Windows環境と共存可能なRTOS「RTX／RTX64」の生存戦略：リアルタイムOS列伝（26）（2/3 ページ）

[大原雄介，MONOist]

ETSからコンセプトを進めてWindows環境とRTOS環境の共存へ

　続いてのRTXだが、これはArdenceというか、その改称前のVenturComの時代に開発されたRTOSである。コンセプトはETSからさらに一歩進めて、Windows環境とRTOS環境が共存する、というものである。具体的な実装がこちら（図2）。

図2　概念図としては分かりやすいのだが、どのように通信を行っているのかとかがいまひとつ分かりづらい［クリックで拡大］

　まず、Windows NTのHALとは別にRTXのHALが搭載され、この上でRTXのカーネルが独自に動く形になる。ドライバ類も原則としてRTX用のものが別に用意され、これで動作することになるが、ごく一部のRTKAPIに対応したドライバはRTXカーネルを直接たたくことができる。アプリケーションは、RTX Server ConsoleなどRTX専用APIに対応したものは直接RTX Kernel上で動くが、通常はWin32アプリケーションの中でRTKAPIを呼び出す形で動作するという仕組みだ。ちなみに、CPUそのものはWin32向けとRTX向けが別々にパーティショニングされる形になる。

　図2はRTX 2016のものだが、もう少し昔のスライドで出て来た内部構造がこちら（図3）。Win32 ProcessとReal-time ProcessはドライバレベルのLPC（Local Procedure Call）で通信を行っているのが分かる。RTXカーネル（RTX RTSS）はプリエンプティブで、128レベルのプライオリティベースのスケジューラが搭載されており、コンテクストスイッチング速度は、動作周波数1GHzのPentium IIIの場合で以下のようになっている。

• 2つのRTX Process間のスイッチング：0.4μs
• 2つのRTX Thread間のスイッチング：0.4μs
• RTX ThreadとWin32 Thread間のスイッチング：2μs

図3　これは2006年のスライド。当時はまだRealtime ProcessもWin32 Processと並んでいる格好になっているのがちょっと目を引く違いである［クリックで拡大］

　RTXでProcess間とThread間のスイッチングに差がないのは、Pentium IIIではSMT（HyperThreading）に対応していないためで、恐らく現在のSMT対応CPUであれば、Thread間Switchingはもっと高速だろう。その他の処理速度の実測値がこちら（図4）。かなり高速なのがお分かりいただけるかと思う。

図4　Interruptが平均2.4μ〜2.6μsなのに最大では10〜11μsとやや大きめなのは、まぁ仕方ないところ。これをなんとかしようとすると、APICに手を入れないと難しそうだ［クリックで拡大］

　VenturComはWindows NT 3.5に対応したRTXの最初のバージョンを1995年にリリースし、以降は2016年の最終版（RTX 2016）まで21年にわたってこのRTXを提供してきた（先述した通り、提供会社はVenturCom→Ardence→Citrix→IntervalZeroと変遷しているが）。このRTX 2016はサポートが2021年3月で終了しており、もう新規設計とかは不可能になっている。