多任務系統中的系統啟動方法

2023-06-11 10:36:11

專利名稱：多任務系統中的系統啟動方法
技術領域：
本發明涉及一種在多任務系統中生成任務、對象(信號量(Semaphore)、事件標誌等)的方法，尤其是涉及一種通過使系統的啟動時間縮短來使啟動高速化的技術。
背景技術：
近年來，隨著程序控制的進步，能夠同時處理2個以上的作為計算機的工作單位的任務的多任務系統已得到了普及。通過利用該多任務系統，能夠高效地對多個任務進行切換並執行。而且最近，一般利用可以提高內嵌軟體的開發效率的作業系統(以下，略稱為 「Os」)。作為面向內嵌的0S，一般地，UITR0N4.0被廣泛地滲透。根據該0S，能夠按照每一功能將應用程式進行任務化，能夠提高資產轉用性。在以下的說明中，將在出廠時進行面向用戶的各種軟體的內嵌後進行銷售的個人計算機稱為「商品組」。在商品組的近來的動向中，多功能化、高功能化正在加速。與之相伴， 嵌入商品組中的軟體的規模也存在増大化/複雜化的傾向，並且存在有要求通過軟體與其他領域的資產(任務)進行結合的情況。儘管在現有的商品組所內嵌的軟體中，計算機所要求的任務數為10 20個的程度，但是，在要求與其他領域的資產(任務)進行結合的軟體中，其任務數超過100，由此使任務的設計變得複雜化。作為對商品組的要求中的一個，是要求系統啟動時間的縮短。在啟動時間的縮短時，存在這樣的課題，即，隨著任務數的増加，系統的啟動時任務的生成以及初始化所需的時間也將増加。圖11是以時間軸表示利用了一般OS的現有技術的多任務系統中的系統啟動的初始化的圖。從時刻to至時刻tl，進行總線的設定以及各種寄存器的設定等硬體初始化。從時刻tl至時刻t2，進行分區(section)的初始化。最後，從時刻t2至時刻t3，進行OS初始化，在所有的初始化完成後，成為用戶可使用任意功能的狀態。在OS初始化中，進行OS所使用的變量的初始化與任務/對象的生成。「任務/對象」是指包含任務與對象中的至少一個。尤其是，在任務/對象的生成中，需要與生成個數對應的初始化時間，成為近年來的大規模系統(任務數增大的商品組)中啟動時間増加的要因。OS所使用的任務/對象的生成中，存在有系統啟動時進行生成的靜態生成、以及啟動完成後在應用程式內調出特定的系統調用來進行生成的動態生成。儘管進行與靜態生成不同的動態生成關係到系統的啟動時間的縮短，其反面，需要任務的選定以及設計的變更，難以避免繁雜化。作為將系統的啟動時間縮短的其他的現有技術，例如有專利文獻1記載的系統啟動裝置。在多任務系統中，在該裝置中將系統的啟動時各任務的信息從信息表以及狀態表中讀入至任務信息存儲部，並參照系統所需的各任務的與上次系統停止有關的狀態，通過僅啟動上次停止時處於啟動狀態的任務來使系統的啟動時間縮短。圖12是以時間軸表示專利文獻1的多任務系統中的系統啟動的初始化的圖。從時刻to至時刻tl進行硬體初始化，從時刻tl至時刻t2實施分區初始化，從時刻t2至時刻3僅啟動上次處於啟動狀態的任務。根據該啟動裝置，通過集中於上次處於啟動狀態的任務，來使系統的啟動時間縮短。專利文獻1 JP特開平8486936號公報在現有技術中，通過將要啟動的任務集中於上次停止時處於啟動狀態的任務來謀求啟動時間的縮短，但是如果所有的任務均已處於啟動狀態的情況下，則不能實現系統的啟動時間的縮短。也就是說，隨著處於啟動狀態的任務數量增加，啟動時間縮短的效果則變另外，由於作為近年的商品組中的任務構成，通過將各種資產進行轉用而形成一個系統，因此，即使僅僅1個任務處於啟動狀態，也存在為了啟動該任務而有多個任務在前後進行了動作的可能性。在該情況下，在僅啟動處於啟動狀態的任務，作為系統則並未進行必要的處理，由此，存在並未正常地進行動作的可能性。而且，在現有技術中，初次啟動時或進行與上次不同的處理與如圖11所示的通常初始化同樣，需要較長的時間，從而不能使系統的啟動時間實現縮短。

