7586052 情報処理装置、車両、情報処理方法、及び情報処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】情報処理装置、車両、情報処理方法、及び情報処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/50 20060101AFI20241112BHJP

   G06F 9/455 20180101ALI20241112BHJP

   G06F 9/48 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

G06F9/50 150C

G06F9/455 150

G06F9/48 300Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021180653

(22)【出願日】2021-11-04

(65)【公開番号】P2023069058

(43)【公開日】2023-05-18

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水谷 太貴

【審査官】田中 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２６０５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４７９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／５０

Ｇ０６Ｆ ９／４５５

Ｇ０６Ｆ ９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成する生成部と、
起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定する設定部と、
を含み、
前記設定部は、検出部によって前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する情報処理装置。

【請求項2】

前記複数のフェーズは、通常フェーズを含み、
前記設定部は、検出部によって前記通常フェーズが検出された場合、前記複数の仮想マシンの前記割当時間を予め定めた通常時間に設定する請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記複数のフェーズは、スリープフェーズを含み、
前記設定部は、前記検出部によって前記スリープフェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成する生成部と、
起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定する設定部と、
を含み、前記設定部が、検出部によって前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する情報処理装置を搭載した車両。

【請求項5】

コンピュータが、
複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成し、
起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出し、
前記フェーズの検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定し、かつ前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する処理を行う情報処理方法。

【請求項6】

コンピュータに、
複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成し、
起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出し、
前記フェーズの検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定し、かつ前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する処理を実行させるための情報処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両システムに適用可能な情報処理装置、車両、情報処理方法、及び情報処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、仮想マシンへのリソース割当量を算出して動的にリソースを割り当てる動的リソース割り当て装置が提案されている。詳細には、当該リソース割当て装置は、仮想マシンによるリソースの変動周期を分割したタイムスロット毎の、リソースの実際の使用量である確定使用量を算出する使用量算出部と、確定使用量のスパイクを検出するスパイク検出部と、ｉ番目のタイムスロットにおける過去の確定使用量と、ｉ番目の前後所定の範囲に含まれるタイムスロットにおける過去のスパイクの検出結果と、に基づいてｉ番目のタイムスロットに割当てるリソースの割当量を算出する割当量算出部と、仮想マシンを制御する仮想マシンモニタに、割当量を設定する割当量設定部と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０９１１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車載システムのようなリアルタイム性を保証しなければいけないシステムでは、動的にリソースの割当時間を調整するとシステムの成立性検証が難しくなるため、改善の余地がある。

【0005】

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、リソースの割当時間が調整可能で、かつリアルタイム性が必要なシステムに適用可能な情報処理装置、車両、情報処理方法、及び情報処理プログラム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】

【0006】

上記目的を達成するために請求項１に記載の情報処理装置は、複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成する生成部と、起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、検出部によって前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する。

【0007】

請求項１に記載の発明によれば、生成部では、複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む複数の仮想マシンが生成される。

【0008】

検出部では、予め定めた複数のフェーズが検出され、設定部では、検出部の検出結果に基づいて、フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、複数の仮想マシンのリソースの割当時間が設定される。これにより、フェーズ毎にリソースの割当時間を変更できる。また、各フェーズでは、ＣＰＵ割当時間が固定され、静的なスケジューリングであるため、車載システムで必要なリアルタイム性を保証できる。従って、リソースの割当時間が調整可能で、かつリアルタイム性が必要なシステムに適用可能な情報処理装置を提供できる。

【0009】

また、前記複数のフェーズは、起動フェーズを含み、前記設定部は、検出部によって前
記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定してもよい。これにより、各仮想マシンが動作するために必要な初期化等の機能を持つ管理仮想マシンを早く起動することができる。

【0010】

また、前記複数のフェーズは、通常フェーズを含み、前記設定部は、検出部によって前記通常フェーズが検出された場合、前記複数の仮想マシンの前記割当時間を予め定めた通常時間に設定してもよい。これにより、各仮想マシンに通常動作で必要な割当時間を割り当てることができる。

【0011】

また、前記複数のフェーズは、スリープフェーズを含み、前記設定部は、前記検出部によって前記スリープフェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定してもよい。これにより、スリープフェーズへの移行時間及びスリープフェーズからの復帰時間を短縮できる。

