TOPPERSプロジェクト プレス発表会
平成17,18年度地域新生コンソーシアム研究事業の成果を利用した製品リリースと実証実験に関するプレス発表
１．車載通信CAN/LIN通信ミドルウェアの早期リリースを開始
２．保護機能OSの実証実験を開始

株式会社ヴィッツ 服部
アイシン精機株式会社 鈴村
NPO法人TOPPERSプロジェクト
TOPPERSプロジェクトプレス発表会

2007/4/17 東実年金会館

「自動車統合制御用組込みOS」の開発とはしかし自動車に求める要求・基本性能・環境性能・快適性能・安全性能などの向上要求

現状の問題点そのため・ソフトウェアの複雑化
・ソフトウェアの高度化
・ECU数の増加
・ソフト開発量の増加

課題
・ソフトウェア品質の低下
・コストアップ・スペース問題・ハーネス増大これら自動車に求められる要求にこたえるためにECU( Electronic Control
Unit ) が利用される

そこで解決方法・ECU統合・統合協調制御

自動車統合制御用組込みOSを開発し、自動車システム開発の問題を改善・解決する基礎技術を確立す
る

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必須技術

そのためには・保護機能−メモリ保護−時間保護・標準車載ネットワーク−CAN/LIN通信

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自動車統合制御用組込みOS開発の概略＜目標＞
・複数のアプリケーションを同一ECUで安全に動作させることにより、ECUの搭載個数を半減させる。
統合ECUの実現方法：メモリ保護（独自MPU開発による実現）、時間保護（多段スケジューラによる実現）を開発する。
RTOSとして利用
2007年で75個以上の搭載予想を2012年には30個まで削減する。
<効果>
・ソフトウェア品質の向上
保護機能を有するRTOSを利用し、アプリケーション間の相互干渉を防止し、問題特定を容易にする。
・省エネルギーの実現
ECU削減により、製造エネルギーの削減やワイヤーハーネスの削減が可能となる。
さらに、ハーネス削減により、車両重量が軽減され、燃費向上が達成できる・コスト削減ECU搭載個数の削減およびソフトウェア開発期間短縮により、車両開発コストを削減する。

本提案内容
OSEK拡張仕様として次世代車両に必須機能
検証スイート
検証スイート

メモリ保護
メモリ保護

時間保護
時間保護

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

COMCOM

CAN/LINドライバ

電子制御式
電子制御式
燃料噴射装置燃料噴射装置エアバッグエアバッグ

電子制御
電子制御
操舵システム操舵システムECU統合用OS
ECU統合用OSとして利用として利用

電子制御
電子制御
サスペンション
サスペンション
パワーウィンドウ
パワーウィンドウ
カーナビゲーション
カーナビゲーション
システム
システム

衝突回避
衝突回避
自動走行
自動走行

ABS
ABS

ECU統合し搭載個数半減

ＲＴＯＳコア
ソフトウェア
ＲＴＯＳコアソフトウェア

既開発（提案者らが既開発）
既開発（提案者らが既開発）
TOPPERS/OSEKTOPPERS/OSEK
CAN/LINドライバ

オートマティック
オートマティック
トランスミッション
トランスミッション

次世代自動車用
次世代自動車用
リアルタイムOSのリアルタイムOSの 標準ソフトウェア
標準ソフトウェアを目指す
を目指す
オープン＆デファクト
オープン＆デファクト

欧州仕様標準化団体が策定した仕様に準拠した各種部品を提案者らが独自開発（および開発中）
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自動車統合制御用組込みOS開発内容
・HIS(OSEK Extensions for Protected Application ) のデッドライン監視 (H17年度)・階層型スケジューラによる時間保護 (H18年度）
・組込み特性を活かしたメモリ保護
・MPU の開発 (Renesas)
・OSEK COM利用のCAN/LIN通信ミドルウェア
・CAN/LIN通信ドライバは非OSと共用

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ドライバ
ドライバ
OSEK
OSEK COM
COM
メモリ保護
メモリ保護
時間保護
時間保護

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

M32R

M32C

機種依存
機種依存

ベースソフトウェア(RTOSコア)
ベースソフトウェア(RTOSコア)
TOPPERS/OSEKカーネル
TOPPERS/OSEKカーネル

・プロセッサ依存部の開発
・M32C,M32Rプロセッサ対応

SystemSystem Generator
Generator
M32C

M32C

M32R

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ミドルウェアミドルウェア

M32C・非OS環境での動作が可能な低リソース要求
・車載実績ミドルウェアを改良してオープンソース化

検証スイート
検証スイート
M32C

M32R

・保護機能、通信ミドルウェアの検証ツール群
・オープンソースの品質保証方法の指針

・保護機能、通信ミドルウェアに対応したジェネレータツール
・OSEK Implementation Language への拡張TOPPERSプロジェクトプレス発表会

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TOPPERSプロジェクトプレス発表会

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１．車載通信CAN/LIN通信ミドルウェアの早期リリースを開始

