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 MV@9<J MUA`MUCWI?QW0ª5
TOPPERSプロジェクトの概要
プロジェクトの目的・狙い・組織と会員・経緯
主な開発成果, TOPPERSライセンス, 発展の方向性
TOPPERS/FDMPカーネルの概要
マルチプロセッサ利用の現状と必要性, OSの必要性
TOPPERS/FDMPカーネルの仕様, 実装, 利点と特長
関係者のコメント, 今後の展開
急速に普及するTOPPERSの開発成果
TOPPERSの利用事例が急増, シェアが急増
ローランドがFI4カーネルを採用, その他の利用事例
TOPPERSプロジェクトで進行中の活動と今後
組込みコンポーネント仕様, 割込み処理モデルの標準化
TOPPERSカンファレンス2005 

 MV@9<J MUA` MV@9<J0b¨ 

 MV@9<J MUA` MV@9<J-1
TOPPERS =oyohashien latform formbedded and eal-Time ystems

プロジェクトの活動内容
ITRON仕様の技術開発成果を出発点として，組込みシス
テム構築の基盤となる各種のオープンソースソフトウェアを開発するとともに，その利用技術を提供

プロジェクトの推進主体
産学官の団体と個人が参加する産学官民連携プロジェクト
2003年9月にNPO法人として組織化
それ以前は，名古屋大学 (2002年度までは豊橋技術科学大学) 高田研究室を中心とする任意団体として活動 

 MV@9<J MUA` MV@9<J0$! 日本の主要産業に重要な役割を果たしている組込みシス
テム分野で，ITRONによって築いてきた日本発の技術を維持・発展させていきたい
現世代のリアルタイムOSの決定版の構築! 約20年間に渡るITRON仕様の技術開発成果をベースに
ITRON仕様の標準的なオープンソース実装を用意することで，企業の開発投資をより先端的なソフトウェア部品や開発環境の開発に向ける
ITRON仕様の実装が絞られることで，ソフトウェアの移植性が向上し，それらにサポートが集中する
ITRON仕様がかかえる「過剰な重複投資」と「過剰な多様性」の問題が解決 (または軽減) 

 MV@9<J MUA`

次世代のリアルタイムOS技術の開発
組込みシステムの要求に合致し，ITRONの良さを継承した，次世代のリアルタイムOS技術を開発する! 汎用OS向けに開発された技術をそのまま導入するのではなく，組込みシステムに向いた技術を開発する
オープンソースソフトウェア化により，産学官の力を結集することが可能に
標準化よりもソフトウェア開発の方がスピードが速い
組込みシステム技術者の育成への貢献
オープンソースソフトウェアを用いた教育コースや教材の開発と，それを用いた教育の場を提供するなどの活動
を通じて，組込みシステム技術者の育成に貢献する開発した教育コンテンツもオープン化する 

 MV@9<J MUA`

MV@9<J0-'53,0lX
TOPPERSプロジェクトの組織と会員
総会

正会員 (団体, 個人)＋ 準会員, 特別会員

監事
理事会 会長, 副会長, 理事
事務局 事務局長
運営委員会 運営委員 (15名)

団体正会員 : 77
(企業 : 75, その他 : 2)

個人正会員 : 12
準会員 (個人) : 50
特別会員 : 16(団体 : 8, 個人 : 8)

合計会員数 : 155(2005年4月18日時点)

必要なWGを順次設立

教育WG 

コンポーネント
仕様WG

中国普及
WG

Linux on

検証WG TOPPERS WG

 MV@9<J MUA`

これまでの経緯
2000年11月
2001年11月
2002年4月
2002年11月
2003年2月
2003年9月
2004年2月
2004年4月
2004年6月
2004年11月
 

JSPカーネルの最初のバージョンを公開
この時点でメンバが4組織に．産業界への普及活動を開始
組込みシステム業界の有力4社が参加
TOPPERSプロジェクト組織化準備委員会
が活動を開始JSPカーネルが松下電器産業のカラオケマ
イクに採用されるNPO法人設立．教育WGの活動を開始
TINET, DLMを配付開始
FI4カーネル, RLLなどを配付開始
第1回 TOPPERSカンファレンス開催
OSEKカーネルを配付開始

 MV@9<J MUA`'53,0.a_
TOPPERS/JSPカーネル
μITRON4.0仕様のスタンダードプロファイルに準拠したリアルタイムカーネル
TOPPERSプロジェクトの最初の開発成果．Release 1.4
により，現世代のリアルタイムOSとして高い完成度に実システム・教育等への豊富な利用事例
約15種類のターゲットプロセッサに対応 (増加中)
TOPPERS/FI4カーネル
JSPカーネルをベースに，μITRON4.0仕様に規定されたすべての機能を持つよう拡張したリアルタイムカーネル! JSPカーネルで機能不足となるアプリケーションへの適用を狙う
JSPカーネルをベースとして開発 

 MV@9<J MUA`IIMPカーネル (トロン協会にて開発・配付中)
JSPカーネルをベースに，メモリ保護などの保護機能を追加したリアルタイムカーネル
μITRON4.0仕様 保護機能拡張 (μITRON4.0/PX仕様)に準拠! 組込みシステムの要求に合致したオーバヘッドの小さいメモリ保護機能を実現
仕立て直して，TOPPERSプロジェクトの開発成果物として配付する計画
TOPPERS/OSEKカーネル
自動車制御システム分野での国際標準であるOSEK/VDX OS仕様に準拠したリアルタイムカーネル! 自動車制御システム分野での普及を狙う
JSPカーネルの開発成果を活用する形で開発 

