릴리스 고정밀 바카라 규칙 OS "Art-Linux"

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")디지털 인간 엔지니어링 연구 센터[Mochimaru Masaaki의 연구 센터 디렉터] Kagami Satoshi 부국장, 여러 이사,CPU Core (중앙 처리 장치 코어 (S))| 시스템을 만들기 위해 독립적으로 사용됩니다신뢰성고화질이 개선 될 수 있습니다바카라 규칙 OS (바카라 규칙 운영 체제)Linux웹상단에 대중에게 공개 (http : //wwwdhaistgojp/jp/research/assist/art-linux/）。

이번에는 Art-Linux여러 CPU 코어가있는 바카라 규칙이며 정상입니다Linux바카라 규칙 확장Linux독립적 인 CPU 코어를 사용하여 시스템의 견고성을 향상시킵니다 (그림 1)Linux를 기반으로하기 때문에 거의 모든 응용 프로그램이 그대로 실행될 수 있습니다 이 개발은 바카라 규칙이 필요한 시스템의 준비성을 향상시키고 견고성과 다양성을 높이고 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킬 것으로 예상됩니다 최고 우선 순위 작업에는 10 마이크로 초 사이클 실행이 가능합니다

이 기술에 대한 자세한 내용은 2013 년 3 월 8 일에 도쿄 코토 쿠에있는 일본 신흥 혁신 박물관에서 열리기 위해 Digital Human Symposium 2013에서 발표 될 것입니다

그림 1 여러 CPU 코어를 독립적으로 사용하는 시스템의 예

최근에, 임베디드 장치의 기능 개선과 네트워크 및 정보 개발이 진행되고 있으며, 가정 기기, 산업 장비, 플랜트 제어 장비, 간호 장비, 간호 장비 및 복지 장비 등의 광범위한 응용 분야에서 사용될 것으로 예상됩니다 이러한 시스템이 실패하면 시스템의 원인이 더욱 복잡해지고 시스템이 더욱 복잡해지고 시스템이 더 복잡해짐에 따라 영향이 확장되는 경향이 있습니다 그래서 우리는 시스템 고장을 현지화하고다운 타임가용성을 향상시킵니다

AIST는 1998 년부터 전신 전자 및 기술 연구 연구소 중 하나였던 오픈 소스 OS였습니다Linux바카라 규칙 응용 프로그램을 위해 수정되었습니다Linux10462_10504Linux에서 수정 된 바카라 규칙 OS에 대한 세계 최고의 성능을 보유하고 있습니다 따라서 Humanoid Robot HRP-2가 2003 년에 발표되었습니다 (2003 년 3 월 12 일 Kawada Kogyo Co, Ltd General Robotics Co, Ltd AIST 보도 자료), HRP-4C (AIST 보도 자료 2009 년 3 월 16 일)에서 사용되는 등 100 개가 넘는 국내 및 국제 엔진에서 로봇에 사용되는 입증 된 실적을 보유하고 있으며, 지능형 로봇에 대한 연구 분야에서 널리 사용되었습니다 이 바카라 규칙 아트Linux신뢰성을 향상시키기 위해 다수의 CPU 코어의 비대칭 적 사용을 연구하고 있으며 2008 년부터 연구 개발을 수행하고 있습니다

이 연구 및 개발은 "일본 과학 및 기술 기관 (JST)이 의뢰 한"바카라 규칙 병렬 신뢰할 수있는 OS 및 분산 네트워크에 대한 연구 "프로젝트 (2008-2003)를 통해 수행되었습니다

이 기술은 여러 CPU 코어가있는 시스템을 소개합니다smp (대칭 멀티 프로세싱)정상Linux및 바카라 규칙 확장Linuxamp (비대칭 다중 처리)를 결합하여 실현됩니다 (그림 2) 그러한 시스템은 정상적인 시스템입니다Linux| 오픈 소스 일반 목적 소프트웨어 및 장치를 사용할 수 있지만 바카라 규칙Linux|, anyI/O 장치를 점유하는 동안, 비 간섭 방식에서 높은 신뢰성을 위해 제어 시스템, 안전 시스템, 모니터링 시스템 및 듀얼 시스템과 같은 신뢰성 기능과 독립적으로 구현할 수 있다는 이점이 있습니다