【0012】

なお、複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成する生成部と、起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定する設定部と、を含み、前記設定部が、検出部によって前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する情報処理装置を搭載した車両としてもよい。

【0013】

また、コンピュータが、複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成し、起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出し、前記フェーズの検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定し、かつ前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する処理を行う情報処理方法としてもよい。

【0014】

さらに、コンピュータに、複数の仮想マシンを管理する管理仮想マシンを含む前記複数の仮想マシンを生成し、起動フェーズを含む、予め定めた複数のフェーズを検出し、前記フェーズの検出結果に基づいて、前記フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるように、前記複数の仮想マシンのリソースの割当時間を設定し、かつ前記起動フェーズが検出された場合、前記管理仮想マシンにのみ前記割当時間を設定、又は前記管理仮想マシンの前記割当時間を他の前記仮想マシンよりも長い時間に設定する処理を実行させるための情報処理プログラム

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように本発明によれば、リソースの割当時間が調整可能で、かつリアルタイム性が必要なシステムに適用可能な情報処理装置、車両、情報処理方法、及び情報処理プログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るセントラルＥＣＵを搭載した車両を示す図である。

【図2】本実施形態に係るセントラルＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。

【図3】Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒの機能を示す機能ブロック図である。

【図4】フェーズ毎のＣＰＵ割当時間のスケジューリングの一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係るセントラルＥＣＵで行われるＣＰＵ割当時間の設定を行う際の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施形態では、車両に搭載されたセントラルＥＣＵを情報処理装置の一例として説明する。本実施形態では、図１は、本実施形態に係るセントラルＥＣＵ（Electronic Control Unit）を搭載した車両を示す図であり、図２は、本実施形態に係るセントラルＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。

【0018】

本実施形態に係るセントラルＥＣＵ１２は、車両１０に搭載され、車両１０に設けられた各種ＥＣＵを統合的に制御する。

【0019】

セントラルＥＣＵ１２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が設けられており、本実施形態では、一例として、図２に示すように、複数のＣＰＵ ＣＯＲＥ（図２の例では、ＣＰＵ ＣＯＲＥ１～ＣＰＵ ＣＯＲＥ４の４つ）１４が存在する。

【0020】

本実施形態では、コンピュータを仮想化するためのソフトウエアであるＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６により、物理ＣＰＵ ＣＯＲＥ１４が仮想化され、仮想マシンとしてのＶＭ（Virtual Machine）１８が生成される。本実施形態では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６により複数のＶＭ１８が生成される。図２では、複数のＶＭ１８として、ＶＭ０～ＶＭ２の３つのＶＭ１８が生成された例を示す。

【0021】

各ＶＭ１８上にはＯＳ（Operating System）２０が配置され、ＯＳ２０上でアプリケーション（Ａｐｐ）２２が動作するようになっている。図２では、ＯＳ１上でＡｐｐ１、２が動作し、ＯＳ２上でＡｐｐ３、４が動作し、ＯＳ３上でＡｐｐ５、６が動作する。

【0022】

ところで、一般的なＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒでは、各ＶＭを管理する機能がＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒ自体に入っている。しかしながら、本実施形態のように車載システム用のＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６では、リアルタイム性を保証するために、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６の機能を極力削り、各ＶＭ１８を管理する機能を１つのＶＭ１８として配置している。本実施形態では、ＶＭ０が各ＶＭ１８を管理する管理仮想マシンとして機能し、以下ではＶＭ０は全体管理ＶＭ１８と称する場合がある。また、全体管理ＶＭ１８を設けると、全体管理ＶＭ１８と各ＶＭ１８の結合度があがり、依存関係にある。

【0023】

また、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６には、複数のＶＭ１８が配置されるため、各ＶＭ１８にＣＰＵ時間を割り当てることで、各ＶＭ１８が並列に動作しているように見せることができる。

【0024】

効率的に各ＶＭ１８を動作させるためには、リソースとしてのＣＰＵ割当時間のスケジューリングを動的に変更することが望ましいが、車載システムでは、動的にスケジューリングが変更されると、リアルタイム性の保証が難しくなる。

