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背景
近年の自動車や航空機では、高性能な SoC と OS を使った制御コンピュータが広く用いられるようになっています。そこでは、重要度や信頼性の異なる複数のアプリケーションを同時に動かすことが増えており、これをミクスドクリティカリティシステムと呼びます。
このような環境では、複数のアプリケーションを1つの計算機にまとめることで便利になる一方で、リアルタイム性や安全性をどう守るかが難しい課題になります。
研究プロジェクト
研究プロジェクト
高性能組込みリアルタイムシステムのリアルタイム性確保
複数のアプリケーションが1つの計算機上で動くときでも、処理の遅れや干渉を抑え、安全に動かし続けるための方法を研究しています。
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難しさ
アプリケーションは CPU、メモリ、GPU、ストレージ、ネットワーク帯域などの共有資源を使います。そのため、互いの処理が干渉し、重要な処理が遅れてしまうことがあります。
こうした遅れは、単なる性能低下ではなく、締切時刻を守れなくなることや、故障の広がり、セキュリティ上の問題につながる可能性があります。
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研究内容
本研究では、リアルタイム性が重要なアプリケーションが共有資源をどのように使っているかを測定し、何が遅れの原因になるのかを分析します。
さらに、ソフトウェアによる分離機構、OS やドライバの改良、ハードウェア機構の設計など、幅広い層を対象にリアルタイム性を高める方法を研究しています。
関連業績
このテーマに関連する論文・記事
- Design and Implementation of RTOS-Aware Control-Flow Integrity Mechanism for Microcontroller-Based Systems
Tomoaki Kawada, Shinya Honda, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada, Computer Software, Vol.39 No.2, 2022.
- TZmCFI: RTOS-Aware Control-Flow Integrity Using TrustZone for Armv8-M
Tomoaki Kawada, Shinya Honda, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada, International Journal of Parallel Programming, 2020.
- A Comparative Analysis of RTOS and Linux Scalability on an Embedded Many-core Processor
Yixiao Li, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada, Journal of Information Processing, Vol.59 No.3, 2018.
- Real-Time Evaluation of an I/O Scheduler with Partitioning for SSDs
Hitoshi Koshino, Shinnosuke Koshiba, Yutaka Matsubara, Hiroaki Takada, ETNET 2025, 2025.
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