ３３
〜３８及び３９〜４６においてＵＡ（タスクＡ）および
ＵＢ（タスクＢ）に関する処理が同様に行われる。

タスクＣの処理ｌが終了してＵＣ＝２になった後、ステ
ップ５４においてＵＡ、ｔＪＢ、ＵＣが共にＯであるか
判定され、この場合ノーであるから次に■の経路により
再びステップ４７の判定が行ねれる。この後、ステップ
４８でＵＣ＝　１の判定がノーとなるので１次のステッ
プ４９に１多りｔＪｃ−２か判定される。この場合イエ
スとなるので次のステップ５０に進み、ここでＵＢ＝３
かを判定する。この判定は、他のタスクＢの処理２（第
２図（ｂ）、第２図（Ｃ）参照）を終了しているかどう
かをチエツクするものである。

この時、タスクＢの処理２が終了したが否かはＵＢＯ値
を判別することにより行われ、もしＵＢ−３なら、ステ
ップ５２に進み、第４図のタスクＣの処理が実行される
。この場合、第４図のステップ６３を介して処理２が実
行される（ステップ６４）。その後、ＵＣはカウントア
ツプされてＵＣ＝３になり（ステップ６５）、リターン
する。

続いてステップ５４．ステップ４７を経てステップ５１
に達すると、ここでＵＣ＝３であるがらイエスと１ニリ
定されステップ５２においてタスクＣが実行される。こ
の場合、第４図の処理においてステップ６６を介してタ
スクＣの処理３（ステップ６７）が実行され、ＵＣ＝８
０００　（１６進表示）にセットされる（ステップ６８
）。

この後、リターンして、ステップ４７においてＵＣ＝８
０００の判定においてイエスの結果がでると、ステップ
５３においてＬＩＣ＝０となる。

上記のような処理が各タスクΔ、Ｂについても同様に行
われ、メインタスクのステップに示すように第２図（ａ
）、第２図（ｂ）に示す条件が成立する時に各タスクの
処理が実行される。

各タスクＡ−Ｃの全てのタスクが終了すると各カウンタ
ＵＡ、ＵＢ、ＵＣは共に０となり、この場合、ステップ
５４においてイエスと判定され次の終了か否かを判定す
る。この判定は、上記の各タスクＡ−Ｃが処理を開始し
て全部が終了するまでを１サイクルとする制御動作が何
回で終了させるか予め設定しておいて、その設定数に達
したか否かを判定するものである。この設定数は１例え
ば１部品の加工制御を行う場合１部品の個数が設定され
る。

もし、終了でない場合は、■の経路でステップ３Ｉに戻
り、処理開始の指令により再び同様の動作を繰り返す。

上記の第３図及び第４図の動作において、タスクの処理
動作に異常が発生した場合、タスクに対応するユニット
カウンタの値を８００１以上の値に設定する。この場合
３　どのタスクの処理が異常終了であるかを後で検出す
ることができる。

このように、タスクの起動はユニ、トカウンタの制御の
みで行うことができ、その制御もタスクｌ！２移図（第
２図（Ｃ））で管理することができる。

［発明の効果１ 本発明によれば各タスクの動作順序および並行動作がユ
ニットカウンタで一元管理され、タスク数が多くなって
も容易に制御が可能となり、タスク遷移図を利用して動
作の最適化も容易にできる。

この結果、プログラミングおよびデバッグ期間も大幅に
短縮することが可能となり、プログラムの保守性を良好
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図（ａ）はタスク構
成を示す図、第２図（ｂ）は分割された各タスクの処理
間の関係図、第２図（Ｃ）はタスク遷移図、第３図は実
施例のメインタスクの処理フロー図、第４図はタスクＣ
の処理フロー図、第５図はユニットカウンタの値の定義
テーブル、第６図は従来例の説明図である。 第１図中 １０：タスク管理部 １１：タスク実行条件判定手段 １２：タスク実行部 １３・処理実行手段 １４：ユニットカウンタ １５：タスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 並行処理を行うオペレーティングシステムにより装置を
   制御するための並行処理制御方式において、 並行処理される複数のタスクの実行条件が相互に関連を
   持つ各タスクを、それぞれ所定長の処理ユニットに分割
   してそれぞれに番号を割当て、タスク管理部（１０）は
   、並行処理される各タスク毎に相互の起動条件を設定し
   てタスク実行が可能か否かを判定するタスク実行条件判
   定手段（１１）をタスクに対応して備え、 前記タスク実行条件判定手段（１１）からの指示により
   起動する各タスク実行部（１２）を備え、各タスク実行
   部は起動すると分割された処理を処理実行手段（１３）
   で実行すると共に対応するユニットカウンタ（１４）を
   歩進し、 上記タスク実行条件判定手段（１１）は各タスク実行部
   のユニットカウンタの値により判定を行うことを特徴と
   する並行処理制御方式。