【0025】

そこで、本実施形態に係るセントラルＥＣＵ１２では、フェーズ毎にＣＰＵ割当時間のスケジューリングを変更することにより、半動的にスケジューリングする。これにより、フェーズ毎に適切なスケジューリングを適用することができる。また、フェーズ単位でみると静的なスケジューリングであるためリアルタイム性が保証できる。

【0026】

ここで、フェーズ毎にＣＰＵ割当時間のスケジューリングを変更するためのＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６の機能構成について説明する。図３は、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６の機能を示す機能ブロック図である。

【0027】

Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６は、図３に示すように、生成部２４、検出部２６、及び設定部２８の機能を有する。

【0028】

生成部２４は、物理ＣＰＵ ＣＯＲＥ１４を仮想化した複数のＶＭ１８の生成と実行とを行う。本実施形態では、上述したように、ＶＭ０～ＶＭ２の３つのＶＭ１８を生成する。

【0029】

検出部２６は、ＣＰＵ割当時間を変更するための複数のフェーズを検出する。本実施形態では、起動フェーズ、通常フェーズ、及びスリープフェーズの３つのフェーズを検出する。

【0030】

設定部２８は、検出部２６の検出結果に基づいて、フェーズ毎に予め定めたスケジュールになるようにＣＰＵ割当時間を変更して、ＣＰＵ割当時間のスケジューリングを設定する。本実施形態では、起動フェーズ、通常フェーズ、及びスリープフェーズのそれぞれについて、フェーズ毎にＣＰＵ割当時間のスケジューリングを変更する。

【0031】

図４は、フェーズ毎のＣＰＵ割当時間のスケジューリングの一例を示す図である。図４では、起動フェーズ、通常フェーズ、及びスリープフェーズのＣＰＵ割当時間のスケジューリングの一例を示す。各フェーズにおいては、Major Time Frame＝１０００μｓとする。

【0032】

起動フェーズでは、各ＶＭ１８が動作するために必要な初期化や機能を持つ全体管理ＶＭ１８（図２のＶＭ０）を早く起動するため、ＶＭ０がＣＰＵ時間を占有する。すなわち、図４の起動フェーズでは、ＶＭ０は１０００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２は０μｓとし、全体管理ＶＭ１８を初期化後は、通常フェーズに移行する。なお、図４では、ＶＭ０がＣＰＵ時間を占有する例を示すが、これに限るものではなく、ＶＭ０のＣＰＵ割当時間を他のＶＭ１、２よりも長い時間に設定してもよい。

【0033】

通常フェーズでは、予め定めた通常時間として、各ＶＭ１８に通常動作で必要なＣＰＵ割当時間を設定する。図４の例では、ＶＭ０は２００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２はそれぞれ４００μｓを割り当てた例を示す。

【0034】

スリープフェーズでは、不揮発メモリを一括管理している全体管理ＶＭ１８であるＶＭ０へのデータ保存要求が集中するため、全体管理ＶＭ１８へのＣＰＵ割当時間を多くし、スリープ時間を短縮する。図４の例では、ＶＭ０は７００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２はそれぞれ１５０μｓを割り当てた例を示す。

【0035】

続いて、上述のように構成された本実施形態に係るセントラルＥＣＵ１２で行われる具体的な処理について説明する。図５は、本実施形態に係るセントラルＥＣＵ１２で行われるＣＰＵ割当時間の設定を行う際の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図５の処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチ等の車両の電源がオンされた場合に開始する。

【0036】

ステップ１００では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、起動フェーズ用ＣＰＵ割当時間に設定してステップ１０２へ移行する。すなわち、車両の電源がオンすると検出部２６が起動フェーズを検出し、設定部２８が起動フェーズ用のＣＰＵ割当時間に設定する。具体的には、図４に示すように、全体管理ＶＭ１８であるＶＭ０は１０００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２は０μｓとし、全体管理ＶＭ１８であるＶＭ０がＣＰＵ時間を占有する設定とする。

【0037】

ステップ１０２では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、通常フェーズへの移行であるか否かを判定する。該判定は、例えば、検出部２６が全体管理ＶＭ１８から起動フェーズの終了通知を受信したか否かを判定する。該判定が肯定されるまで待機してステップ１０４へ移行する。

