組込みシステムにおける割込み処理生成システムの設計と実装

砂川 克志(9851055)

組込みシステムにおけるソフトウェアの生産性向上のために，ITRONをはじめ 多様な組込みシステム向けOSが作成されている．しかし，組込みシステム向け OSはアークテクチャに特化して作られることが多く，OSそのものの移植性は必 ずしも高いとは言えない．特に割込み処理に関しては，使用するプロセッサや 割込みコントローラに大きく依存するので，コードの再利用性が低く，組込み システム開発時の生産性も高くはない．割込みに関する移植性を向上させる方 法として，割込み処理を仮想化し，OSの上位層とのインタフェースを統一する ことにより，アーキテクチャの差異を吸収する方法が考えられる．代表的な組 込みシステム向けOSであるITRONにおいても割込みの仮想化を取り入れた階層 構造の仕様が検討されている．本研究の予備段階でも，アーキテクチャに依存 したレジスタの退避，復帰の部分を関数モジュールとして与え，アーキテクチャ 依存のコードの割合が比較的低い割込み処理ルーチン (Interrupt Service Routine, ISR)のみを割込み処理コードから独立して記述できるインタフェー スを考察した．しかし，組込みシステムは即応性が求められることが多いため， アーキテクチャを仮想化するインタフェース層における関数呼び出しなどのオー バーヘッドが問題になることが多い．そこで，応答速度を維持しつつ組込みシ ステム向けOSにおける生産性向上を図るため，関数モジュールとして与えてい た部分も，アーキテクチャに最適なコードとして自動的に生成するシステムを 設計し，さらに，その一部を実装した．組込みシステム開発者は本研究で提案 するインタフェースを用いて論理的な割込み構成(割込み要因，優先度，ISRの ソースコード)を割込み処理生成システムに入力するだけで，アーキテクチャ に最適な割込み処理コードの生成が可能となる．現在のバージョンでは，自動 的に生成できる部分は，割込みベクタテーブルと割込みコントローラの初期化 の部分である．