 MV@9<J MUA`

TOPPERS C++ APIテンプレートライブラリ
μITRON仕様準拠のカーネルをラッピングするC++用のテンプレートライブラリ
JSPカーネルとFI4カーネルの両方に対応
TOPPERSカーネルテストスイート
JSPカーネルとFI4カーネルが，μITRON4.0仕様に合致しているかを検証するために必要なテストプログラム
μITRON4.0仕様のスタンダードプロファイル部分のテ
スト内容は，「μITRON4.0検定仕様書(案)」に基づく
それ以外の機能をテストするテストスイートを追加
モデルベース開発支援 (BridgePoint for JSP)
モデル駆動型アーキテクチャ (MDA) をサポートする開発ツールの BidgePoint の生成するコードを，JSPカーネ
ル上で動作させるためのランタイムおよびツール 

 MV@9<J MUA`TINET
ITRON TCP/IP API仕様に準拠した組込みシステム用のコンパクトなTCP/IPプロトコルスタック
FreeBSDのコードをベースに，メモリ使用量やオーバ
ヘッドを減らすように改造
IPv6にも対応 (KAMEのコードをベースに)RLL (Remote Link Loader)
DLM (Dynamic Loading Manager)
いずれも，モジュールの動的なローディングを行うためのミドルウェア．実現アプローチが異なる
RLLは，サーバに格納されたリロケータブルファイルをサーバ側でリンクし，それをダウンロードして実行
DLMは，ファイルに格納されたリロケータブルファイルを読み込み，それをロード・リンクして実行 

 MV@9<J MUA`'53,/a(*jY=WIWH
組込みシステム開発技術者の質・量両面での充実が必要
であるにもかかわらず，技術者育成のための良い教材や場が少ない
SESSAME (組込みソフトウェア管理者・技術者育成研究会) と連携して教育コンテンツを開発してオープン化
初級実装コースの教育コンテンツ
初級実装コース (リアルタイムOS上に組込みソフトウェ
アを構築する手法を，実習を通して体験・学習するコース) のセミナー講義テキスト，セミナー配付資料，セミナ
ー環境設定用のプログラムなど
独立の教育コンテンツ
TOPPERS版鹿威し話題沸騰ポットシミュレータ 

 MV@9<J MUA` R8BWATOPPERSプロジェクトで独自に開発したソフトウェアには，独自のライセンス条件 (レポートウェア) を設定する
基本的な考え方組込みシステムの事情を考慮し，GNU GPLやBSDライ
センス (旧版) より自由に使えるライセンス条件とする
成果をアピールすることが開発資金獲得に繋がることか
ら，どこでどう使われているかをなるべく知りたい
GNUソフトウェアとリンクして使えるように，デュアルライセンスに (実際には，BSDライセンスも選択できる)
ライセンス文言の構成
ソフトウェアの名称と各著作者の著作権表示
利用条件本体 (次のスライドに掲載)
無保証規定 

 MV@9<J MUA`
上記著作権者は，以下の (1)～(4) の条件か，Free Software Foundation によって公表されている GNU General Public License の Version 2 に記述されている条件を満たす場合に限り，本ソフトウェア（本ソフトウェアを改変したものを含む．以下同じ）を使用・複製・改変・再配布（以下，利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．
(1) 本ソフトウェアをソースコードの形で利用する場合には，上記の著作権表
示，この利用条件および下記の無保証規定が，そのままの形でソースコー
ド中に含まれていること．
(2) 本ソフトウェアを，ライブラリ形式など，他のソフトウェア開発に使用できる形で再配布する場合には，再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著作権表示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること．
(3) 本ソフトウェアを，機器に組み込むなど，他のソフトウェア開発に使用できない形で再配布する場合には，次のいずれかの条件を満たすこと．
(a) 再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著作権表
示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること．
(b) 再配布の形態を，別に定める方法によって，TOPPERSプロジェクトに報告すること．
(4) 本ソフトウェアの利用により直接的または間接的に生じるいかなる損害からも，上記著作権者およびTOPPERSプロジェクトを免責すること．

 

 MV@9<J MUA` jY=WIWHR8BWATOPPERSプロジェクトで独自に開発した教育コンテンツ
は，独自のライセンス条件によりオープンにする
基本的な考え方
教育コンテンツの内容を改変した場合には，改変した旨の記述をいれてもらう (同一性保持のため)
上記著作権者は，以下の (1)～(3) の条件を満たす場合に限り，本資料（本資料を改変したものを含む．以下同じ）を使用・複製・改変・再配布（以下，利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．
(1) 本資料を利用する場合には，上記の著作権表示およびこの利用条件が，そのままの形で資料中に含まれていること．
(2) 本資料を改変する場合には，資料を改変した旨の記述を，資料中に含める
こと．ただし，TOPPERSプロジェクトの活動の一環として本資料を改変する場合には，資料を改変した旨の記述を含める必要はない．
(3) 本資料の利用により直接的または間接的に生じるいかなる損害からも，上記著作権者およびTOPPERSプロジェクトを免責すること．

 

 MV@9<J MUA`a_0y{n/d)4f
TOPPERSプロジェクトの開発成果物とは？
プロジェクトの会員が開発し，次のいずれかの該当する
ソフトウェア(1) TOPPERSプロジェクトの開発計画の一環で開発したソフトウェア
(2) TOPPERSプロジェクトが，それを開発した会員より，開発成果物として取り扱う (すなわち，オープ
ンソースにする) 旨の合意を得たソフトウェア
開発したソフトウェアを，(2) に該当する開発成果物とすと呼んでいる
ることを，
開発成果物に対する知的財産権は，それを開発した会員に帰属し，TOPPERSプロジェクトには譲渡しないことを原則とする 