發明內容
本發明是鑑於上述原因而作出的，其主要的目的在於有效地縮短系統中的系統啟動時間。本發明的多任務系統的系統啟動方法包括伴隨著多任務系統的電源接通分別執行的下述步驟對硬體進行初始化的第1步驟、對分區進行初始化的第2步驟、對作業系統進行初始化的第3步驟，在所述第3步驟中，任務/對象的初始訪問時間等於或小於規定的閾值時，靜態生成所述任務/對象，而在所述初始訪問時間大於所述閾值時，在所述多任務系統的啟動完成後，動態生成所述任務/對象。在此，初始訪問時間是對各任務/對象初次進行訪問的情況下所花費的時間長度。在多任務系統的靜態生成中，一般在啟動時間內生成任務/對象。另外，在動態生成中，一般是在系統的啟動處理的完成後至系統的使用開始前生成任務/對象。在該情況下，作為動態生成，優選在系統啟動處理的完成後的空閒狀態下生成任務/對象。如上所述，本發明對作為OS初始化的一定時間內中進行靜態生成對象的任務/對象在數量上進行限制。即，對於初始訪問時間相對短的任務/對象，執行靜態生成，而對於初始訪問時間在一定以上的較長的任務/對象，在OS初始化的一定時間內不執行生成，而滯後至啟動完成後(進行動態生成)。如此，關於從系統啟動起一定時間內的OS初始化下成為所需的任務/對象，預先將其初始訪問時間設定得相對較短，由此，能夠將要生成的任務/對象的數目設為儘量少。 對於一定時間以上沒有被訪問可能性的任務/對象的生成，在OS初始化時則不進行。如此， 在本發明中，通過對OS初始化時生成的任務/對象的數目進行限制，來將從系統的啟動開始至啟動完成為止的時間長度(系統的啟動時間)進行縮短，從而使啟動高速化。而且，即使為啟動某個任務而在其前後需要使多個任務進行動作的情況下，也能夠將這些必要的某些任務積極地設為啟動對象。由此，作為系統，能夠可靠地進行必要的處理，並能夠確保正常的動作。另外，即使在進行初次的啟動或者與上次不同的處理的情況下，集中於從系統啟動在一定時間內成為必要的任務/對象來進行生成，由此，能夠實現系統啟動時間的縮短。另外，對於現有技術中進行了動態生成的任務/對象，如果其是利用頻度高的任務/對象，可以對其進行靜態生成。其結果，能夠提高針對利用頻度高的任務/對象而發生了請求時的響應性。另外，優選的方式是在所述第3步驟中，基於所述任務/對象的每一個處的所述多任務系統的啟動時間，來計算所述閾值。系統的啟動時間設為從啟動開始至啟動完成為止的處理時間長度。在啟動時間內，除了硬體初始化與分區初始化，將能夠保證應可接受任意功能的該功能的任務/對象的訪問的時間長度設定為所述閾值。另外，優選的方式是根據用戶的利用狀況來更新所述初始訪問時間。根據用戶的利用狀況來變動從啟動完成開始至實際由用戶產生啟動請求且任務/對象被訪問為止的時間長度(實際訪問時間)。由此，在根據該用戶的利用狀況，將實際訪問時間進行反饋並使之反映在初始訪問時間中時，能夠在基於用戶的使用狀況/喜好的狀態下，更有效地推動系統啟動時間的縮短。例如，能夠優先地進行使用頻度高的功能的初始化。尤其是，對於現有技術中進行了動態生成的任務/對象，能夠靜態生成其利用頻度高的任務/對象，並且能夠期待在請求發生時的響應性的提高。另外，作為在基於用戶的使用狀況的初始訪問時間的更新方法的優選方式，存在依次對實際訪問時間進行累計並平均化的方法。另外，在上述的系統啟動方法中，優選的是關於所述初始訪問時間，能夠由用戶來任意地設定所述初始訪問時間。該方法是與上述不同的初始訪問時間的設定方法，由於優先地生成用戶要使用的功能的任務/對象，用戶能夠自由地對該對象的初始訪問時間進行設定。另外，在上述的系統啟動方法中，優選的方式是所述多任務系統被構成為保持有使用特定的功能所需的對象一覽、以及以使用的功能為單位的初始訪問時間的信息，並基於所述對象的一覽與所述初始訪問時間信息來設定所述對象的初始訪問時間。