NPO法人 TOPPERSプロジェクト
名古屋市都市産業振興公社

発表：ヴィッツ 服部

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早期リリース対象範囲
・HIS(OSEK Extensions for Protected Application ) のデッドライン監視 (H17年度)・階層型スケジューラによる時間保護 (H18年度）
・組込み特性を活かしたメモリ保護
・MPU の開発 (Renesas)
・OSEK COM利用のCAN/LIN通信ミドルウェア
この部分を早期リリースします・CAN/LIN通信ドライバは非OSと共用

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ドライバ
ドライバ
OSEK
OSEK COM
COM
メモリ保護
メモリ保護
時間保護
時間保護

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

M32R

M32C

機種依存
機種依存

ベースソフトウェア(RTOSコア)
ベースソフトウェア(RTOSコア)
TOPPERS/OSEKカーネルTOPPERS/OSEKカーネル

・プロセッサ依存部の開発
・M32C,M32Rプロセッサ対応

SystemSystem Generator
Generator
M32C

M32C

M32R

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ミドルウェアミドルウェア

M32C・非OS環境での動作が可能な低リソース要求
・車載実績ミドルウェアを改良してオープンソース化

検証スイート
検証スイート
M32C

M32R

・保護機能、通信ミドルウェアの検証ツール群
・オープンソースの品質保証方法の指針

・保護機能、通信ミドルウェアに対応したジェネレータツール
・OSEK Implementation Language への拡張
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通信ミドルウェア (非OS対応)＜CAN通信ミドルウェア＞
・自動車搭載実績のあるCAN通信ミドルウェアをベースとしたオープンソースCAN通信ミドルウェア
・搭載実績ノウハウを継承した Communication Layer
・自動車メーカに依存しない、OSEK 仕様に準拠した Network Management (direct/indirect)＜LIN通信ミドルウェア＞
・自動車搭載LIN通信ミドルウェア開発のノウハウを利用したオープンソースLIN通信ミドルウェア
・マスターノード/スレーブノードを独立させ、省リソースを実現する設計
NEW!
NEW!

非OS対応
非OS対応
CAN
通信ミドル
CAN通信ミドル

ボディ系などの比較的小規模ソフトウェアに対応
ボディ系などの比較的小規模ソフトウェアに対応
OSEK
OSEKNM
NM

オープンソースのCAN・LINソフトウェアは国内外に例はない
オープンソースのCAN・LINソフトウェアは国内外に例はない
開発ノウハウ
開発ノウハウCAN
ミドル
CANミドル

非OS対応
非OS対応
ＬＩＮ通信ミドル
ＬＩＮ通信ミドル

車載実績
車載実績
CAN
ミドル
CANミドルTOPPERSプロジェクトプレス発表会

LIN
仕様
LIN 1.3
1.3仕様

自動車メーカ依存
自動車メーカ依存NMNM

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通信ミドルウェア (OS対応)＜OS対応通信ミドルウェア＞
・OSEK Communication 仕様を利用したECU内/外 通信ミドルウェア
通信相手 (タスク、CANノード、LINノード) を意識させない通信・非OS対応 CAN/LIN通信ミドルウェアとの接続互換
・非OS対応 CAN/LIN通信ミドルウェアとデバイスドライバを共有NEW!
NEW!
オープンソースのOSEK/VDX OS
オープンソースのOSEK/VDXOS ;;TOPPERS/OSEKTOPPERS/OSEK と組み合わせて現世と組み合わせて現世代の車載PFがオープンソースで提供され代の車載PFがオープンソースで提供されるのは国内外を見ても例が無い
るのは国内外を見ても例が無い

・非OS対応 通信ミドルウェアと共通のNetwork Management を利用
New

非OS対応
非OS対応
CAN
通信ミドル
CAN通信ミドルNew
OSEK
OSEKNMNM

OSEK
OSEKCommunication
Communication

非OS対応
非OS対応
ＬＩＮ通信ミドル
ＬＩＮ通信ミドル
New
LIN
用LIN用NM
NM

CAN
CAN
ドライバ
ドライバ

LIN
LIN
ドライバ
ドライバ

OS
対応
OS対応
通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

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9実用化への道
アイシン精機2007年以降の製品に本ソフトウェア採用が決定

実証実験-2006年11月にアイシン精機豊頃試験場で実車による実験を実施
関連記事
組込みネット (2006/11/28)
http://www.kumikomi.net/article/report/2006/36car/01.html
日本経済新聞 北海道経済面 (2006/11/28)
中日新聞 (2006/11/30)
日刊工業新聞 (2006/11/30)
日刊自動車工業新聞 (2006/12/02)

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２．保護機能OSの実証実験を開始

株式会社ヴィッツ
NPO法人TOPPERSプロジェクト
アイシン精機株式会社
株式会社東海理化電機製作所
アイシン・コムクルーズ株式会社

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11実証実験対象部位
・HIS(OSEK Extensions for Protected Application ) のデッドライン監視 (H17年度)・階層型スケジューラによる時間保護 (H18年度）
・組込み特性を活かしたメモリ保護
・MPU の開発 (Renesas)
・OSEK COM利用のCAN/LIN通信ミドルウェア
この部分の実証実験をします・CAN/LIN通信ドライバは非OSと共用