 MV@9<J MUA`

第3者の知的財産権に対する配慮
オープンソースソフトウェアが，第3者の知的財産権を侵害していないことを保証することは極めて困難な課題! SCOによる対Linux訴訟
知的財産権の侵害を完全に排除しようとすると，開発者(特にボランティアの開発者) の参加が困難な事態にプロジェクトの開発成果物が，第3者の知的財産権を侵害しないようにするための考え方が重要
ユーザの使いやすさと開発者の参加しやすさを折衷させる
著作権 (侵害していることが自覚できる) と工業所有権 (特許権など, 知らずに侵害する場合がある) を区別して考える 

 MV@9<J MUA`

規則の関連部分 (抜粋)
第２条 TOPPERSプロジェクトの会員（以下、「会員」という。）が開発し、次のいずれかに該当するソフトウェアを、TOPPERSプロジ
ェクトの開発成果物（以下、「開発成果物」という。）と呼ぶ。
(1) TOPPERSプロジェクトの開発計画の一環で開発したソフトウェ
ア(2) TOPPERSプロジェクトが、それを開発した会員より、開発成果物として取り扱う旨の合意を得たソフトウェア
第５条 会員は、自らが開発する開発成果物において、他者の著作権を侵害してはならない。
第６条 会員は、自らが開発する開発成果物に、自らが所有する工業所有権（特許権など）を利用する場合には、TOPPERSプロジェクトにその旨を通知するとともに、開発成果物を利用する場合に限って、当該工業所有権の実施を無償で許諾しなければならない。
第７条 会員は、開発成果物が何らかの知的財産権を侵害していることを発見した場合には、TOPPERSプロジェクトに直ちにその旨を報告しなければならない。
 

 MV@9<J MUA`

MV@9<J00¡t
ビジネスの活性化を重視
プロジェクト関連のビジネスを活性化させ，参加企業の研究開発投資を引き出すことが極めて重要企業がオープンソースソフトウェアの開発に直接貢献することは容易ではない (開発投資が回収できる
ビジネスモデルが描きにくい)
一定のルール (ライセンス条件) のもとで，参加企業が自由にビジネスモデルを工夫する形態
組込みシステム分野では，オープンソースソフトウェア
をベースにしたビジネスモデルが成立しやすい条件
組込みシステム分野においては要求事項・プラット
フォームが多様 

 MV@9<J MUA`

国際展開・普及への取組み
欧米よりもアジア地域への展開を重視
中国普及のための作業をボランティアメンバで行っていたが，中国普及WGに設置 (2004年5月)
中国語版ウェブサイトを開設
初級実装コースの教育コンテンツを中国語に翻訳
中国の大学での教育コース実施に向けて協議中
ドキュメント類や教育コンテンツの英語化が急務に
テーマ間の優先順位
技術開発したいテーマは多数あり，すべてを同時に進めるマンパワーは (残念ながら) ない
産業界における要求が高いテーマ (≒ 積極的に取り組む
メンバがいるテーマ) から順に取り組む 

 MV@9<J MUA` 

 

;LT0b¨ MV@9<J MUA`NTFMVBG>©§0p-¨
近年，組込みシステム分野においてもマルチプロセッサの必要性・利用が広がる
典型例) 携帯電話機
アプリケーションプロセッサとベースバンドチップ内のプロセッサ (別々のLSI)それぞれもまたマルチプロセッサ構成 (マルチコア型
マイクロプロセッサ)
小さい消費電力で高性能を実現するためには，マルチプ
ロセッサ構成が有利
1GHzのプロセッサ1つよりも，200MHzのプロセッサ
5つの方が消費電力が小さい (他の条件にも依存)高性能なプロセッサは，コスト的にも不利になる場合が 

 MV@9<J MUA`NTFMVBG>0E8M
密結合マルチプロセッサ (共有メモリ)
対称型マルチプロセッサ (SMP, SMT)
! 携帯電話など，汎用システムに近い組込みシステ
ム分野で今後使われる？
機能分散マルチプロセッサ! 実行すべき処理があらかじめ決まっている組込みシステムには，こちらの方が有効
マルチプロセッサ対応の主ターゲットとする
疎結合マルチプロセッサ (分散システム)
組込みコンポーネント仕様の枠組みで扱う! カーネルの実装方法で区別

直接操作法 vs. 遠隔呼出し法 

 MV@9<J MUA`

直接操作法と遠隔呼出し法
他プロセッサに属するオブジェクトに対する操作の2つの実現方法
直接操作法では，他プロセッサのローカルメモリ上にある対象オブジェクトの制御ブロックに直接アクセスする
対象プロセッサでタスク切換えが必要になった場合にのみ，そのプロセッサに割込みをかける
遠隔呼出し法では，他プロセッサに操作を依頼する
操作の度に，必ずそのプロセッサに割込みをかける
操作を行う側のプロセッサは，依頼した操作が終わるまで待つことが必要
一長一短だが，他プロセッサのローカルメモリへのアクセスが高速なら，直接操作法が有利 

 MV@9<J MUA`ezNTFMVBG>0«
東芝 MeP (Media embedded Processor) プロセッサコアを用いたMPEG2コーデックLSIの構成図※ 東芝半導体 製品カタログ「MeP (Media embedded
Processor) 概説」より

 