預先以功能為單位對使用的任務/對象進行分組，設定/更新以功能為單位的初始訪問時間，由此， 易於進行對多功能化或通用性擴展的展開。根據本發明，在多任務系統的啟動中，基於任務/對象的初始訪問時間與規定的閾值之間的比較結果，來對是將系統啟動方法設為靜態生成還是設為動態生成進行切換。 即，對於初始訪問時間相對較短的任務/對象，對其執行靜態生成，而對於初始訪問時間為一定以上的較長的任務/對象，在OS初始化的一定時間內不執行其生成，而滯後至啟動完成後。由此，即使在任務/對象的生成數目増加的狀況下，也能夠提高系統啟動時間縮短的效果，促進系統啟動的高速化。例如，在為啟動某個任務而在其前後需要使多個任務進行動作的情況下，能夠將這些必要的某些任務積極地設為啟動對象。由此，作為系統，能夠可靠地進行必要處理，並確保正常的動作，還能使系統啟動時間的縮短。另外，即使在進行初次的啟動或者與上次不同的處理的情況下，集中於從系統啟動在一定時間內成為必要的任務/對象來進行生成，由此，能夠實現系統啟動時間的縮短。另外，對於現有技術中進行了動態生成的任務/對象，如果其是利用頻度高的任務/對象，能夠易於對其進行靜態生成，由於能夠提高針對利用頻度高的任務/對象而產生了請求時的響應性。


圖1是表示本發明的實施方式的系統啟動方法所適用的多任務系統的構成的方框圖。圖2是用於說明本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法的系統的啟動時間、初始訪問時間的圖。圖3是表示本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法的處理的順序的流程圖。圖4是表示圖3中的步驟S4的OS初始化的詳細處理內容的流程圖。圖5A是表示在本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法中追加了初始訪問時間的生成信息表的一個示例的圖。圖5B是表示在本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法中追加了初始訪問時間的生成信息表的一個示例的圖。圖6是與圖5A、圖5B關聯的初始訪問時間和任務/對象的生成/未生成的說明圖。圖7是表示圖3中的步驟S7的包含調度器進行的動態生成的處理順序的流程圖。圖8是表示在本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法中初始訪問時間更新的處理順序的流程圖。圖9是表示在本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法中以功能為單位的初始訪問信息的保持的一個示例的圖。圖10是以時間軸表示在本發明的實施方式的多任務系統中的系統啟動方法中系統啟動的初始化的圖。圖11是以時間軸表示利用了一般OS的現有技術中的多任務系統的系統啟動的初始化的圖。圖12是以時間軸表示現有的多任務系統的系統啟動的初始化的圖。
具體實施例方式以下，利用附圖，對本發明所涉及的多任務系統的系統啟動方法的實施方式進行詳細地說明。圖1是表示本發明的實施方式中的系統啟動方法所適用的多任務系統A的構成的方框圖。該多任務系統A具備0S初始化部1、調度器2、對象生成部3、初始訪問時間設定部4、生成信息表5、控制塊9。OS初始化部1進行OS初始化處理。調度器2基於來自各任務的系統調用的發布來切換由多任務系統A所執行的任務。對象生成部3生成任務/對象。任務/對象至少包含任務和對象中的一者。初始訪問時間設定部4設定通過多任務系統A初次訪問任務/對象時所需的時間長度(以下，稱為「初始訪問時間Ta」)。可由用戶對初始訪問時間設定部 4來執行初始訪問時間Ta的設定。生成信息表5保持有用於生成控制塊9的數據，該控制塊9進行訪問的控制。控制塊9保持有系統A保證的該系統啟動時間(以下，稱為啟動時間Tm)、成為初始訪問時間Ta的比較基準的閾值To、每一對象的狀態。