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TOPPERSプロジェクト,自動車制御システム向けのオープン・ソースOSを公開

 TOPPERSプロジェクトは,2013年1月,自動車制御システム(車載システム)向けのリアルタイムOS「TOPPERS/ATK2(Automotive Kernel 2)」をオープン・ソース・ソフトウェアとして公開する.名古屋大学 大学院情報科学研究科 附属組込みシステム研究センター(NCES)が,トヨタ自動車やデンソーなどの企業13社と共同で開発した.同OSは,欧州で普及している車載システム向けのOS仕様「AUTOSAR OS仕様」に基づいて開発されており,一部,独自仕様が盛り込まれている.

 AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)とは,車載システムの基本ソフトウェアやインターフェースについて標準化を推進するコンソーシアムである.同コンソーシアムは,OSや通信機能などに関して仕様を策定しており,最新バージョンは2011年12月に策定されたリリース4.0.3(Release 4.0 Revision 3)である.

 今回公開するのは,TOPPERS/ATK2カーネルのソース・コードおよびコンフィグレーション・ツールと,本OSの外部仕様書である.本OSの設計書そのものは公開しない.

 開発にあたってはAUTOSAR OS仕様(リリース4.0.3)への準拠を心がけたが,仕様にはあいまいな部分や,そのまま実装すると不具合を引き起こす可能性のある内容が含まれているため,必要に応じて修正や追加を行った.また,タイミング保護に関する部分に問題があり,これを変更するとなると大きく仕様が変わってしまう.そこで,今回はタイミング保護関連の機能は実装せず,SC1(Scalability Class 1)として規定されている基本機能に,メモリ保護拡張を追加する形で実装した.

 開発したOSの外部仕様書を作成したのは,AUTOSAR OS仕様との相違点を明確にするためである.そもそもAUTOSAR OSの仕様書には,その基となったOSEK/VDX OS仕様書との差分だけが記述されている.ここで本OSの仕様としてAUTOSAR OSとの差分のみを記述すると,OSの仕様全体を把握するのが困難になる.そこで,差分ではなく,全体についての仕様書を作成した.さらに,各項目がOSEK/VDX OSに由来するものかAUTOSAR OSに由来するものか,あるいは独自仕様なのか,ATK2向けの実装仕様なのかを判別できるように要求番号を振った.ちなみに,独自に規定した仕様の件数は,OSEK/VDX OS仕様およびAUTOSAR OS仕様に由来する仕様の件数とほぼ同数である(つまり,仕様項目の半分は独自仕様).

 対応プロセッサは,現時点ではNios II(米国Altera社のFPGAで動作するソフト・マクロのプロセッサ)のみだが,現在,ほかのプロセッサへの移植作業が進行中だという.

 本OSの開発は,NCESが中心となって2011年度より実施している「次世代車載システム向けRTOSの仕様検討及び開発に関するコンソーシアム型共同研究」として行った.本コンソーシアムの参加企業(2012年11月時点)は,ヴィッツ,永和システムマネジメント,OTSL,サニー技研,デンソー,東芝,トヨタ自動車,豊田自動織機,日本電気通信システム,パナソニック アドバンストテクノロジー,富士ソフト,富士通VLSI,ルネサス エレクトロニクス.OSの開発は,参加企業からNCESに派遣されている12名の技術者と,名古屋大学の教員・研究員8名で行った.

 本コンソーシアムは,リアルタイムOSや通信ミドルウェアの開発が終了した約1年後に,TOPPERSプロジェクトよりオープン・ソース・ソフトウェアとして成果物を一般公開する(今回公開するOSも,2011年度に開発を完了したものである).ただし設計書と検証ツールについては公開せず,コンソーシアム参加企業以外には有償で提供する.2012年度はマルチコア対応を進めている.また今後の計画として,他社が開発したAUTOSAR OS仕様のOSとの互換性を評価する予定.


[写真1] 発表を行うTOPPERSプロジェクトの高田 広章氏


[写真2] 外部仕様書と設計書における独自項目の割合

■連絡先
TOPPERSプロジェクト
URL: http://toppers.jp/

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