 MV@9<J MUA`NTFMVBG>t&0¨
これまでのマルチプロセッサ向けソフトウェア開発
各プロセッサに，独立にリアルタイムOSを載せる (プロセッサによっては，OSを載せないものも)プロセッサ間の同期・通信は，(OSではなく) アプリケー
ションソフトウェアで実現
OSによるサポートの必要性
アプリケーション毎にプロセッサ間の同期・通信を実現する必要があり，開発工数が増える
ある処理を別のプロセッサに移そうとすると，同期・通信部分のプログラムの作り直しが必要! 静的な移し換えのみを考えている
OSによる，タスク間同期・通信と互換のプロセッサ間同期・通信機能のサポートが望まれる 

 MV@9<J MUA` 

;LT0|¦

基本方針
μITRON4.0仕様のスタンダードプロファイルをベースにマルチプロセッサ向けに拡張
マルチプロセッサ独自の機能は極力設けない
オブジェクトのクラス分け
カーネルオブジェクト (タスク, セマフォなど) は，いず
れかのプロセッサに属する
タスクは，それが属するプロセッサでのみ実行されるタスクは，すべてのカーネルオブジェクトに (機能的には) 同じようにアクセスできる
オブジェクトの指定方法
オブジェクトのID番号の上位ビットでそれが属するプロ
セッサを指定 

 MV@9<J MUA`

オブジェクト管理の概念図
タスク

タスク

I/O

プロセッサ1

I/O

ローカル
メモリ

プロセッサ2
ローカル
メモリ

同期・通信オブジェクト (タスク独立)(セマフォ, イベントフラグ,
データキュー, メールボックス)

グローバル
メモリ

割込み処理やタスクスケジューリング処理は，プロセッ
サ毎に行うあるプロセッサで割込みを禁止しても，他のプロセッ
サでは割込みが発生する
 

 MV@9<J MUA` 

;LT0}

カーネルの実装技術
名古屋大学 大学院情報科学研究科 組込みリアルタイムシ
ステム研究室とその共同研究者によるこれまでの研究成果に基づくカーネルの実装作業
カーネル本体は，同研究室の本田晋也氏がTOPPERS/JSP
カーネルをベースに開発
開発にあたって，独立行政法人 情報処理推進機構(IPA) の2004年度未踏ソフトウェア創造事業の支援を受けた
コンフィギュレータは，同研究室から依頼を受けて，
TOPPERSプロジェクト会員の高木信尚氏が開発 

 MV@9<J MUA`

現時点でサポートしているプロセッサ
東芝 MeP (Media embedded Processor)
米国ALTERA社 Nios II (FPGA向けソフトコア)
米国XILINX社 MicroBlaze (FPGA向けソフトコア)
300万ゲート相当のFPGAFPGA上に Microblaze を複数搭載可能 (標準4個)
フラッシュメモリ
FPGA (Xilinx Virtex-II)
拡張用端子
SRAM
RS-232C

Ethernet

RS-232C

MicroBlaze向けの開発用ボード
 

 MV@9<J MUA` 

;LT0©

機能分散マルチプロセッサ上でのアプリケーション開発
を大幅に効率化
μITRON仕様準拠のAPIで各プロセッサ上のオブジェ
クトにアクセス可能
μITRON仕様OS向けのソフトウェア資産が活用可能
性能を重視した実装
プロセッサ数に対するスケーラビリティ
リアルタイム性 (特に割込みに対する応答性) を損なわないための工夫新たなターゲットプロセッサへのポーティングが容易
JSPカーネルがサポートしていると特に容易 

 MV@9<J MUA`

dk~0=PWJTOPPERSプロジェクト 会長／名古屋大学 教授 高田広章
TOPPERSプロジェクトでは、ITRON仕様を出発点として、次世代のリアルタイムOS技術を開発しています。今回開発に成功したTOPPERS/FDMPカーネルは、機能分散マルチプロセッ
サ向けのリアルタイムOSとして他に例のないものであり、でもあります。また、我々の研究室での永年の研究成果に基づいたものであり、でもあると考えています。TOPPERS
プロジェクトでは今後も、大学等での研究成果に基づいて、先進的な組込みシステム技術を開発していく計画です。その成果にご期待いただけると幸いです。
 

 MV@9<J MUA`

株式会社東芝 ソフトウェア技術センター長 江口和俊氏
システムの急速な高機能化、大規模化への要求と、これに相反するハードウェアの小型化、低消費電力化の要求を両立させるために、デジタル情報家電向けシステムLSIでは、機能分散型
マルチコアアーキテクチャの採用が注目されています。弊社
は、MeP（Media embedded Processor）によって、いちはや
く機能分散型マルチコアアーキテクチャを実現するとともに、
デジタル情報家電向けシステムLSI開発において業界をリードして参りました。しかしながら、さらなるシステム全体の高度化に対処し、より一層のシステム開発効率向上を図るには、機能分散マルチコアシステムLSIをサポートする、オープンソー
スベースの業界標準OSの登場が切に望まれております。
このたび、TOPPERSプロジェクトが開発に成功しました
TOPPERS/FDMPはまさにこの要求に沿うものであり、弊社もTOPPERSプロジェクト会員として今回の開発に多少なりとも貢献できたことを喜ばしく思うとともに、普及に向けて一層の協力をする所存です。
 

 MV@9<J MUA`

日本アルテラ株式会社 代表取締役社長 日隈寛和氏
アルテラは、Nios IIソフトコア・エンベデッド・プロセッサとFPGAおよびストラクチャードASIC製品により、本格的に組込
み分野に取り組んでいます。TOPPERSプロジェクトが取り組んでいる機能分散マルチプロセッサ・システムのソリューショ
ンは、アルテラが顧客に提案しているソリューションと連携するもので、両者の組込み開発における方向性が完全に一致していることを示しています。Nios IIの開発環境とサードパーティ
各社からのサポートもますます充実し、FPGA/PLDが組み込
み市場で貢献できる新時代が到来しました。