在此所說的每一對象的狀態中包含有任務、信號量、事件標誌等。圖2是系統A中的啟動時間Tm與初始訪問時間Ta的說明圖。啟動時間Tm是指系統A中作為商品而受到保證的時間長度之一，具體而言，是指從開始啟動至啟動完成的時間段長度。其包括對系統A所具備的硬體進行初始化時所需的時間長度(以下，稱之為硬體初始化時間)、對系統A中的分區進行初始化所需的時間長度(以下，稱之為分區初始化時間)、對內嵌於系統A中的OS進行初始化所需的時間長度(以下，稱之為OS初始化時間)、以及生成系統A中的任務/對象所預計的時間長度(以下，稱之為對象生成時間)。對初始訪問時間Ta進一步具體說明，初始訪問時間Ta是指在系統A的啟動完成後初次訪問任務/對象時進行該訪問時該訪問所花費的時間長度。初始訪問時間Ta是由初始訪問時間設定部4針對各個任務/對象的每一個而設定的。閾值To是基於系統的啟動時間Tm所計算出的。S卩，在從系統的啟動時間Tm中減去硬體初始化時間以及分區初始化時間而得到減法結果，將閾值To設定為在該減法結果 Tb中，OS的任務/對象的生成所能花費的最大時間長度。返回至圖1，生成信息表5針對每一任務/對象而存在，保持有ID6、任務名7、狀態 8以及初始訪問時間Ta等。生成信息表5的實際樣式如圖5A、圖5B所例示。控制塊9分別與任務/對象的各個相對應。在控制塊9中，10為ID，11為任務名， 12為狀態。在靜態生成任務/對象時或動態生成任務/對象時，作為其生成的前提條件，從生成信息表5中讀出必要事項來生成控制塊9。其次，按照圖3所示的流程圖，對包含有上述那樣構成的OS的多任務系統中的系統啟動方法的處理順序進行說明。在步驟Sl中，基於系統A的用戶請求而使電源接通。接下來，在步驟S2中，進行硬體的初始化。作為被初始化的硬體，例如有總線以及各種寄存器等。接下來在步驟S3中，進行分區的初始化。接下來在步驟S4中，進行OS的初始化。在此所說的OS的初始化包含有任務/對象的生成的初始化與OS區域的設定的初始化。關於在該步驟S4中的詳細處理， 將參照圖4如後所述。接下來，在步驟S5中，完成一系列的啟動處理。由此，成為可接收基於用戶請求的任意功能的狀態。接下來，在步驟S6、S7中，進行待機，直到用戶執行想要使用的功能的啟動請求為止。步驟S7處的詳細處理將參照圖7如後所述。當在步驟S7中， 確認已發生用戶的啟動請求時，接下來在步驟S8中，開始OS的任務/對象的使用，並使已存在請求的功能進行動作。從電源接通的定時(步驟Si)至系統的啟動完成的定時(步驟S5)為止的處理所需要的時間長度為系統的啟動時間Tm。啟動時間Tm是作為對系統的要求而應保證的時間。 另外，從步驟S5的啟動完成開始至實際從用戶產生啟動請求且進一步在步驟S8中任務/ 對象被訪問為止所需的時間長度為初始訪問時間Ta。在步驟S4中，僅生成在OS初始化下成為必需的任務/對象，對於在一定時間以上沒有被訪問可能性的任務/對象，通過在啟動完成後返回其生成，來使系統的啟動時間Tm縮短。接下來，參照圖4至圖6，對在步驟S4的處理中為了使啟動時間縮短而實施的處理內容進行詳細說明。圖4表示圖3的步驟S4的OS初始化的詳細處理內容的流程圖，圖 5A、圖5B是表示追加了初始訪問時間的生成信息表5的一個示例的圖。在步驟Sll中，OS初始化部1針對任意的任務/對象，取得在生成信息表5所包含的初始訪問時間Ta。設定了初始訪問時間Ta的生成信息表5(圖5A、圖5B進行例示)針