그림 2 SMP 시스템 (왼쪽), AMP 시스템 (중앙)의 한 예, 혼합 SMP/AMP 시스템 (오른쪽)의 예

이를 위해 우리는 주로 다음 두 가지를 설계하고 개발했습니다

1. x86/Linux가장 어려운 바카라 규칙 성능 OS 설계 및 개발
   인터럽트 핸들러| 사이클 실행,유산 메커니즘의 우선 순위등의 도입으로 x86 시리즈와 함께 사용되었습니다Linux작은 호환 시스템jitter가장 짧은주기 실행 성능을 달성합니다
2. x86/Linux비실한 시간 SMP 및 바카라 규칙 AMP와 함께 여러 CPU 코어를 사용하는 OS 설계 및 개발
   각 서브 시스템에 대한 메모리 할당 및 각커널재배치 부팅, 각 서브 시스템에 대한 단일 시계와의 시간 동기화, 서브 시스템 간의 가상 네트워크와가상 직렬 통신, 공유 메모리를 사용하여 하위 시스템 간의 고속 통신과 각 서브 시스템으로 장치를 전송하는 기능과 같은 고속 통신과 같은 설계 및 개발 된 메커니즘

ART-Linux이 다이어그램에는 8 개의 코어 CPU가 나열되어 있으며 그 중 3 개는 정상적인 비실한 시간 SMP-Linux나머지 5 코어에 대해서도 독립적으로 바카라 규칙Linux13339_13356

파란색 프레임으로 표시된 P0에서 P2까지 프로세서에서 실행되지 않은 시간 SMP-Linux사용자 인터페이스 및 일반 응용 프로그램을 처리하기 위해 디스크, 그래픽, 네트워크 및 기타 장치와 같은 장치에 할당됩니다

그린 박스에 표시된 P3 프로세서에 바카라 규칙 할당Linux바카라 규칙 모니터링 시스템으로 작동하며 로깅을위한 디스크와 외부 알림을위한 네트워크 장치를 할당합니다 이 하위 시스템은 공유 메모리를 통해 다른 서브 시스템의 내부 상태를 모니터링하고 (다른 하위 시스템은 상태를 공유 메모리 자체에 삭제하고, 로그를 떠나고, 다른 시스템의 이상을 바카라 규칙으로 감지하며, 비상 시스템에 알림을 제공합니다

Red Box에 표시된 P4 프로세서에서 바카라 규칙 실행Linux제어에 필요한 I/O 장치를 할당합니다 다른오버 헤드또한 시스템은 제어 단독으로 전용 될 수 있으며, 지터가 낮고 자원 할당의 단순화로 인한 높은 바카라 규칙 제어 성능으로 인해 시스템 설계가 더 쉽고 실패를 유발하기가 어려워 질 것으로 예상됩니다

보라색 테두리에 표시된 P5 프로세서에서 바카라 규칙 실행Linux자체 I/O 장치를 비상 시스템으로 할당했습니다 시스템 이상이 감지되면 I/O 장치를 통한 비상 정지와 같은 안전한 작업을 수행합니다

주황색 프레임에 표시된 P6에서 P7로 프로세서에 바카라 규칙 할당Linux이중 시스템으로 작동합니다 I/O 장치는 독립적으로 할당되며 시스템은 양쪽에서 동일한 처리를 수행하여 신뢰할 수 있습니다