 

 MV@9<J MUA`

米国ザイリンクス社 シニアリージョナルマーケティング
マネージャー サイードモサビ (Saeid Mousavi) 氏
ザイリンクスの低コストで高集積度のFPGAデバイスは、民生機器や自動車関係などのアプリケーションにおいてMicroBlaze
ソフトプロセッサコアの複数実装を可能にしています。そして、ITRONの特徴を活用することにより、よりパフォーマンス
の高い、柔軟性をもった組込み型システムの設計を容易に実現できる環境をお客様に提供できるようになりました。

 

 MV@9<J MUA` 

;LT0wr0a

配付計画
5月27日のTOPPERSカンファレンス2005をメドに会員向けに配付開始 (早期リリース)
遅くとも年内には一般に配付開始
カーネルの評価
これまでに例のないリアルタイムOSであるだけに，アプ
リケーションへの適用による有効性の評価が重要
機能的・性能的に十分か？
必要ならマルチプロセッサ向けの新規機能を検討
現在，カーネルの性能評価を実施中
ソフトウェア開発環境に関する検討
マルチプロセッサ向けの開発環境 (特にデバッグ環境) について検討していく計画 

 JR?:<D JQ@~W`w/_*4 0X~tV"  

 JR?:<D JQ@~W 0 j(`v
シェアが急増トロン協会の調査によると，「フリーのITRON仕様OS」のシェアが，2003年の2.4%から2004年には6%に
このほとんどがTOPPERSプロジェクトの開発成果と思われる

フリ ーのITRON
仕様 OS 2 . 4%

フリーのIT RON
仕様OS 6%"  

※ (社)トロン協会「2004年度
組込みシステムにおけるリ
アルタイムOSの利用動向に関するアンケート調査報告書」より

 JR?:<D JQ@~W

機器への組込み事例
Roland の KR-107, RG-7 と EDIROL UA-101
アビックスの TimeSlit
オークマのNC装置 OSP-P200
大日本印刷のネットワーク対応RFIDリーダライタ
その他の利用事例
CPUボードへのバンドル事例
開発環境への利用事例
TOPPERS上で開発されたソフトウェア
セミナー等での利用事例!
!
"  

 JR?:<D JQ@~W

R'OSE(  ;'GP6h
TOPPERS/FI4カーネル
μITRON4.0仕様に規定されたすべての機能を持ったリ
アルタイムカーネル(資)もなみソフトウェアがTOPPERS/JSPカーネルをベースに開発
2004年4月からオープンソースソフトウェアとして一般に配付
独立行政法人 情報処理推進機構 (IPA) の2003年度オープンソフトウェア活用基盤整備事業の支援を受けたローランドがデジタルピアノに採用
TOPPERS/FI4の採用事例が公表される最初のケース
配付開始から1年で製品が出るのはかなり速いペース
"  

 JR?:<D JQ@~W

TOPPERS/FI4カーネルの採用機種
Roland の KR-107 と RG-7
KR-107：デジタルインテリジェント
ピアノ
タッチパネル付き大型カラー液晶を搭載
大容量USBメモリを接続可能「デジスコア」を使ったレッスン機能
リモコン，赤外線通信機能「iかなでル」

KR-107RG-7：デジタルグランドピアノ
グランドピアノの響きを忠実に再現
自動鍵盤付きの自動演奏機能
外部ディスプレイをつないでスライド
ショー

RG-7
ローランド(株)：http://www.roland.co.jp/

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TOPPERS/JSPカーネルの利用事例
Roland の EDIROL UA-101
Hi-Speed USB (USB 2.0) オーディオインタフェース
最高24bit／192kHz入出力
10イン／10アウトに対応
コンパクトなハーフ・ラック・サイズ

UA-101

PC上でのミキシング画面

ローランド(株)：http://www.roland.co.jp/
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TOPPERS/JSPカーネルの利用事例
アビックスのLED表示機 TimeSlit
地下鉄のトンネル内に多数設置し 残像効果を利用して列車の窓に動画を表示
フルカラーの動画再生が可能
仙台市地下鉄 北四番町
－北仙台間に設置済み

῏

TimeSlit
アビックス(株)：http://www.avix.co.jp/
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TOPPERS/JSPカーネルの利用事例
オークマのNC装置 OSP-P200
TOPPERS/JSPカーネルを核にしたリアルタイムOSとWindowsXPを融合させたハ
イブリッドOSを独自に開発
Windows
アプリケーション

機械制御機能WindowsXP

リアルタイムOS(独自開発)

TOPPERS/JSP
高性能NCコンピュータ
イーサ
ネット"  

USB

サーボ
リンク

デバイス
ネット

OSP-P200
オークマ(株)：http://www.okuma.co.jp/ JR?:<D JQ@~W

TOPPERS/JSPカーネルとTINETの利用事例
大日本印刷のネットワーク対応RFIDリーダライタ
独自のアプリケーションの組込みが可能
ネットワーク (TCP/
IP) 接続，無線LAN(IEEE 802.11b) 機能搭載
ISO15693準拠RFID
対応
主な用途
外来者管理システム
ネットワーク対応
RFIDリーダライタ
電子抽選システム
大日本印刷(株)：http://www.dnp.co.jp/semi/j/tag/index.html
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K'E10HSEPj
アルファプロジェクト MS104-SH2
PC/104準拠SH-2 CPUボード
TOPPERS/FI4カーネルとTINET
を標準添付
ボードの仕様SH7145F (SH2) 50MHz
フラッシュ 2MB, SRAM 1MB
10Base-T, USB1.1 (スレーブ)
高速シリアルI/F
H-UDI/JTAGコネクタ
PC/104規格準拠