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ドライバ
ドライバ
OSEK
OSEK COM
COM
メモリ保護
メモリ保護
時間保護
時間保護

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

M32R

M32C

機種依存
機種依存

ベースソフトウェア(RTOSコア)
ベースソフトウェア(RTOSコア)
TOPPERS/OSEKカーネル
TOPPERS/OSEKカーネル

・プロセッサ依存部の開発
・M32C,M32Rプロセッサ対応

SystemSystem Generator
Generator
M32C

M32C

M32R

CAN/LIN
通信
CAN/LIN通信
ミドルウェアミドルウェア

M32C・非OS環境での動作が可能な低リソース要求
・車載実績ミドルウェアを改良してオープンソース化

検証スイート
検証スイート
M32C

M32R

・保護機能、通信ミドルウェアの検証ツール群
・オープンソースの品質保証方法の指針

・保護機能、通信ミドルウェアに対応したジェネレータツール
・OSEK Implementation Language への拡張
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12保護OS本来の目的 〜 ECU統合 〜
欧州初仕様のOSEK/VDX や HIS より一歩進んだ保護機能を実現しています

既存車両のECU構成
ステアリングステアリング制御
制御

ブレーキ制御ブレーキ制御エンジン制御エンジン制御保護機能OSを利用したECU統合

ステアリングステアリング
制御
制御

個別ECUのため物理的に相互干渉はない！

ブレーキ制御ブレーキ制御従来技術のままECU統合するとエンジン制御
エンジン制御そこでそこで相互干渉をOS (基本ソフトウェア）レベルで排除

ステアリングステアリング制御
制御
ブレーキ制御ブレーキ制御すなわち、ECU統合を安全、かつ、容易に実現できる技術

エンジン制御エンジン制御ECU統合で考えられるリソース競合は主に、メモリとプロセッサ実行時間
保護機能OSは、上記２つのリソース競合に対応

同一ECU上に複数のベンダーソフトウェアが同居する
そのため、何らかの隔離技術が無いと、アプリケーション間でリソース競合が発生する可能性が高い

すなわち、メモリ保護、時間保護機能を保持

これは、時間と労力をかけて相互干渉テスト等をすれば解決できないわ
けではないが、かなりの設計負担かつ後ろ向きの努力
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13保護OSの副次的な利用〜安全機能〜

メモリ保護と時間保護の実現構成図Application Application
エラー
12エラー

従来型

ベンダー B

ベンダー A

Operating System
エラー
エラー
ベンダー C

理想型
Application Application
12
Operating System
時間保護

メモリ保護

メモリ保護と時間保護は、ECU搭載個数、重量、コストとワイヤーハーネスの削減を目的としたECU統合であった。
しかし、研究を進めるうちに“安全機能”としての利用が有効であることがわかった
すなわち、保護機能を利用すると、各アプリケーション間やOS間の保護だけでなく、特定処理単位の隔離が可能な機能を有する
これは、重要な特定処理を行う部位を他の処理から隔離し、重要処理部をプロセッサの特権モードで動作させることにより、ハードウェア機能を利用した安全機能が実現できる
ソフトウェアの安全性、信頼性を高める技術として有効である
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半導体メーカの取り組み
研究段階から実用化段階に！
メモリ保護には専用のハードウェアを利用しています
専用H/W
MPU (Memory Protection Unit ; 自動車制御や組込みの特性を利用した最適な保護ユニット)
MPU仕様は研究グループから仕様 ( 世界標準一歩先の仕様 ) を提示し、ルネサス テクノロジにて開発
現在MPUは、FPGAで実現しているが、最終実証実験終了後に試験用チップの作成を検討している

半導体メーカも本研究に注視しているメモリ保護は国内の標準化への数歩を歩みだしている

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保護OSの実証実験１
実証実験内容：車両制御システムへの保護機能
メモリ保護
時間保護
使用プロセッサ：M32R-Ⅱ
実験担当：
アイシン精機株式会社
アイシンコムクルーズ株式会社

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16保護OSの実証実験2
実証実験内容：車両制御システムへの時間保護機能の適応と機能統合
時間保護
使用プロセッサ：M32C
実験担当：
株式会社 東海理化電機製作所

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実験内容の詳細
実証実験の最終確認検証は2007年秋を予定しています

最終確認検証会場でプレス発表会検討しています
ご要望があればご参加いただけますのでご検討ください

実証実験計画

実証実験 フェーズ
最終実験ESEC2007 ; 簡単な案内

2007/4

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2007/6

実験結果フィードバック

2007/8

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ET2007 ; 詳細報告

2007/1018

ご静聴ありがとうございました

本資料に関する問い合わせ株式会社ヴィッツ
開発第三部
服部博行
hat@witz-inc.co.jp052-220-1218
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