研究者詳細 - 山崎　信行

研究発表 - 山崎　信行

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Linuxカーネル用リアルタイムスケジューリングモジュール

加藤真平, 山崎信行

[国内会議] コンピュータシステムシンポジウム（キャンパス・イノベーションセンター東京） ,

2008年11月

口頭発表（一般）

本論文では，与えられた時間制約のもとでCPU 資源を最大限に使用可能なリアルタイムLinuxの実現に向けて，Linux カーネル用リアルタイムスケジューリングモジュールを開発する．まず，高負荷状態における十分なリアルタイム性と予測可能性の提供を目的として，固定優先度の利点と動的優先度の利点を兼ね備えたスケジューリングアルゴリズムを提案する．提案アルゴリズムは理論的な性能の面で従来の固定優先度アルゴリズムと同等以上であることが保証され，Linux カーネルのスケジューラ実装に対する親和性も高いという利点がある．次に，拡張性の高いリアルタイムLinux の実現のために，カーネルの修正を最小限に抑え，新規のスケジューリングアルゴリズムをカーネルモジュールとして組み込むことを可能にするフレームワークを提案する．シミュレーションによる評価の結果，提案アルゴリズムは従来の固定優先度アルゴリズムよりも約10∼15%高いCPU 使用率でもリアルタイム性を保証できた．また，実機による評価の結果，開発したカーネルモジュールを組み込むことで，ネイティブなLinux に比べて高負荷状態における低優先度タスクのデッドラインミス率を最大で約70∼90%削減することができた．

Portioned EDF-based Scheduling on Multiprocessors

加藤真平, 山崎信行

[国際会議] ACM International Conference on Embedded Software （Atlanta, GA, USA） ,

2008年10月

口頭発表（一般）

This paper presents an EDF-based algorithm, called Earliest Deadline Deferrable Portion (EDDP), for efficient scheduling of recurrent real-time tasks on multiprocessor systems. The design of EDDP is based on the portioned scheduling technique which classifies each task into a fixed task or a migratable task. A fixed task is scheduled on the dedicated processor without migrations. A migratable task is meanwhile permitted to migrate between the particular two processors. In order to curb the cost of task migrations, EDDP makes at most M − 1 migratable tasks on M processors. The scheduling analysis derives the condition for a given task set to be schedulable. It is also proven that no tasks ever miss deadlines, if the system utilization does not exceed 65%. Beyond the theoretical analysis, the effectiveness of EDDP is evaluated through simulation studies. Simulation results show that EDDP achieves high system utilization with a small number of preemptions, compared with the traditional EDF-based algorithms.

Modular Real-Time Linux

Shinpei Kato, Nobuyuki Yamasaki

[国際会議] Real-Time Linux Workshop （colotlan） ,

2008年10月

口頭発表（一般）

In this paper, we develop a kernel module that is able to boost the real-time capability of the Linux kernel in high-load situations. While the traditional Real-Time Linux requires a major ｍodification to　the kernel source code, the developed kernel module requires only a minor modification, for instance the Linux kernel 2.6.25 needs just one line modified, and thus it offers high scalability. The developed kernel　module overwrites a part of the Linux scheduler so that the pick next task member of the rt_sched_class　structure, which is a pointer to the function choosing a next scheduled task, refers to the original function　implemented in the module. The original function exploits such a scheduling algorithm that traces the remaining execution time of each task and dynamically assigns the highest priority to a job going to miss its deadline with the current priority. Using this framework, other scheduling algorithms can be also easily installed into the Linux kernel for improvement of real-time capability.

モジュール型リアルタイムLinux

加藤真平, 山崎信行

[国内会議] 第10回組み込みシステム技術に関するサマーワークショップ（浜松） ,

2008年09月

ポスター発表

Global EDF-based Scheduling with Efficient Priority Promotion

加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications （Kaohisung, Taiwan） ,

2008年08月

口頭発表（一般）

This paper presents a scheduling algorithm, called Earliest Deadline Critical Laxity (EDCL), for the scheduling of sporadic real-time tasks on multiprocessors systems. EDCL is a derivative of the Earliest Deadline Zero Laxity (EDZL) algorithm in that the priority of a job reaching certain laxity is imperiously promoted to the top, but it differs in that the occurrence of priority promotion is confined to at the release time or the completion time of a job. This modification enables EDCL to bound the number of scheduler invocations and to relax the implementation complexity of scheduler, while the schedulability is still competitive with EDZL. A schedulability test of EDCL is designed by theoretical analysis. An error in the traditional schedulability test of EDZL is also corrected. The effectiveness of EDCL is demonstrated in terms of guaranteed schedulability and exhaustive schedulability through simulation studies, compared with traditional efficient scheduling algorithms.