對每一任務/對象而存在。對象中包含有信號量、事件標誌。接下來，在步驟S12中，OS初始化部1將所取得的初始訪問時間Ta與閾值To進行比較。在OS初始化部1判斷出初始訪問時間Ta與閾值To相等或者小於閾值To (Ta ( To) 時，進行至步驟S13，該步驟S13是任務/對象的一系列的靜態生成處理組的在先處理。在 OS初始化部1判斷出初始訪問時間Ta大於閾值To (Ta > To)時，跳過步驟S13 S15而進行至圖3的步驟S5。在步驟S13中，對象生成部3確保在生成控制塊9時所需的存儲器。接下來在步驟S14中，對象生成部3基於生成信息表5的數據來進行控制塊9的生成。接下來在步驟 S15中，對象生成部3將生成信息表5的狀態8的生成完成標誌設置為「1」。由於對於被判斷為初始訪問時間Ta大於閾值To (Ta > To)的對象，在此不被初始化，而通過後面的圖8中所示的動態生成步驟來進行生成，因此，將生成信息表5的狀態8 的生成完成標誌保持為「O」。圖5所示的示例中，在將閾值To設為IOs (秒)的情況下，靜態生成的任務/對象為任務1、任務2以及％!111、^1112、打81，而對於餘下的任務/對象，在系統啟動後生成。由此，從系統啟動起，僅選擇性生成在一定時間內的OS初始化中成為所必需的任務/對象，對於一定時間以上沒有被訪問的可能性的任務/對象，使其的生成滯後。由此，能夠使系統的啟動時間Tm縮短。圖6是與圖5A、圖5B關聯的初始訪問時間與任務/對象的生成/未生成的說明圖。其次，對步驟S7中的處理進行詳細說明。該處理是以不被視為靜態生成的處理對象的任務/對象作為處理對象，具體處理內容為動態生成處理。圖7是表示包含有圖3中的步驟S7的調度器2所進行的動態生成的處理順序的流程圖。系統的啟動完成後，在步驟S7中，如產生了用戶的啟動請求，在切換任務時，將調出調度器2。其後，所被調出的調度器2在步驟S21中取得接下來進行啟動的任務。接下來在步驟S22中，調度器2對所取得的接下來啟動的任務是否是空閒任務(idle task)進行判斷。在判斷接下來啟動的任務為空閒任務的情況下，進行到步驟S23，在判斷其不為空閒任務的情況下進行到步驟S25。在步驟S23中，對象生成部3從生成信息表5中取得在啟動時未進行靜態生成的狀態標誌被設為「O」(啟動時未進行靜態生成)的對象的信息。而且，對象生成部3通過調出進行任務/對象的生成的步驟S13至S15，在相應的任務/對象在一系列的啟動處理中成為所需的時刻之前，生成該任務/對象(在此的對象生成為動態生成)。接著，通過步驟 S25，調度器2進行任務的切換。另外，作為取得步驟S23處的未生成對象的方法，可以從在未生成的任務/對象中、初始訪問時間Ta最短的任務/對象開始，優先地進行生成。另外，也可以考慮按照每一功能，將對象進行分組，從多個的位置，優先地進行生成被調用的可能性高的任務/對象。另一方面，在進行到步驟SM時，調度器2對表示接下來被啟動的任務的狀態的生成完成標誌是否為「O」進行判斷。在生成完成標誌為「O」的情況下，與前述同樣地，通過調出任務/對象的生成的步驟S13 步驟S15來進行相應的任務/對象的生成(在此的對象生成是動態生成)。另一方面，在生成完成標誌不為「O」的情況下，進行到步驟S25，並進行任務的切換。其次，利用圖8所示的流程圖來說明對初始訪問時間Ta進行更新的方法。在步驟 S31中進行系統的啟動處理。接下來在步驟S32中，實際地對任務/對象進行訪問。接下來，在步驟S33中，將從步驟S31的系統的啟動處理至步驟S32的訪問完成為止所需的實際時間長度更新為初始訪問時間Ta。在該初始訪問時間Ta的更新中，任務/對象的初始訪問時間Ta與初始訪問時間Ta的上次值進行相加並進行平均化後來進行設定。通過依次進行多次的更新，能夠根據用戶的使用狀況/喜好，來優先地進行使用頻度高的功能的初始化。作為初始訪問時間Ta的其他的設定方法，可考慮設計時作為初始值來保持的方法、或者使用初始訪問時間設定部4按照優先地生成用戶要使用的功能的方式進行設定的方法。另外，這些信息如圖9所示那樣，能夠以功能為單位將要使用的任務/對象進行分組， 對以功能為單位的初始訪問時間Ta進行設定/更新。另外，關於進行動態生成的任務，也可以進行靜態生成。如果這樣做，能夠提高使用頻度高的功能的響應性。