合同プレス発表会
平成17,18年度地域新生コンソーシアム研究開発
事業の成果を利用した実証実験の報告と開発成
果物の一般公開に関するプレス発表
１．保護機能OSの実証実験報告
２．CAN/LIN通信ミドルウェアの一般公開（株）ヴィッツ 服部
アイシン精機（株） 鈴村（株）東海理化 伊藤（株）サニー技研 中村
東海ソフト（株） 伊藤
アイシン・コムクルーズ（株） 間瀬
NPO法人TOPPERSプロジェクト
2007/11/14 組込み総合技術展2007

「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・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

そのため
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 ControlUnit ) 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

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

2007/11/14 組込み総合技術展2007

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「自動車統合制御用組込みOSの開発」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
電子制御式
電子制御式
燃料噴射装置燃料噴射装置

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

CAN/LINドライバ

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

エアバッグ
エアバッグ

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

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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コンソーシアム体制図
経済産業省

中部経済産業局
予算交付

提案

委託

トヨタ自動車(株)[アドバイザー]要望

統括・仕様

MPU仕様検討
およびMPU開発[MPUはH/W-IP]

名古屋大学
高田・冨山研究室[総括研究代表](株)東海理化[アドバイザー]

システム評価

統括・仕様
メモリ保護
時間保護
通信ミドル
検証

財団法人
名古屋都市産業振興公社[管理法人]

システム評価検証

通信ミドル

アイシンAW(株)

通信ミドル
時間保護
通信ミドル

株式会社 ヴィッツ[副総括研究代表]
ルネサステクノロジ(株)[オブザーバ]

アイシン 精機(株)(株)サニー技研
名古屋市工業研究所
東海ソフト(株) (株)豊通エレクトロニクス
2007/11/14 組込み総合技術展20074

「自動車統合制御用組込みOSの開発」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 COMCOM
メモリ保護
メモリ保護
時間保護
時間保護

M32R

M32C

機種依存
機種依存

M32R

M32C

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

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

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
2007/11/14 組込み総合技術展2007

5保護機能OSの実証実験報告

アイシン精機（株）によるメモリ保護機能実験（株）東海理化による時間保護機能実験

アイシン精機（株）（株）東海理化（株）ヴィッツ
2007/11/14 組込み総合技術展2007

6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報告します
・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

M32R

M32C

機種依存
機種依存

M32R

M32C

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

通信ミドルウェア
通信ミドルウェア

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
2007/11/14 組込み総合技術展2007

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実証実験の様子

その他、実証実験の様子を撮影した画像は下記サイトにあります。

http://www.witz-inc.co.jp/dev3/~mizuno/DLdata/proos_photo/catalog.html

2007/11/14 組込み総合技術展2007

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「保護機能OSの実証実験」
アイシン精機株式会社 、アイシン・コムクルーズ株式会社、株式会社ヴィッツ• ねらい– 車両パワートレイン系システムでのメモリ保護機能対応
カーネル動作の実証実験• ハードウェア：– FPGAによるマイコンエミュレータボード(注1)及び、中型トラック・バス用FR 5速 A/T ( Automatic Transmission )制御用ECU– 注1：MPU ( Memory Protection Unit )を搭載したマイコンを模擬• ソフトウェア：– メモリ保護機能つきOSEK VDX OS
2007/11/14 組込み総合技術展2007

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「保護機能OSの実証実験」
実験内容を表す構成図
診断警報
ランプ

センサ
ＳＷ
信号
車速エンジン

エンジンECU
センサ
処理
FPGA

AT ECU

アクチュエータ
駆動

ECU
仮想統合
ECU
電気信号の流れ

モニタ

AT 本体

(駆動)力の流れ

2007/11/14 組込み総合技術展2007

デフ、タイヤ10

「保護機能OSの実証実験」
仮想ECU

実験内容を表す構成図

アプリケーションタスク

I/O

アプリケーションタスク

ファームウェア層
保護機能つきRTOS

アプリケーションタスク

アプリケーションタスク

ドライバ

アプリケーションタスク

アプリケーションタスク

I/O

アプリケーションタスク

プラットフォーム層

アプリケーションタスク
暴走

アプリケーション層

アプリケーション層

プラットフォーム層

ドライバ

ファームウェア層

ハードウェアハードウェア（FPGAのマイコン+MPU）（マイコン）

2007/11/14 組込み総合技術展2007

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「保護機能OSの実証実験」• MPU(Memory Protection Unit)の機能をFPGA(注1)マイコンで検証した。
注1 FPGA ：Field Programmable Gate Array• メモリ保護機能により、異常動作したタスクは、停止され、他のタスクは影響なく動作する。
• 統合制御では、他のアプリケーションタスクの影響を受けなくなり、評価を効率的に行える。
• ＭＰＵ仕様と保護機能つきOSEK/ＲＴＯＳプログラ
ムはTOPPERSより公開される。
2007/11/14 組込み総合技術展200712実証実験～時間保護OS～•

Confidential

実証実験(日時:10/30(火)、場所:アイシン藤岡テストコース)

１．実証実験 概要
時間保護OSを採用したハンドル廻りECU※複数の機能が統合されたECUの環境で、アプリケーションの時間保護違反（CPU処理時間の占有）に対する、時間保護OSの有効性を検証。
ハードウェア ：ハンドル廻りＥＣＵ（マイコン：M32C/85、動作クロック：32MHz）
ソフトウェア ：①時間保護OS（階層型スケジューラ）
アプリケーション単位で実行時間を動的に監視する方式。
②時間保護OS（デッドライン監視）
特定のアプリケーションの実行経過時間を監視する方式

This is proprietary information of Tokai Rika. Without their prior consent, it shall not be reprinted or disclosed to third parties.

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Confidential

実証実験～時間保護OS～

２．構成図 By-wire-cartのハンドル＆ライト操作を行うハンドル廻りECUに，時間保護違反を行う他の制御アプリケーションを追加して，実験を行った。

操舵制御システム

操舵角制御アプリ

・操舵機能

ハンドル角情報

ハンドル廻りECU
他制御アプリSW・センサ入力
・時間保護機能
OS搭載

ハンドル角制御アプリ

SW制御
SW制御
アプリ

ヘッドライト系
SW情報

ウィンカ系
SW情報

灯火制御
・ウィンカ点灯機能
アプリA
アプリA 灯火制御
・ヘッドライト点灯機能
アプリB
アプリB
灯火制御システム

灯火制御システム※他制御アプリ
機能統合され、新規に追加されるアプリケーションを想定。
電動カート（By-wire-cart）

３．結果 階層型スケジューラ方式の保護OSを搭載した電動カートにて，時間保護違反を行うアプリケーションを追加しても，影響なく動作することを確認した。
(デッドライン監視方式の場合，内部タイミングの変動は発生するが，機能への影響はなく動作することを確認した。)This is proprietary information of Tokai Rika. Without their prior consent, it shall not be reprinted or disclosed to third parties.

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CAN/LIN通信ミドルウェアの一般公開

東海ソフト（株）によるOS対応 CAN/LIN通信ミドルウェア（株）サニー技研による非OS対応 CAN/LIN通信ミドルウェア（株）サニー技研
東海ソフト（株）（株）ヴィッツ
2007/11/14 組込み総合技術展200715

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 COMCOM
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
2007/11/14 組込み総合技術展200716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)

2007/11/14 組込み総合技術展200717

ご静聴ありがとうございました

本発表に関するお問い合わせ株式会社ヴィッツ 組込みソフトウェア開発部 服部博行 hat@witz-inc.co.jp

2007/11/14 組込み総合技術展2007

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