【0038】

ステップ１０４では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、通常フェーズ用ＣＰＵ割当時間に変更してステップ１０６へ移行する。すなわち、設定部２８が、通常フェーズ用ＣＰＵ割当時間設定に変更する。具体的には、図４に示すように、ＶＭ０は２００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２はそれぞれ４００μｓにＣＰＵ割当時間を変更する。

【0039】

ステップ１０６では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、スリープフェーズへの移行であるか否かを判定する。該判定は、例えば、検出部２６がスリープフェーズに移行する予め定めた条件の成立を検出したか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１０８へ移行し、否定された場合にはステップ１１２へ移行する。

【0040】

ステップ１０８では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、スリープフェーズ用ＣＰＵ割当時間設定に変更してステップ１１０へ移行する。すなわち、設定部２８が、スリープフェーズ用ＣＰＵ割当時間設定に変更する。具体的には、図４に示すように、全体管理ＶＭ１８であるＶＭ０は７００μｓ、ＶＭ１及びＶＭ２はそれぞれ１５０μｓとして、全体管理ＶＭ１８へのＣＰＵ割当時間を多くして、スリープへの移行及び復帰の時間を短縮する。

【0041】

ステップ１１０では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、スリープから復帰するか否かを判定する。該判定は、例えば、検出部２６がスリープから復帰する予め定めた条件の成立を検出したか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理を繰り返し、否定された場合にはステップ１１２へ移行する。なお、本実施形態では、ステップ１００に戻ってスリープフェーズから復帰後に起動フェーズとする例を示すが、これに限るものではなく、スリープフェーズから復帰後に通常フェーズに移行してもよい。この場合はステップ１１０の判定が肯定された場合にステップ１０４へ移行する。

【0042】

ステップ１１２では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、処理を終了するか否かを判定する。該判定は、例えば、検出部２６が図示しないイグニッションスイッチ等の車両の電源オフされたことを検出したか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ１１４へ移行し、肯定された場合には一連の処理を終了する。

【0043】

ステップ１１４では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が、通常フェーズであるか否かを判定する。該判定は、通常フェーズ中であるかを判定し、通常フェーズ中の場合は判定が肯定されてステップ１０６に戻って上述の処理を繰り返す。一方、スリープフェーズ中の場合は判定が否定されてステップ１１０に戻って上述の処理を繰り返す。

【0044】

このように処理を行うことで、フェーズ毎に各ＶＭ１８へのＣＰＵ割当時間のスケジューリングを変更することができ、リソースの割当時間を調整できる。

【0045】

また、各フェーズでは、ＣＰＵ割当時間が固定され、静的なスケジューリングであるため、車載システムで必要なリアルタイム性を保証できる。

【0046】

なお、上記の実施形態では、４つのＣＰＵ ＣＯＲＥ１４を備える例を説明したいが、これに限るものではない。例えば、単一のＣＰＵ ＣＯＲＥ１４を備える形態としてもよいし、４つ以外の複数のＣＰＵ ＣＯＲＥを備える形態としてもよい。

【0047】

また、上記の実施形態では、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６が３つのＶＭ１８を生成する例を説明したが、これに限るものではない。例えば、２つのＶＭ１８を生成してもよいし、４つ以上のＶＭ１８を生成してもよい。

【0048】

また、上記の実施形態では、フェーズとして、起動フェーズ、通常フェーズ、及びスリープフェーズの３つフェーズを一例として説明したが、フェーズはこれら３つのフェーズに限るものではない。例えば、これら３つのフェーズ以外の他の異なる複数のフェーズとしてもよいし、上記３つのフェーズのうちの２つのフェーズとしてもよいし、上記３つのフェーズに他のフェーズを加えた複数のフェーズとしてもよい。

【0049】

また、上記の実施形態におけＨｙｐｅｒｖｉｓｏｒ１６で行われる処理は、プログラムとして各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。

【0050】

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0051】

１０ 車両
１２ セントラルＥＣＵ（情報処理装置）
１４ ＣＰＵ ＣＯＲＥ
１６ Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ
１８ ＶＭ
２４ 生成部
２６ 検出部
２８ 設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】