APコンソーシアムの活動紹介	
2015年11月19日(木)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
坂本 直史
ET2015  TOPPERSセッション

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⽬目次
1. APコンソーシアムとは
2. AUTOSARアーキテクチャとAUTOSAR  OS
3. APコンソーシアムの研究開発項⽬目と開発成果

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APコンソーシアム

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1. APコンソーシアムとは
2. AUTOSARアーキテクチャとAUTOSAR  OS
3. APコンソーシアムの研究開発項⽬目と開発成果

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AUTOSARとは• AUTomotive  Open  System  ARchitecture  の略略称
• 2003年年に設⽴立立• 欧州⾃自動⾞車車メーカーを中⼼心に，⾞車車載ソフトウェアの共通化を⽬目指す• BMW  Group• BOSCH
Core  Partner• Continental• DAIMLER
Premium  Members：46社• Ford• GM• PSA  Peugeot  Citroen
Associate  Members：110社 • TOYOTA• VOLKSWAGEN
2015年年10⽉月現在ET2015  TOPPERSセッション

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AUTOSARのコンセプト
従来
アプリケーション
ハードウェアAUTOSAR
アプリケーション
標準化インタフェース

AUTOSAR
HW依存インタフェース
ハードウェア"Cooperate  on  standards,  compete  on  implementation"  メーカーやハードウェアに依存するインタフェース，コンフィギュレーションを標準化
ソフトウェアの再利利⽤用性が向上し，開発コストの低減も実現されるET2015  TOPPERSセッション5

⽇日本におけるAUTOSARの課題• ⾞車車載制御システム向けソフトウェアプラットフォーム仕様 　として国際的に導⼊入が進む⼀一⽅方，⽇日本の対応は遅れている• 曖昧な仕様や実装困難な機能が含まれている• ⼤大規模かつ複雑なため，単独で開発できる企業は少ない• AUTOSARプラットフォームは数社の海外企業がほぼ独占的に 　提供しており，国内企業が淘汰される恐れがある

⽇日本の最重要産業の１つである⾃自動⾞車車分野において国産のOS／プラットフォームを維持・発展させることが重要

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NCESの取組み
NCESとは• 名古屋⼤大学  ⼤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• ⼤大学が持つ技術シーズを⽤用いて産業界が必要とする技術課題を解決する産学連携を基本とした組織• ⽇日本におけるAUTOSARの課題解決のため，NCESと複数企業により 　コンソーシアム型共同研究組織を設⽴立立• 2011年年度度〜～2013年年度度                        ：ATK2コンソーシアム• 2014年年度度〜～2016年年度度（予定）：APコンソーシアム
教員／研究者

コンソーシアム型共同研究組織
・市場ニーズの把握
・国内産業への貢献

研究者／技術者(共同研究員)・知⾒見見取得
・技術者育成・開発投資の軽減

参加企業

NCES

APコンソーシアム：「⾞車車載制御システム向け⾼高品質プラットフォームに関するコ  ンソーシアム型共同研究」の略略称

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⾼高品質ソフトウェアプラットフォーム開発
AUTOSAR仕様の技術的な課題	
• レイヤ構造によるオーバヘッド• 仕様に後づけされた機能安全への対応• AUTOSAR  仕様の明確化• 理理想には遠いコンフィギュレーションツールによるインテグ
レータへの負荷の集中

プロジェクトの目標	• ⽇日本の⾃自動⾞車車産業のニーズに合致した軽量量で⾼高品質なSPF• グローバルに有⼒力力な⾞車車載制御システム向けプラットフォームのトップ３を⽬目指す• 国産のプラットフォームがグローバルトップ３に⼊入ることにより，⽇日本の⾃自動⾞車車産業における国際競争⼒力力の維持・発展に貢献する
コンソーシアム型共同研究としてAPコンソーシアムで実施
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APコンソーシアム
研究開発の活動	
• 複数の企業が参加するコンソーシアム型の共同研究• 市場ニーズに合致する軽量量で⾼高品質なSPFの開発• 場合によってはAUTOSAR仕様からの⼤大幅な改良良も検討• 他のBSW開発，インテグレーションのためのツールも整備• 開発SPFはTOPPERSプロジェクトから公開

活動概要	 (2014年度～)	
• TOPPERS/ATK2の機能安全規格への対応• 時間パーティショニング機能の検討・開発• AUTOSAR仕様の時間保護機能を持ったOS開発と 　NCES独⾃自仕様の時間保護機能を持ったOS開発の開発• BSWモジュールの開発• COMスタックの拡充• WDGスタックの開発• RTEジェネレータの拡張およびインテグレーションの整備
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9参加企業⼀一覧  (2015年年4⽉月時点，26社)• アイシン・コムクルーズ(株)• イーソル(株)• (株)ヴィッツ• (株)永和システムマネジメント• SCSK  (株)• (株)OTSL• オムロン  オートモーティブエレクトロニクス(株)• 京セラ  (株)• (株)サニー技研• (株)ジェイテクト
• スズキ(株)• (株)デンソー• (株)東海理理化電機製作所• (株)東芝• (株)豊⽥田⾃自動織機• (株)豊通エレクトロニクス• ⽇日本電気通信システム(株)五⼗十⾳音順• パナソニック(株)• パナソニックアドバンストテクノロジー(株)• 富⼠士ソフト(株)• 富⼠士通テン(株)• マツダ(株)• ⽮矢崎総業(株)• ヤマハ発動機(株)• 菱菱電商事(株)• ルネサス  エレクトロニクス(株)ET2015  TOPPERSセッション