VX EverWorks™ 및 QNX ™이지만 여러 코어를 사용하는 혼합 SMP/AMP의 시스템 구성이 14366_14451 | ™ 및 QNX ™와 같은 바카라 규칙 OS에 사용할 수있는 경우가 있습니다Linux에서 세계 최초입니다 이를 달성하기 위해 먼저 기본 프로세서에서 정상적인 비 현실 SMP-Linux, a) 사용할 프로세서를 지정할 때, b) 사용 할 메모리, c) 공유 메모리, 부팅 (시작)으로 사용하는 영역, smp-Linux, 응용 프로그램 프로세서에서 시작하여 바카라 규칙Linuxa) ~ c)를 지정함으로써 바카라 규칙 OS는 가상 기계 메커니즘이 아닌 개별 프로세서에서 직접 실행되며, 이는 바카라 규칙 처리 성능을 극대화 할 수 있다는 이점이 있습니다

이 OS를 사용하여 여러 코어가있는 시스템에서 정상 SMP-Linux를 실행하는 동안, 여러 코어가 전용 바카라 규칙 처리를 수행하거나 안전 시스템을 구성하는 시스템 구성을 실현할 수 있으므로 내장 시스템 인 경우에도 신뢰할 수있는 시스템을 구성 할 수 있습니다

버그 보고서에 대한 응답으로 릴리스 할 소프트웨어를 업데이트하고Linux의 업데이트 후 업데이트 작업이 수행됩니다

◆ CPU Core (중앙 처리 장치 코어 (S))

바카라 규칙에서 처리를 수행하는 로직 회로의 단위 중앙 처리 장치 최근에는 하나의 패키지에 여러 CPU 코어를 포함하는 다중 코어 프로세서 수가 증가했습니다 이 경우 하나의 프로세서로 외부 적으로 인식되지만 내부적으로 다중 프로세서로 인식됩니다 따라서 병렬 처리가 수행되는 환경에서는 주로 전체 프로세서 칩의 처리 전력을 높이고 성능을 향상시키기 위해 수행되지만 ART-Linux우리는 이것을 사용하여 신뢰성을 향상 시켰습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 신뢰성

안전, 신뢰성, 가용성, 일관성 및 유지 관리를 포함한 광범위한 신뢰성으로 정의됩니다 시스템에서 비정상이 발생하는 경우 시스템에서 안전을 유지하고, 이상 발생시 손상을 최소화하고, 시스템 재개를 최소화하며 시스템 책임을 충족시키는 등 시스템에서 이상해야 할 일에 대비할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 규칙 OS (바카라 규칙 운영 체제)

애플리케이션 소프트웨어에 바카라 규칙의 하드웨어 리소스를 추상화하고 응용 프로그램에서 요청한 당시 바카라 규칙 리소스를 할당 할 수있는 인터페이스를 제공하는 기본 시스템 소프트웨어[참조로 돌아 가기]

◆Linux

Linux이다unix이후 모델링 된 운영 체제 (OS) 중 하나이며 무료 및 오픈 소스 소프트웨어 개발 및 배포 모델을 기반으로 구축되었습니다 1991 년 헬싱키 대학교의 Linas Torvalds가 개발 시작했습니다 서버, 임베디드 시스템 (Android데스크탑 PC, 메인 프레임 및 슈퍼 바카라 규칙[참조로 돌아 가기]

◆ 다운 타임

시스템이 작동하지 않고 다운 된 시간[참조로 돌아 가기]

◆ smp (대칭 멀티 프로세싱)

SMP는 여러 프로세서를 사용하는 병렬 처리 방법 중 하나입니다 바카라 규칙에 여러 CPU가 존재하는 방법은 물리적 메모리와 바카라 규칙를 공유하며 프로세스는 특정 리소스를 비대칭 적으로 할당하지 않고 모든 CPU에 대칭 적으로 균일하게 할당됩니다 Application Software 관점에서 OS는 단일 CPU에서 실행되는 것처럼 OS를 관리합니다 여러 프로세서가있는 시스템에서 가장 일반적으로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ amp (비대칭 다중 처리)

AMP는 또한 여러 프로세서를 사용하는 병렬 처리 방법 중 하나입니다 바카라 규칙의 다중 CPU 및 해당 물리적 ​​메모리는 개별적으로 분할되며 응용 프로그램은 개별적으로 할당됩니다 응용 프로그램 소프트웨어를 처리하는 데 사용되는 CPU를 알고 있어야합니다 리소스 최적화가 탁월하다는 특징이 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ I/O 장치

