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Developmenf Support of Efficient and Reliable CPS with the integration of FRP and the Actor Model

FRP与Actor模型集成支持高效可靠CPS的开发

基本信息

批准号：
21K11822
负责人：
渡部卓雄
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(a) 前年度に引き続き，小規模組込みシステム向け関数リアクティブプログラミング(FRP)言語Emfrpのための非同期処理機構について研究を行なった．提案手法は一般的な並行プログラミングに用いられるfutureやpromiseに類似しているが，FRPの特徴である時変値更新による動作の応答性の高さを維持しながら，時間のかかる処理の非同期的な実行を純粋なFRPの枠組み内で可能にしている．今年度は当該機構を用いて記述されたプログラムのEmfrpおよびランタイムシステムへのコンパイル手法を与え，ロボットの制御を例題としてその有用性を明らかにした．(b) Emfrpをはじめとする，現在までに我々が設計・実装してきた小規模組込みシステム向けFRP言語の処理系は全てクロスコンパイル方式をとっている．この方式ではプログラムの修正・テストのサイクルに時間がかかるため，本年度我々はターゲット上で直接対話的開発を可能にするREPL（トップレベル）機能をもつFRP言語のインタプリタEmfrp-REPLの設計・実装を行なった．メモリ消費量およびend-to-endレイテンシを評価し，MicroPython等の既存の処理系と同等以上の性能であることを明らかにした．(c) 一般にFRPにおいてはグリッチ（時変値の更新タイミングの不整合）が発生しないようにする必要がある．逐次システムにおいては時変値の依存関係をトポロジカルソートした結果に沿った実行を行う等でグリッチを避けているが，分散システムの場合はそう簡単ではない．過去に我々は部分的にグリッチを避けるための分散実行アルゴリズムを提案しているが，本年度は完全にグリッチを避ける実行方式を提案した．本手法ではパルスノードと呼ばれる同期機構を導入することで，時変値更新のレイテンシおよびスループットの両面で既存研究よりも高い性能を示している．

(a)In the previous year, the number of small blocks was increased by the number of blocks, and the number of blocks was increased by the number of blocks. The proposed method is similar to that of the general parallel processing, such as future and promise, and the characteristics of FRP are updated at different times. The high responsiveness of the operation is maintained at different times. The implementation of non-synchronous processing, such as pure FRP, is possible within the group. This year, the utility of the mechanism is described in detail. (b)Emfrp is now designed for small-scale applications, and FRP speech processing systems are designed for full-scale applications. This way, we can modify the content of FRP speech directly to the development of REPL function, and implement the design of FRP speech. The existing processing systems such as MicroPython have the same or higher performance. (c)General FRP needs to be updated. In the case of a series of problems, the dependency relationship between the time value and the time value is changed. The result is that the time value is changed. In the past, we have proposed a way to avoid the problem of decentralization. This year, we have proposed a way to avoid the problem completely. This method is to update the existing research on the application of the new technology and improve the performance of the new technology.