Real-Time Communication Support based on Process Priority for Embedded Linux

임베디드 리눅스에서 프로세스 우선순위를 고려한 실시간 통신 지원

프로세스의 우선순위는 임베디드 시스템에서 수행되는 여러 가지 작업들의 중요도 또는 작업마감 시간의 임박성에 따라 결정되기 때문에 프로세스의 입출력 작업 시에도 반영되어야 한다. 하지만 많은 임베디드 운영체제들은 기존의 범용 운영체제를 기반으로 설계되었기 때문에 입출력 작업 시 프로세스의 운선순위를 반영하지 못하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 새로운 통신 프로토콜 스택 구조를 제안하고 이를 임베디드 리눅스에 구현한다. 또한 본 논문은 이더넷이 산업용 기기 등의 연결에 활용될 수 있음에 주목하고 독립 이더넷 네트워크에 적합한 전송 프로토콜을 제안한다. 측정 결과 제안된 프로토콜 스택 RTDiP($\underline{R}eal-\underline{T}ime\;\underline{Di}rect\;\underline{P}rotocol$)은 UDP/IP와 비교하여 단방향 통신 지연시간을 최대 59% 감소시켰으며 통신처리율을 최대 155% 향상시킬 수 있음을 보인다. 또한 낮은 우선순위를 갖는 배경 통신 프로세스에 의해서 UDP/IP는 532%가 단방향 통신 지연시간이 증가하나, RTDiP은 2% 미만의 증가만을 보임으로써 프로세스의 우선순위에 따라 패킷 처리가 이루어지고 이를 통해서 실시간 통신을 지원해줄 수 있음을 보인다.