非同期のサポート(Real-Time Workshop User's Guide)

Real-Time Workshop User's Guide

Task Synchronizationブロック

VxWorks Task Synchronizationブロックは、独立したVxWorksタスクとして、出力に接続しているファンクションコールサブシステムを起動するファンクションコールサブシステムです。別の2つのファンションコールサブシステムの間に置かれることを意図しています。一般的に、VxWorks Asynchronous InterruptブロックとファンクションコールサブシステムブロックまたはStateflowチャートの間に置かれます。その他の例は、Task Synchronizationブロックをファンクションコールとして設定されたイベント、"Output to Simulink"をもつStateflow線図の出力に置きます。

VxWorks Task Synchronizationブロックは、つぎの機能を実行します。

下流のファンクションコールサブシステムは、VxWorksのシステムコールtaskSpawn()を使って独立したタスクとして起動されます。タスクは、モデルの終了時にtaskDelete()を使って削除されます。

セマフォは、下流のシステムとTask Synchronizationブロックの実行との同期をとるために作成されます。

コードは、この起動されたファンクションコールサブシステムに追加され、無限のwhileループ内に記述されます。

コードは、起動されたタスクの無限whileループの先頭に追加され、semTake()を使ってセマフォを待ちます。semTake()が最初に呼び出されるとき、NO_WAITが指定されます。これにより、タスクは、2番目のsemGive()がファンクションコールサブシステムの終了前に発生するかどうかを決定できます。これは、割り込みレートが速すぎるかあるいはタスクの優先度が低すぎることを示します。

同期化コード、semgive()は、Task Synchronizationブロック(マスクされたファンクションコールサブシステム)に対して生成されます。これにより、出力ファンクションコールサブシステムの実行が可能です。例として、Task SynchronizationブロックをVxWorks Asynchronous Interruptブロックの出力に接続する場合、semGive()はISR内部で発生します。

Task Synchronizationパラメータ

下図は、VxWorks Task Synchronizationブロックのダイアログボックスを示します。

Task Synchronizationブロックに関連するパラメータは、以下の通りです。

Task Name -- 与えられている場合は、オプション名がtaskSpawn()システムコールの第一引数として利用されます。この名前は、VxWorks ルーチンによって利用され、呼び出すタスクを識別してデバッグを援助します。

Task Priority -- タスクの優先度は、ファンクションコールサブシステムタスクが起動時に与えられるVxWorksの優先度です。優先度は、VxWorksシステムでのその他のタスクの優先度に関連して、重要な考慮すべき事柄である場合があります。特に、モデルコードのデフォルトの優先度が30で、マルチタスクが利用可能なときに、各サブレートタスクの優先度は、デフォルトのモデルのベースレートよりも1増加します。システム内のその他のタスクの優先度は、タスクの優先度を選択したときに考慮されます。VxWorksの優先度の範囲は、0から255で、小さい数値が高い優先度です。

Stack Size -- ファンクションコールサブシステムは、指定されたスタックサイズで起動されます。これは、タスクのスタックが増大する最大サイズです。値は、タスク内のローカル変数の数に基づいて選択されます。

デフォルトでは、Real-Time Workshopは、すべての生成コード内でのローカル変数に対するバイト数を8192バイトに制限します(
matlabroot/rtw/c/tornado/tornado.tlcのMaxStackSizeの割り当てを参照)。規則として、タスクとして起動される1つの関数に2回8192バイト(16384)を与えて十分にすべきです。

Task Synchronizationブロックの例

この例題は、Task Synchronizationブロックを簡単なISRとして示します。

Task Synchronizationブロックは、このコードをTarget Language Compilerコード生成フェーズ中に挿入します。

MdlStartでは、Task Synchronizationブロックは、Asynchronous InterruptブロックによってISRとして登録されます。Task Synchronizationブロックは、同期セマフォを作成し、初期化します。ファンクションコールサブシステムを独立したタスクとして起動します。

/* Create and spawn task: <Root>/Faster Rate(.015) */
if ((*(SEM_ID *)rtPWork.s6_S_Function.SemID =
  semBCreate(SEM_Q_PRIORITY, SEM_EMPTY)) == NULL) 
  ssSetErrorStatus(rtS,"semBCreate call failed "
                   "for block <Root>/Faster Rate(.015).\n ");
}
if ((rtIWork.s6_S_Function.TaskID = taskSpawn("root_Faster_", 20, VX_FP_TASK, 
    1024, (FUNCPTR)Sys_root_Faster__OutputUpdate,
    (int_T)rtS, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)) == ERROR) {
      ssSetErrorStatus(rtS,"taskSpawn call failed for block <Root>/ Faster Rate " 
                           "(.015).\n");
  }

Task Synchronizationブロックは、下流のファンクションコールサブシステムを無限ループ内に記述し、セマフォ同期コードを追加することによって修正します。

/* Output and update for function-call system: <Root>/Faster    Rate(.015) */
void Sys_root_Faster__OutputUpdate(void *reserved, int_T 
                                   controlPortIdx, int_T tid)
{
  /* Wait for semaphore to be released by system: <Root>/Task Synchronization */
  for(;;) {
    if (semTake(*(SEM_ID *)rtPWork.s6_S_Function.SemID,NO_WAIT) != ERROR) {
      logMsg("Rate for function-call subsystem"
             "Sys_root_Faster__OutputUpdate() fast.\n",0,0,0,0,0,0);
#if STOPONOVERRUN
      logMsg("Aborting real-time simulation.\n",0,0,0,0,0,0);
      semGive(stopSem);
      return(ERROR);
#endif
    } else {

      semTake(*(SEM_ID *)rtPWork.s6_S_Function.SemID, WAIT_FOREVER);
    }
    /* UniformRandomNumber Block: <S3>/Uniform Random Number */
    rtB.s3_Uniform_Random_Number =
    rtRWork.s3_Uniform_Random_Number.NextOutput;
   .
   .
   .

}

Asynchronous Interruptブロック Asynchronous Bufferブロック