New Abstraction for Optimal Real-Time Scheduling on Multiprocessors

船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications （Kaohisung, Taiwan） ,

2008年08月

口頭発表（一般）

T-R Plane Abstraction (TRPA) proposed in this paper is an abstraction technique of real-time scheduling on multiprocessors. This paper presents that NNLF (No Nodal Laxity First) based on TRPA is work-conserving and optimally solves the problem of scheduling periodic tasks on a multiprocessor system. TRPA can accommodate to dynamic environments due to its dynamic time reservation, while T-N Plane Abstraction (TNPA) and Extended TNPA (E-TNPA) reserve processor time statically at every task release.

Work-Conserving Optimal Real-Time Scheduling on Multiprocessors

船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] Euromicro Conference on Real-Time Systems （Prague, Czech Republic） ,

2008年07月

口頭発表（一般）

Extended T-N Plane Abstraction (E-TNPA) proposed in this paper realizes work-conserving and efficient optimal real-time scheduling on multiprocessors relative to the original T-N Plane Abstraction (TNPA). Additionally a scheduling algorithm named NVNLF (No Virtual Nodal Laxity First) is presented for E-TNPA. E-TNPA and NVNLF relax the restrictions of TNPA and the traditional algorithm LNREF, respectively. Arbitrary tasks can be preferentially executed by both tie-breaking rules and time apportionment policies in accordance with various system requirements with several restrictions. Simulation results show that E-TNPA significantly reduces the number of task preemptions as compared to TNPA.

マルチコアプロセッサにおけるリアルタイム処理の応答性向上

加藤真平, 山崎信行

[国内会議] 先進的計算基盤システムシンポジウム（つくば国際会議場） ,

2008年06月

口頭発表（一般）

本論文では，オンチップマルチプロセッサにおいて，周期タスクのリアルタイム性を保証しつつ，非周期タスクに対する応答時間をできる限り短縮するためのテンポラルマイグレーション手法を提案する．提案手法は，非周期タスクが到着したとき，そのプロセッサ上で優先度の高い周期タスクが実行されている場合には，リアルタイム性を保証できる範囲でそれらの周期タスクを一時的にほかのプロセッサにマイグレーションし，プロセッサ時間を非周期タスクに譲ることで応答性を向上させる．本論文では，提案手法を従来のシングルプロセッサ用Total Bandwidth Server （TBS）アルゴリズムと組み合わせたアルゴリズムを設計する．シミュレーションによる評価では，設計したアルゴリズムが，一時的なマイグレーションを行わない元来のTBS アルゴリズムに比べて，非周期タスクに対する応答性を劇的に向上できたことを示す．

Dynamic Voltage and Frequency Scaling for Optimal Real-Time Scheduling on Multiprocessors

船岡健司, 武田瑛, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IEEE International Symposium on Industrial Embedded Systems （Hotel Mercure, La Grande Motte, France） ,

2008年06月

口頭発表（一般）

Energy-Efficient Optimal Real-Time Scheduling on Multiprocessors

船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IEEE International Symposium on Object/Component/Service-Oriented Real-Time Distributed Computing （Orlando, Florida, USA） ,

2008年05月

口頭発表（一般）

Portioned Static-Priority Scheduling on Multiprocessors

加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium （Miami, Florida USA） ,

2008年04月

口頭発表（一般）

分散リアルタイム制御用 SoC: Responsive Multithreaded Processor

山崎信行

[国内会議] 第21回　回路とシステム軽井沢ワークショップ（軽井沢） ,

2008年04月

口頭発表（一般）

RTミドルウェア用の優先度によるオブジェクト管理機構

千代浩之, 武田瑛, 上山真生, 加藤真平, 山崎信行

[国内会議] 電子情報通信学会技術研究報告：組込技術とネットワークに関するワークショップ（屋久島離島総合開発センター） ,

2008年03月

口頭発表（一般）

マルチプロセッサにおけるグローバルRMに基づくリアルタイムスケジューリングアルゴリズム

武田瑛, 船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国内会議] 電子情報通信学会技術研究報告：組込技術とネットワークに関するワークショップ（屋久島） ,

2008年03月

口頭発表（一般）

Soft Real-Time Scheduling with Tardiness Bounds on Prioirtized SMT Processors

武田瑛, 船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] The IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Networks （Innsbruck, Austria） ,

2008年02月

口頭発表（一般）

Real-Time Communication and Admission Control over Responsive Link

藤田裕士, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] The IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Networks （Innsbruck, Austria） ,

2008年02月

口頭発表（一般）

Optimal Real-Time Scheduling for Efficient Aperiodic Services on Multiprocessors

船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] The IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Networks （Innsbruck, Austria） ,

2008年02月

口頭発表（一般）

Real-Time Static Voltage Scaling on Multiprocessors

船岡健司, 加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems （Cambridge, Massachusetts, USA） ,

2007年11月

口頭発表（一般）

ポーショニング方式に基づく動的優先度スケジューリング

加藤真平, 山崎信行

[国内会議] コンピュータシステム・シンポジウム（日本） ,

2007年11月

口頭発表（一般）

Fixed-Priority Scheduling on Prioritized SMT Processor

加藤真平, 山崎信行

[国際会議] IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems （Cambridge, Massachusetts, USA） ,

2007年11月

口頭発表（一般）

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