바카라 규칙에서 특정 입력 및 출력을 수행하도록 선택적으로 설치된 회로 그래픽 카드와 같은 일반 목적 바카라 규칙에 설치된 기능을 확장하는 데 사용됩니다 그래픽 카드와 같은 대규모 일반 목적 바카라 규칙, 아날로그 신호의 입력 및 출력, 모터 제어, 특수 신호와의 통신, 의도 된 사용에 따라 일반적인 신호에 설치된 기능을 확장하기 위해 사용할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 인터럽트 핸들러

바카라 규칙의 다양한 I/O 장치와 같은 하드웨어의 처리 요청 신호를 인터럽트라고합니다 이 인터럽트를 처리하려면 OS는 인터럽트 핸들러라는 프로세스를 구현하고 하드웨어가 요청한 처리를 수행해야합니다 현재 바카라 규칙는 초당 수십만 개의 인터럽트를 처리해야합니다 이 인터럽트 처리 처리는 실시간 OS에 대한 실시간 처리에서 불규칙성을 유발하는 요인이므로 ART-Linux에서 인터럽트 핸들러는 주기적으로 바카라 규칙으로 실행되는 바카라 규칙 처리 작업입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 우선 순위 상속 메커니즘

바카라 규칙의 실시간 처리에서, 우선 순위가 낮은 작업에 의해 바카라 규칙의 특정 리소스를 차지하기 때문에 우선 순위가 높은 작업을 중단 할 수없는 현상을 우선 순위 반전이라고합니다 이것은 실시간 처리에서 유해한 지터를 만듭니다 따라서 우선 순위가 높은 작업을 방해하기위한 방법으로 우선 순위 상속이 구현되었습니다 우선 순위가 높은 작업이 차단되면 고위성 작업이 차단되면 우선 순위가 낮은 작업이 우선 순위가 높은 작업으로 일시적으로 업그레이드되고 블록이 우선 순위로 릴리스 될 때까지 처리가 수행되고 블록이 취소되면 대기중인 높은 우선 순위 작업이 실행됩니다 이것은 대기 시간을 최소화하는 기술입니다 미술-Linux커널의 다양한 잠금 메커니즘을이 우선 순위 억제 기능을 갖춘 것으로 대체하여 우선 순위 반전을 제거합니다[참조로 돌아 가기]

◆ jitter

바카라 규칙 작업에는 깨어날 시간이 설정되어 있으며 예정된 웨이크 업 시간과 실제 모닝 타임 사이의 편차 시간을 지터라고합니다 지터가 낮을수록, 바카라 규칙 시스템에서는이 지터의 최대 값이 응용 프로그램의 허용 범위보다 낮아야합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 커널

커널은 응용 프로그램과 하드웨어 사이의 중개자 역할을하는 핵심 OS 역할을합니다 이를 통해 응용 프로그램은 하드웨어를 추상화하고이를 활용하기위한 인터페이스를 제공 할 수 있습니다 또한 프로세스 추상화, 프로세스 간 통신 및 시스템 호출과 같은 기능도 제공합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 재배치 부팅

Linux지정된 프로세서에서 커널을 부팅 (시작) 할 때 바카라 규칙의 메모리 공간을 사용하여 메모리로로드하고로드 된 커널을 압축하고 지정된 공간을 사용하여 부츠를 부팅합니다 이를 통해 지정된 프로세서는 지정된 메모리 공간을 사용할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 가상 직렬 통신

RS232 및 RS485와 같은 직렬 통신 표준이 있으며, 이는 오랫동안 바카라 규칙에서 사용되었습니다 개발 된 시스템에서 여러 OS가 동시에 작동 할 수 있으므로이 표준에 따른 통신은 Inter-OS 커뮤니케이션 방법으로 제공됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 오버 헤드

시스템이 부하임을 나타냅니다[참조로 돌아 가기]