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1. APコンソーシアムとは
2. AUTOSARアーキテクチャとAUTOSAR  OS
3. APコンソーシアムの研究開発項⽬目と開発成果

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AUTOSARアーキテクチャとAPコンソーシアムでの開発範囲
SW-‐‑‒CSW-‐‑‒C

Application  Layer

SW-‐‑‒CSW-‐‑‒C

Runtime  Environment  (RTE)      BSW(Basic  Software)
SystemServices

MemoryServices

Communication
Services

OnboardDeviceAbstraction

MemoryHardwareAbstraction

Communication
HardwareAbstraction

Microcontroller
Drivers

Memory  Drivers

COM  Drivers

I/O  Hardware
Abstraction

Complex
Drivers

OSIO  Drivers

Microcontroller
APコンソーシアムでの開発範囲
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AUTOSAR  OS
車載システム向けのリアルタイムOS	スケーラビリティクラス（SC）の定義• SC1：基本機能（OSEK/VDX仕様の上位互換)• SC2：SC1＋時間保護機能• SC3：SC1＋メモリ保護機能• SC4：SC1＋時間保護機能＋メモリ保護機

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NCES独⾃自の時間パーティショニング機能• アプリケーション単位での時間保護機能• アプリケーションはOSオブジェクト（特にタスク）の集合と定義• ⇔ 　AUTOSAR  OSの時間保護機能： 　タスクや割込みサービスルーチン（ISR）が時間違反しないかどうか
OSで監視• TOPPERSプロジェクトから会員向けに公開されている，「パーティショニング機能に関する標準規格の提案」
仕様をATK2-‐‑‒SC1/SC3に適⽤用• 固定周期（システム周期）内で，各アプリケーションが実⾏行行できるプロセッサ時間を決めることで，処理理時間を保証• ARINC653の⽅方式をベースに，任意のタイミングでISRを受け付けられるように拡張
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APコンソーシアム14APコンソーシアムでOSへの追加機能
SC1＋時間保護機能  +時SC2

SC3＋メモリ保護機能ニョィシ

テー間パングングニョィシテ
パー間+時＋時間護機能＋メモリ保護機能

SC4SC1-‐‑‒TPSC3-‐‑‒TP

AUTOSAR仕様との違い

AUTOSAR   OS仕様のタイミング保護機能は機能安全規格が要求するパーティショ
ニングにはオーバスペックであるため，NCES独⾃自の時間パーティショニング機能を持つTOPPERS/ATK2-‐‑‒SC1-‐‑‒TP,  TOPPERS/ATK2-‐‑‒SC3-‐‑‒TPを新たに追加． 　
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1. APコンソーシアムとは
2. AUTOSARアーキテクチャとAUTOSAR  OS
3. APコンソーシアムの研究開発項⽬目と開発成果

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APコンソーシアムでの研究開発項⽬目
ATK2の機能安全規格対応	
• ISO26262製品認証の取得に必要な成果物のうちATK2に関するドキュメントの作成

時間パーティショニング機能の検討・開発	• 時間保護機能に関する外部仕様検討• ATK2-‐‑‒SC2/-‐‑‒SC4，ATK2-‐‑‒SC1-‐‑‒TP/-‐‑‒SC3-‐‑‒TPの開発

BSWモジュールの開発	

• CAN通信スタック（A-‐‑‒COMSTACK）の拡張• Watchdogスタック（A-‐‑‒WDGSTACK）の開発

RTEジェネレータの開発とインテグレーション	
• BSWモジュール拡張へ対応• RTEイベント，モード連携開発
ATK2（Automotive  Kernel  Version  2シリーズ）：NCESが複数の企業と共同で開発した「AUTOSAR  OS仕様」をベースとしたOS

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TOPPERS/ATK2の開発成果
TOPPERSプロジェクトより公開している成果物	•••••••

SC1  :  AUTOSAR  OSの基本機能のフルセット相当
SC2  :  SC1+時間保護拡張機能相当
SC3  :  SC1+メモリ保護拡張機能相当
今年度公開した成果	
SC1-‐‑‒MC  :  SC1のマルチコア対応
SC3-‐‑‒MC  :  SC3のマルチコア対応
SC1-‐‑‒TP  :  SC1+時間パーティショニング機能対応
次世代⾞車車載システム向けRTOS外部仕様書• 同要求仕様書，ハードウェア要求仕様書，⽤用語集