MS104-SH2(株)アルファプロジェクト：http://www.apnet.co.jp/
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中央製作所 μITRON搭載SH1CPUボード
TOPPERS/JSPカーネルとTINETを添付
経済産業省 地域新生コンソーシアム研究開発事業の一環
で開発
ボードの仕様SH7034 (SH1) 20MHz
フラッシュ 256KB
SRAM 512KB
RS-232C, RS-485
10Base-T, USB (1.0, 1.1)
アナログ入力 8回路
μITRON搭載SH1CPUボードなど(株)中央製作所：http://www.cew.co.jp/
"  

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YDKテクノロジーズ yMAC-ES
Nios IIに対応したEthernet MAC IPコア (yMAC-ES)の評価用キット
TOPPERS/JSPカーネルを添付
Cyclone, Stratix に対応
yMAC-ESの基本仕様
IEEE802.3 (10Base-T),
IEEE802.3u (100Base-T)に準拠
MIIインタフェース (MIIマ
ネージメントバスにも対応)
yMAC-ES
フローコントロール機能等
YDKテクノロジーズ：http://www.ydkinc.co.jp/tec/"  

 JR?:<D JQ@~W

北斗電子 スタータキット
ルネサステクノロジ製の各種
CPUボードに開発ソフトを添付したエバリュエーションキット
次の製品にTOPPERS/JSPカー
ネルとTINETを添付
SH7727スタータキット
SH7616スタータキット
H8S/2638Fスタータキット

SH7727スタータキット

H8S/2638Fスタータキット(株)北斗電子：http://www.hokutodenshi.co.jp/
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 JR?:<D JQ@~W

協栄エレクトロニクス μITRON組み込み学習キット
μITRON準拠OSが動作可能なハードウェアと組込みソ
フトウェア開発に必要な環境・教科書を，学校・企業等の研修教材用にパッケージにした学習キット
TOPPERS/JSPカーネルを採用
CPUにはSH2 (HD641765AF)
を使用
ハードウェア設計からソフト
ウェア設計までの教科書
各種のデバイスを搭載したオ
プションボードを用意

μITRON組み込み学習キット(株)協栄エレクトロニクス：http://www.kyoei-ele.com/
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 JR?:<D JQ@~W

FREELINES H8/3048F評価ボード
TOPPERS/JSPカーネルを添付
オプションでTINET開発キットを用意
ボードの仕様H8 3048F 最大16MHz
内蔵フラッシュ 128KB
内蔵SRAM 4KB
外部SRAM 128KB
PC/104, USB1.1
FLDMーH8CPU-MB
RS-232C×2ch
A/D×2ch, D/A×2chなど(株)フリーラインズ：http://www.freelines.co.jp/
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 JR?:<D JQ@~W

X~\a10j

CATS ZIPC
ZIPCは，状態遷移表をベースとした，設計からシミュレーション，実装，試験までを統合したモデルベースの開発環境
TOPPERS/JSPカーネルのWindowsシミュレーション
環境を，状態遷移表のホスト上のネイティブコードによるシミュレーションに利用
ZIPCが生成したμITRON仕様のAPIを含むプログラ
ムを，Windows上でシミュレーション可能
ZIPCの状態遷移表上で，現在の状態表示，イベント
表示，アクション表示，イベント発生などの機能
キャッツ(株)：http://www.zipc.com/
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 JR?:<D JQ@~W 6>L'D*4X~\a
もなみソフトウェア PizzaFactory
PizzaFactoryは，GNU開発環境やEclipseプラットフォームなどのオープンソースソフトウェアをベースとした，TOPPERSカーネル対応の開発環境バイナリディス
トリビューション
迅速な開発導入を支援
Windows上で動作．CoLinuxやCygwinなどのエミュレー
ション環境は不要
インストーラ起動後10分以内にサンプルアプリケーション(sample1) のビルド完了
Cygwinに比べてオブジェクト生成が10倍以上高速なコン
パイル(資)もなみソフトウェア：
http://www.monami-software.com/
"  

 JR?:<D JQ@~W p-X~)5,BID9:8
日立システム μVNC (マイクロブイエヌシー)
組込み機器に搭載することで，組込み機器から遠隔のPC
をリモート操作可能とするソフトウェア
TOPPERS/JSPカーネルおよびTINETを利用
稼働環境
CPU: SH3 (SH7727)
ボード: MS7727SE01D

特徴
通信内容の圧縮，暗号化
多様なOSを操作可能
画面の拡大・縮小機能(株)日立システムアンドサービス：
http://www.hitachi-system.co.jp/mVNC/
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 JR?:<D JQ@~W

AMF'{-0j

名古屋大学 組込みソフトウェア技術者人材養成プログラム
社会人 (主に企業の技術者) を対象とした組込みソフトウ
ェア技術に関する教育コース (略称: NEXCESS)
文部科学省の科学技術振興調整費により実施
初級コースにおいて，JSPカーネ
ルとTOPPERS初級実装セミナーの教材を利用中級コース02において，JSPカー
ネルとTOPPERS中級実装セミナーの教材を利用
上級コース01において，JSPカー
NEXCESS講義風景
ネルの内部構造を解説
NEXCESS：http://www.nexcess.itc.nagoya-u.ac.jp/
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 JR?:<D JQ@~W

