高精度なロボット制御のための時間管理機構の設計と実装

摘要

本論文では，ロボット制御に必要なリアルタイム性をOSが保証するための時間管理機構を提案する．まず，周期タスクのデッドラインがデッドラインをミスしないことを保証するために，周期タスク生成時にアドミッションコントロールを行う．従来のリアルタイムOSでは，実行タイミングの予測性が高い静的優先度アルゴリズムが採用されてきたが，理論的に任意のタスクセットについてデッドラインを保証可能な資源利用率が低く，アドミッションコントロールとは相性が悪かった．しかしながら，本リアルタイムOSでは，モータ制御のように実行タイミングジッタを許容しないタスクの実行を，タイマ割込みサービスルーチンに任せる．ジッタを許容しないタスクを周期タスクのスケジューリングから分離したことにより，周期タスクのスケジューリングの際にジッタを考慮しなくてすむため，実行タイミングの予測性は低いが，理論的に保証可能な資源利用率の高い動的優先度アルゴリズムを採用することが可能となる．この時間管理機構により，リアルタイム性を保証しつつ，計算資源を有効に使うことが可能となる．