(toppers-users 1) オープニングメッセージ
TAKADA Hiroaki
hiro ＠ ertl.ics.tut.ac.jp
2000年 11月 14日 (火) 16:28:33 JST
皆様
toppers-users メーリングリストを開設します。TOPPERS/JSPカーネルに関す
る情報交換などにご活用いただければ幸いです。
TOPPERS/JSPカーネルのリリースに関する明日付けの発表資料をお送りします。
高田広章
豊橋技術科学大学
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2000年11月15日
豊橋技術科学大学 情報工学系
組込みリアルタイムシステム研究室
「TOPPERS/JSPカーネル」リリースのお知らせ
豊橋技術科学大学 情報工学系 組込みリアルタイムシステム研究室（高田研
究室）は、組込みシステム用リアルタイムOSの業界標準であるμITRON4.0仕様
に準拠したリアルタイムOS「TOPPERS/JSPカーネル」を、フリーソフトウェア
としてリリースします。
また、11月15日(水)〜17日(金)に東京ビッグサイトにおいて開催される
MST2000（主催: 日本システムハウス協会）のユニバーシティバビリオンにお
いて、「TOPPERS/JSPカーネル」を紹介する展示を行います（ブース番号:
U-10）。ご来場の節は、是非お立ち寄りください。
【TOPPERS/JSPカーネルの概要】
TOPPERS/JSPカーネルは、当研究室において開発したμITRON4.0仕様に準拠
したリアルタイムカーネルで、組込みリアルタイムシステム構築の基盤となる
ソフトウェアの開発を行うことを目的としたTOPPERSプロジェクト（TOPPERSは
"Toyohashi OPen Platform for Embedded Real-time Systems" の略称）の最
初の開発成果です。JSPは "Just Standard Profile" の略称であり、
TOPPERS/JSPカーネルは、その名前が示す通り、μITRON4.0仕様のスタンダー
ドプロファイル規定に従って実装されています。
TOPPERS/JSPカーネルは、オープンソースのソフトウェアであり、ユーザの
利用目的に応じてカーネル内部を自由に改造することができます。ターゲット
プロセッサとして、現時点では、モトローラ社の68040と日立製作所のSH3をサ
ポートしています。また、LinuxおよびWindows上で動作させるためのシミュレ
ーション環境を用意しています。
【開発目的と想定される用途】
TOPPERS/JSPカーネルは、当研究室をはじめとする研究・教育機関における
研究・教育への利用と、μITRON4.0仕様の評価を一義的な目的として開発した
ものですが、その設計にあたっては、産業界での応用に堪える性能が実現でき
るよう配慮しました。
また、μITRON仕様OS用のソフトウェア部品（ミドルウェア）開発のための
標準プラットフォームや、μITRON仕様OSを独自に実装する方のための参考と
なる実装（リファレンス実装）として利用していただくことも想定しています。
【特徴】
TOPPERS/JSPカーネルの主な特徴は、次の通りです。
○ 読みやすく改造しやすいソースコード
研究・教育への利用が一義的な開発目的であることから、ソースコードの読
みやすさや改造しやすさに重点を置いて実装しました。ただし、安易な読み
やすさを追求して、効率の悪い平易なアルゴリズムを採用することはしてい
ません。むしろ、タイムイベントの管理にヒープ構造を用いるなど、複雑で
あっても効率的なアルゴリズムは積極的に採用しました。
○ フリーソフトウェアのみで開発環境まで構築可能
TOPPERS/JSPカーネルは、GCCなどのGNU開発環境を、標準のソフトウェア開
発環境としています。そのためユーザは、カーネル本体のみならず開発環境
もフリーで入手し、システム開発をおこなうことが可能です。
○ LinuxおよびWindows上でのシミュレーション環境
TOPPERS/JSPカーネルを、LinuxおよびWindows上の動作させるためのシミュ
レーション環境を用意しました。これらのシミュレーション環境は、Linux
およびWindowsの一つのプロセスの中で複数のタスクを切り替えて動作させ
るもので、組込みシステムのプロトタイプ開発やロジックレベルでの検証、
リアルタイムOSの学習用途などに最適なものです。
○ 他のターゲットへのポーティングが容易な構造
カーネルのできる限り多くの部分をC言語で記述する、ターゲット独立部と
ターゲット依存部を明確に分離するなど、他のターゲットプロセッサやシス
テムへのポーティングが容易な構造となっています。
○ 高い実行性能と小さいRAM使用量
大部分がC言語で記述されているカーネルとしては、高い実行性能と小さい
RAM使用量を実現しました。典型的なケースでのタスク切替え時間は、SH3で
約2μ秒となっています（SH7709, 内部クロック: 80MHz, 外部クロック:
40MHz, メモリ: 1アイドル & 2ウェイトサイクル, ライトスルーキャッシュ
ON時）。また、タスク一つあたりのタスク制御ブロックのサイズは、32バイ
トです（この他にスタック領域が必要）。
【柔軟な利用条件】