宮城県産業技術総合センター 組込みシステム開発研修
地元企業の技術者を対象とした組込みソフトウェア開発に関する研修
JSPカーネルと，TOPPERS初
級実装セミナーの教材をH8マ
イコン向けに改編したものを利用
組込みシステム開発研修風景
宮城県産業技術総合センター リアルタイムOS活用技術研修
地元企業の技術者を対象としたリアルタイムOS活用に関する研修
教材としてJSPカーネルを利用
宮城県産業技術総合センター：
http://www.mit.pref.miyagi.jp/embedded/"  

 JR?:<D JQ@~W

名古屋市工業研究所 コンピュータ技術 (短期) 研修
地元中小企業の技術者を対象にした組込みソフトウェア
開発に関する研修
JSPカーネルとTOPPERS初級実装コース教材のタスクモ
ニタをM32Cにポーティングしものを教材として利用
その他のTOPPERSプロジェクトの開発成果 (話題沸騰
ポットシミュレータ, TOPPERS/OSEKカーネル, CAN
ドライバ, LINドライバ, TINET) についても紹介／デモ※ 成果と課題は，情報処理学会全国大会にて発表 (北海道立工業試験場と連名)

名古屋市工業研究所：
http://www.nmiri.city.nagoya.jp/
"  

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キャッツ ワークショップ
ZIPCとTOPPERS/JSPカーネルを利用したシステム開発のワークショップ「キッチンタイマーを作ろう」
実際のシステム開発の中で，ZIPCとJSPカーネルがどのように活用できるかを体験できるワ
ークショップ
参加者同士でディスカッション
しながら，キッチンタイマーの状態遷移表を作成．作成した状
態遷移表から自動生成したコー
ドと，JSPカーネルを利用したシステムフレームワークの組合
せのノウハウを取得

キャッツ ワークショップ

キャッツ(株)：http://www.zipc.com/
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 JR?:<D JQ@~W JR?:<Drey0[|.gc"  

 JR?:<D JQ@~W JR?:<D-rey0[|
活動中のワーキンググループ (WG)
教育WG (主査: 竹内良輔)
教育コースと教材の作成
実験セミナーや講師向けセミナーの実施
コンポーネント仕様WG (主査: 大山博司)
組込みシステム向けのコンポーネント仕様の検討
インタフェースジェレネータの開発と実証実験
中国普及WG (主査: 山本雅基)
対中国普及活動 (資料の中国語訳など)
検証WG (主査: 二上貴夫)
カーネルの検証手法と性能評価手法の検討
Linux on TOPPERS WG (主査: 岸田昌巳)“ Linux on TOPPERS” の実装技術検討と実装
"  

 JR?:<D JQ@~W

カーネル開発ロードマップ

or
f
S

s
m
e
ys t
S
d
de

コンポーネ
ント仕様

ed
b
Em
RLL

リソース
管理

ダイナミックローディング
対応

R
PE
P
TO
IIMP

次世代
組込みOS

時間保護

μITRON4.0仕様
保護機能拡張 (PX仕様) 準拠FI4

μITRON4.0仕様
フルセット

JSP

TOPP

2000

"  

FDMP

DSP, ソフトコア
プロセッサ対応μITRON4.0仕様
スタンダードプロ
ファイル準拠

ERS
for S
oC

2001 2002

2003

機能分散
マルチプロセッサ
拡張

JACP
μITRON4.0仕様
自動車制御プロフ
ァイル準拠

2004

2005

μITRON4.0仕様
最小セット

ハードウェア
記述との融合 JR?:<D JQ@~W

開発中のソフトウェア! いずれもプロジェクトメンバによる開発
TOPPERSカーネルの各種のプロセッサへのポーティング
μITRON4.0仕様の他のプロファイル準拠のカーネル
自動車制御用プロファイル
μITRON4.0仕様最小セット“ Linux on TOPPERS” (TOPPERS/JSPカーネルとLinuxのハイブリッドOS)
組込みコンポーネント仕様のインタフェースジェネレータ
IIMPカーネルの仕立て直し (保守できる体制に)各種のデバイスドライバやソフトウェア部品
ITRONデバッギングインタフェース仕様への対応などなど
"  

 JR?:<D JQ@~W

uf2=SL'GSDi
組込みシステム向けにコンポーネント技術の必要な背景
複雑化・大規模化する組込みソフトウェア
ミドルウェアを部品として購入して組み込むことが多くなっている
デバイスドライバが流通していない
ポーティングにかかる手間と費用が大きく，部品として購入するメリットを低下させている
μITRON仕様のような組み上げ型のRTOSには
難しい状況
複数のプロセッサを使用するシステムが多くなっている
プロセッサ間通信を有効にサポートするプラットフ
ォーム (分散フレームワークやマルチプロセッサOS)がなく，ソフトウェア開発が非効率
"  

 JR?:<D JQ@~W

なぜ「組込みコンポーネント仕様」なのか？
汎用システム分野では，コンポーネント技術 (MS COM,
JavaBeans など) が普及しているが，組込みシステム分
野では使われない (使えていない)
その理由は，既存のコンポーネント仕様に，次のような問題があるため
オーバヘッドが大きい
コンポーネント間の結合を動的に行う
オブジェクト指向言語をベースにしている (組込み
システム分野では，オブジェクト指向言語が普及していない)
組込みシステム分野で使われている多様なネットワーク (例えば，CANなどの制御用ネットワーク) に対応できない"  