クローズな成果物	
 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　(コンソーシアム参加企業では⾃自由に利利⽤用• RTOS設計書 　 　 　 　 　 　メンバ以外には有償でライセンス)• RTOSの検証スイート（SC1/SC3/SC1-‐‑‒MC/SC3-‐‑‒MC対応したシステ
ムサービス仕様を主としたテスト環境）
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TOPPERS/A-‐‑‒COMSTACKの開発成果
TOPPERSプロジェクトより公開している成果物	
• A-‐‑‒COM• JasParのボディ制御系プロファイルを 　ベースにしたサブセット• A-‐‑‒PDUR• A-‐‑‒CANIF• ボディ制御系プロファイルの 　CAN  Interface• A-‐‑‒CAN• CANドライバ  クローズな成果物	

• COM設計書• A-‐‑‒COMSTACK  CT• AUTOSARが規定する「Conformance  Test  Speciﬁcation  of  COM  V1.0.0  R4.0  Rev  2」のCOMのCT(シグナル送受信⽤用)ET2015  TOPPERSセッション

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ボディ制御系サブセット• JasParのボディ制御系プロファイルをベースに，ボディ制御系サブセットを規定して研究開発を実施• 通信プロトコルはCANのみに限定

COMの機能⼀一覧
•••••
•
•
•

シグナル送受信
シグナルグループ送受信
パッキング
アンパッキング
通信制御
最⼩小遅延タイマ
デッドラインモニタリング
フィルタリング

••
•
•
•
•
•
•

サブセット対象サブセット対象外

エンディアン変換
符号拡張
通知
送信モード
送信要求複製
ゲートウェイ可変⻑⾧長データ通信
⼤大型データ通信

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TOPPERS/A-‐‑‒WDGSTACKの開発成果
TOPPERSプロジェクトより公開している成果物	
• A-‐‑‒WDGM• Watchdogマネージャ• AUTOSAR  WDGM仕様ベース• A-‐‑‒WDGIF• Watchdogインターフェス• AUTOSAR  WDGIF仕様ベース• A-‐‑‒WDG• Watchdogドライバ  • AUTOSAR  WDG仕様ベース

クローズな成果物	
• 独⾃自試験環境
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TOPPERS/A-‐‑‒RTEGENの開発成果
TOPPERSプロジェクトより公開している成果物	
• A-‐‑‒RTEGEN• AUTOSAR  RTE仕様のうち，ATK2やA-‐‑‒COMSTACKが必要とする機能• A-‐‑‒RTEGEN開発環境• Windows⽤用Eclipseプラグイン開発環境• 次世代⾞車車載システム向けRTE外部仕様書• 同RTE⽤用語集

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RTEの機能⼀一覧• 開発したOSとCOMを利利⽤用する機能を持ったRTEを⽣生成するための，RTEジェネレータを開発• RTE機能⼀一覧  (AUTOSAR  R4.0.3仕様ベース)
機能

機能説明

ランナブル動作管理理

ランナブルの起動，開始，終了了の管理理

ランナブル周期起動

ランナブルの⼀一定周期，およびオフセットでの起動

Sender/Receiver
連携

データの送信，受信，受信データのタイムアウト管理理，受信データのフィルタリング

Client/Server連携

サービスの呼出し

排他エリア⽣生成SW-‐‑‒Cの排他制御RTEライフサイクル
管理理

RTEの開始，終了了，パーティションの停⽌止，再起動の管理理※ランナブル：SW-‐‑‒Cの機能を実現するための処理理単位＿※SW-‐‑‒C：アプリケーションソフトウェアを構成する⼀一部
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公開予定の2015年年度度開発成果
TOPPERSプロジェクトより公開予定の成果物	
• TOPPERS/ATK2• ATK2-‐‑‒SC4（メモリ保護機能＋時間保護機能）• ATK2-‐‑‒SC3-‐‑‒TP（メモリ保護機能＋時間パーティショニング機能）• TOPPERS/A-‐‑‒COMSTACK• シグナルグループ送受信機能の追加• TOPPERS/A-‐‑‒RTEGEN• サポートするRTEイベントの拡張• データ受信イベント（S/R連携のみ）• データ受信エラーイベント（S/R連携のみ）• データ送信完了了イベント（S/R連携のみ）• バックグランドイベント

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公開予定の開発成果
クローズな成果物	
• 設計ドキュメント	(コンソーシアム参加企業では⾃自由に利利⽤用 　  メンバ以外には有償でライセンス)• RTOS設計書• 機能安全対応したエビデンス（SC1のみ）• 検証スイート• RTOSの検証スイート（SC2/SC4対応の追加）• AUTOSARが規定する「Conformance  Test  Speciﬁcation  of  COM  V1.0.0  R4.0  Rev  2」のCOMのCT(シグナルグループ送受信⽤用の追加)• TOPPERS/A-‐‑‒COMSTACK 　全テスト対象仕様をカバーした独⾃自試験環境（新規作成）

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お問い合わせ先ご意⾒見見・ご質問のある⽅方はお問い合わせください

名古屋⼤大学⼤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
Tel：  052-‐‑‒789-‐‑‒4228    Fax:  052-‐‑‒789-‐‑‒4273
URL:  http://www.nces.is.nagoya-‐‑‒u.ac.jp/  email:  ap-‐‑‒staﬀ@nces.is.nagoya-‐‑‒u.ac.jp
NCES  APコンソ

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