TOPPERS/JSPカーネルはフリーソフトウェアですが、組込みシステムの特性
を考慮して、フリーソフトウェアの中でも特に柔軟な利用条件を設定しました。
フリーソフトウェアの利用条件としては、Linuxなど多くのフリーソフトウェ
アが採用しているGNU Public License（GPL）が有名ですが、改造を加えた場
合にはそのソースコードを公開する義務があるなど、機器への組込み用途には
条件が厳しすぎると言われています。また、BSD UNIX（バークレー版UNIX）な
どが採用する利用条件は、GPLよりは柔軟であるものの、利用者マニュアルな
どに著作権表示や無保証表示をせねばならず、機器メーカーには抵抗のあるも
のでした。
そこでTOPPERS/JSPカーネルに対しては、著作者へ報告することなどを条件
に、著作権表示や無保証表示の省略を許す、より柔軟な利用条件を設定するこ
とにしました。これにより、利用条件の面でも産業界での応用に堪えるものと
考えています。
【ItIsとの関連】
当研究室では、これまで、東京大学 坂村研究室で開発されたμITRON3.0仕
様のリアルタイムOSであるItIs（ITRON Implementation by Sakamura Lab.）
の改良・拡張を行ってきました。新たに策定されたμITRON4.0仕様に対応する
にあたり、ItIsを改造して対応する方法も検討しましたが、ItIsの開発経験を
踏まえた上で、新しいリアルタイムOSを最初から設計・実装しなおした方がよ
り良いものになると判断しました。こうして実装されたのが、TOPPERS/JSPカー
ネルです。なお、TOPPERS/JSPカーネルのリリースにより、当研究室でのItIs
の開発作業は終了とします。
【今後の計画】
TOPPERS/JSPカーネルは、現時点ではまだ完成度の低い部分が残っています
が、今後とも、完成度を上げる作業を進めるとともに、他のプロセッサへのポ
ーティングやシミュレーション環境の充実など、その適用性を広げるための改
良や拡張を行っていく予定です。また、TOPPERS/JSPカーネルを題材にした教
材の開発にも力を入れていきたいと考えています。
TOPPERSプロジェクトでは、当研究室を中心に、プロジェクトへの参加を希
望する組織の協力を得て、組込みリアルタイムシステム構築の基盤となる各種
のフリーソフトウェアの開発に取り組んでいく計画です。すでに、宮城県産業
技術総合センターなど、複数の大学ならびに研究機関が、TOPPERSプロジェク
トへの参加を検討しています。具体的には、当研究室の研究成果やITRONプロ
ジェクトなどにおける標準化成果を取り入れたソフトウェアを、積極的に開発
していきたいと考えています。例えば、TOPPERS/JSPカーネルをサポートする
デバッグ環境を、ITRONデバッギングインタフェース仕様に準拠して実装作業
中です。
さらに、TOPPERS/JSPカーネル上で動作するソフトウェア部品（ミドルウェ
ア）を開発・販売する企業や、TOPPERSプロジェクトの開発成果に対するサポ
ートビジネスを行う企業が出てくることを期待しています。
【入手方法・問い合わせ先】
TOPPEPS/JSPカーネルのソースコードは、以下のウェブサイトからダウンロ
ードすることができます。
http://www.ertl.ics.tut.ac.jp/TOPPERS/
また、本発表に関するお問い合わせ先は次の通りです。
豊橋技術科学大学 情報工学系
高田 広章
Email: hiro ＠ ertl.ics.tut.ac.jp
FAX: 0532-44-6781
【参考: μITRON仕様の概要と現状】
μITRON仕様は、(社)トロン協会 ITRON部会によって策定された組込みシス
テム用のリアルタイムOS仕様です。μITRON4.0仕様は、μITRON仕様の最新バ
ージョンで、1999年6月に公開されました。トロン協会の最新の調査結果によ
ると、最近開発された組込みシステムの3分の1以上にμITRON仕様に準拠した
リアルタイムOSが使用されており、μITRON仕様はこの分野の業界標準となっ
ています。とりわけ、通信端末、家電機器、AV機器、個人用情報機器といった
コンシューマ機器分野においてμITRON仕様OSの使用率が高く、近年の電子機
器産業の発展を支える技術の一つとなっています。
ITRONプロジェクトならびにμITRON仕様の詳細については、以下のITRONプ
ロジェクトホームページを参照ください。
http://www.itron.gr.jp/
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* TRON は "The Real-time Operating system Nucleus" の略称です．
* ITRON は "Industrial TRON" の略称です．
* μITRON は "Micro Industrial TRON" の略称です．
* TRON，ITRON，およびμITRONは，特定の商品ないしは商品群を指す名称で
はありません．
* TOPPERS は "Toyohashi OPen Platform for Embedded Real-time Systems"
の略称，JSP は "Just Standard Profile" の略称です．
* 本文中の商品名は，各社の商標または登録商標です．