 JR?:<D JQ@~W

組込みコンポーネント仕様の特徴とアプローチ
コンポーネント間の結合を静的に最適化する
コンポーネント間は静的に結合するのが基本
状況に応じて，最適なコンポーネント間インタフェースをツールにより生成する (インタフェース生成)
粒度の小さいコンポーネントを扱える
システム内のすべてのソフトウェアをコンポーネントとして扱う
コンポーネント仕様によりプラットフォームの構築が可能
多様なプラットフォーム (プロセッサ, OS, ネットワーク) に対応可能に
ネットワークを超える遠隔呼出し (RPC) のためのコンポーネントをツールにより生成 (RPC生成)
"  

 JR?:<D JQ@~W

組込みコンポーネント仕様の検討状況・開発計画
2004年1月から「コンポーネント仕様WG」を設けて仕様検討を継続
約1年をかけて基本仕様はほぼ固まってきた
インタフェースジェネレータのプロトタイプを開発し，基礎評価を実施中
インタフェースジェネレータ, RPCジェネレータ, 実証実
験のためのサンプルプログラム, GUIツールを開発するた
めに，公的資金を申請中

"  

 JR?:<D JQ@~W

Zf2nNCP0mU
標準化の背景μITRON仕様では，割込み処理モデルは弱く標準化するに留めており，プロセッサ／カーネルにより大きい違い
標準化によるオーバヘッドを避けるため
ソフトウェア生産性の向上のためには，若干のオーバ
ヘッドは許される状況に割込み処理のソフトウェアは構築が難しい
標準化の目標割込み処理に関するソフトウェアの再利用性の向上
オーバヘッドの増加は最小限に抑える
プロセッサの割込みアーキテクチャの詳細を知ることなしに，アプリケーション構築を可能に"  

 JR?:<D JQ@~W

標準化のアプローチ
ソフトウェアでエミュレートすることを考慮して，標準的な割込み処理のアーキテク
チャを定める (右図)
今後の計画
仕様を「TOPPERS標準割込み処理モデル」としてまとめる
JSPカーネルに適用し，妥当性を評価する
ASP (Advanced Standard
Profile; 仮称) カーネルとしてまとめていく"  

割込み要求

⋯⋯
割込み要求
割込み番号
(intno)周辺デバイス周辺デバイス

割込み要求ライン

プロセッサ (及びIRC)
エッジ／
レベル変換

エッジ／
レベル変換

エッジ／
レベル変換

割込み要求
禁止フラグ

割込み要求
禁止フラグ

割込み要求
禁止フラグ
割込み優先度マスク (IPM)

割込み
優先度比較

割込み
優先度比較

割込み
優先度比較

割込み選択
CPUロック
フラグ
割込みロックフラグ

割込み受付け割込みハンドラ番号(inhno)

⋯⋯
割込み
ハンドラ

割込み
ハンドラ

割込み
ハンドラ
割込みサービス
ルーチン (ISR)

割込みサービス
ルーチンID (isrid)

割込みサービス
ルーチン (ISR) JR?:<D JQ@~W

d^}Yz
メモリ保護
IIMPカーネルを，TOPPERSプロジェクトの開発成果物
として仕立て直す予定
ハードリアルタイムシステムに適用するために，メモリ保護のためのハードウェアに踏み込んだ研究開発を実施
その成果を，ITRON仕様カーネルとOSEK仕様カーネルの両方に適用することを予定
時間保護
各処理に与えられるプロセッサ時間 (より一般には，時間分割されるリソース) を保護するための機能について研究開発を実施中
ITRON仕様カーネルとOSEK仕様カーネルの両方に適用することを計画"  

 JR?:<D JQ@~Wk&qsbo0,30lu2
組込みシステムには，極めて高い品質・信頼性が求められるものが多い
TOPPERSは，最高レベルの信頼性が求められるシ
ステム (宇宙機, 自動車) にも適用できる品質の高い
ソフトウェアの開発を目指す! 機能と信頼性のトレードオフに留意が必要
TOPPERSカーネルの検証手法の検討を行うために「検証WG」を設置．2004年6月から活動を開始
ソフトウェアの安全性・信頼性に関する国際的な規格 (IEC61508など) について調査中
TOPPERSカーネルの検証を行い，その過程をドキュメント化してオープンに
性能評価手法も検討する (性能は品質の一部である)
"  

 JR?:<D JQ@~W ;SI7QS@
5月27日(金) に東京市ヶ谷で開催．参加者を募集中
副題: TOPPERSプロジェクトはどこへ？
キーノートセッション
TOPPERSが目指す組込みシステム開発の将来
高田広章 (TOPPERSプロジェクト会長)
TOPPERSプロジェクトの飛躍を目指す今年の活動
加藤博之 (TOPPERSプロジェクト副会長)
テクニカルセッション
マルチプロセッサ対応の現状と今後の展開
TOPPERS/OSEK開発状況と今後の展開について
宇宙機向け組込みソフトの信頼性検証について
OSP-P200型NC装置におけるTOPPERSとWindowsの融合
"  

 JR?:<D JQ@~W

特別講演
日本の組込みシステム開発力強化の施策
門田浩 (ソフトウェアエンジニアリングセンター／NEC)
自動車の制御システム開発における最新技術動向
谷川浩 (JasPar／トヨタ自動車)
曼陀羅セッション＆懇談会
TOPPERS曼陀羅 －TOPPERSプロジェクトはどこへ？－
TOPPERSプロジェクトの進むべき方向性について，
6つの切り口から参加者全員で自由闊達に意見交換
懇談会
TOPPERS of the Year発表

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