圖10是以時間軸表示本實施方式的系統啟動的初始化的圖。從時刻t0至時刻tl 的時間段實施硬體初始化，從時刻tl至時刻t2的時間段實施分區初始化。從時刻t2至時刻t3所進行的OS初始化步驟中，實施初始訪問時間與閾值的比較，並基於該比較結果，僅靜態生成從系統啟動起一定時間內的OS初始化中成為必需的任務/對象。也就是說，使一定時間以上沒有被訪問可能性的任務/對象的生成被滯後。在時刻t3，啟動完成後，在從時刻t4至時刻t5的時間段，動態生成在系統初始化時未生成的對象。另外，本發明並不僅限於上述的實施方式，在本發明的宗旨範圍內能夠實施各種的變形。產業上的利用可能性本發明的多任務系統的系統啟動方法在作為搭載有多任務OS的系統中，用作一種通過使系統的啟動時間縮短來使啟動高速化的技術。符號說明
A多任務系統
1OS初始化部
2調度器
3對象生成部
4初始訪問時間設定部
5生成信息表
Ta初始訪問時間
Tm啟動時間
To閾值
權利要求
1.一種多任務系統中的系統啟動方法，包括伴隨著多任務系統的電源接通而分別執行的下述步驟對硬體進行初始化的第1步驟、對分區進行初始化的第2步驟、對作業系統進行初始化的第3步驟，其中，在所述第3步驟中，任務/對象的初始訪問時間等於或小於規定的閾值時，靜態生成所述任務/對象，而在所述初始訪問時間大於所述閾值時，在所述多任務系統的啟動完成後，動態生成所述任務/對象。
2.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，在所述第3步驟中，通過在所述多任務系統的啟動處理完成之前生成所述任務/對象， 來靜態生成所述任務/對象。
3.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中， 在所述第3步驟中，通過在從所述多任務系統的啟動處理完成至系統使用開始的時間段中生成所述任務/對象，來動態生成所述任務/對象。
4.根據權利要求3所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，在所述第3步驟中，通過在所述多任務系統的啟動處理完成後的空閒狀態下生成所述任務/對象，來動態生成所述任務/對象。
5.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，在所述第3步驟中，基於所述多任務系統在各個所述任務/對象處的啟動時間，來計算所述閾值。
6.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，在所述第3步驟中，根據所述多任務系統的利用狀況來更新所述初始訪問時間。
7.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，在所述第3步驟中，能夠由所述多任務系統的用戶來任意地設定所述初始訪問時間。
8.根據權利要求1所述的多任務系統中的系統啟動方法，其中，所述多任務系統保持有使用特定的功能所需的對象的一覽、以及以使用的功能為單位的初始訪問時間的信息，在所述第3步驟中，基於所述對象的一覽與所述初始訪問時間信息來設定所述任務/ 對象的初始訪問時間。
全文摘要
本發明提供一種多任務系統的系統啟動方法。其伴隨著多任務系統的電源接通而分別執行對硬體進行初始化的第一步驟、對分區進行初始化的第二步驟、對作業系統進行初始化的第三步驟。在第三步驟中，在任務/對象的初始訪問時間等於或小於規定的閾值時，靜態生成任務/對象，在初始訪問時間大於閾值時，在多任務系統的啟動完成後動態生成任務/對象。
文檔編號G06F9/445GK102326146SQ20108000825
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月9日 優先權日2009年3月11日
發明者伊藤祐介 申請人:松下電器產業株式會社