The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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A Method to Support Real-time for User-level Robot Components on Windows

윈도우 유저 레벨 로봇 컴포넌트에 실시간성 지원 방법

  • Received : 2011.03.08
  • Accepted : 2011.06.21
  • Published : 2011.07.28
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Abstract

Intelligent service robots leading the future market are robots which assist humans physically, mentally, and emotionally. Since intelligent service robots operate in a tightly coupled manner with humans, their safe operation should be an inevitable consideration. For this safety, real-time capabilities are necessary to execute certain services periodically. Currently, most robot components are being developed based on Windows for the sake of development convenience. However, since Windows does not support real-time, there is no option but to use expensive third-party software such as RTX and INTime. Also since most robot components are usually execute in user-level, we need to research how to support real-time in user-level. In this paper, we design and implement how to support real-time for components running in user-level on Windows using RTiK which actually supports real-time in kernel level on Windows.

미래 시장을 선도할 핵심 분야로 지능형 서비스 로봇을 꼽을 수 있으며, 지능형 서비스 로봇은 인간과 공존하면서 육체적, 정신적, 감성적으로 인간을 보조하는 로봇이다. 지능형 서비스 로봇은 인간과 밀접한 관계를 맺으며 동작하기 때문에 지능형 서비스 로봇이 제공하는 핵심 서비스의 안정적인 수행은 로봇 사용자의 안전을 보장하기 위한 필수적인 고려사항이다. 이러한 안전성을 위해서는 정해진 시간마다 주기적으로 핵심 서비스를 수행시키는 실시간성이 필수 불가결한 요소이다. 현재 많은 로봇 컴포넌트들이 개발의 편의성을 위해 범용 운영체제인 윈도우를 사용하지만, 윈도우는 실시간성을 지원하지 않는 문제점이 있으며 실시간성 제공을 위해 RTX나 INtime과 같은 고가의 써드파티를 별도로 설치하여 사용해야 한다. 또한 로봇 컴포넌트는 유저 레벨에서 동작하기 때문에 유저영역에서 실시간성을 제공할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 범용 운영체제 윈도우의 커널 레벨에서 실시간성을 제공하는 RTiK을 이용하여 유저 레벨에서 동작하는 함수를 주기적으로 동작시키는 방법을 설계 및 구현하였다.

Keywords

References

  1. D. Yu, H. Lin, R. Guo, J. Yang, and P. Xiao, "Research on real-time middleware for open architecture controller," Embedded and Rea l-Time Computing Systems and Applications, 2005. Proceddings. 11th IEEE International Conference on, pp.80-83, 2005(8). https://doi.org/10.1109/RTCSA.2005.99
  2. http://www.intervalzero.com
  3. http://www.tenasys.com
  4. http://www.orocos.org
  5. H. Bruyninckx, P. Soetens, and B. Koninckx, "The Real-Time Motion Control Core of the Orocos Project," IEEE International Conference on Robotics & Automation, Vol.2, pp. 2766-2771, 2003. https://doi.org/10.1109/ROBOT.2003.1242011
  6. H. Bruyninckx, "Open Robot Control Software: the OROCOS project," IEEE International Conference on Robotics & Automation, Vol.3, pp.2523-2528, 2001. https://doi.org/10.1109/ROBOT.2001.933002
  7. http://www.microsoft.com/korea/robotics/default.mspx
  8. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc998480.aspx
  9. http://miro-middleware.berlios.de/
  10. 장덕영, Windows 구조와 원리, 한빛미디어, 2009.
  11. JOHNSON M. HART, Windows 시스템 프로그래밍 3판, 정보문화사, 2008.
  12. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms685100(VS.85).aspx
  13. 이진욱, 조문행, 김종진, 조한무, 박영수, 이철훈, "윈도우 기반의 점검장비에 실시간성을 지원하는 실시간 이식 커널의 설계 및 구현", 한국콘텐츠학회논문지, 제10권, 제10호, pp.36-44, 2010(10). https://doi.org/10.5392/JKCA.10.10.036
  14. Intel, Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual Vol.1 : Basic Architecture, Intel, 2009(9).
  15. Intel, Intel I/O Controller Hub 6(ICH6) Family Datasheet, Intel, 2005(1).
  16. Intel, Intel 64 and IA-32 Architectures Sof tware Developer's Manual Vol.3 : System Prog ramming Guide, Intel, 2009(9).
  17. Intel, Intel 64 Architectures x2APIC Specification, Intel, Intel 2008(6).
  18. Intel, Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual Vol.2 : Instruction Set Reference, Intel, 2009(9).
  19. Walter Oney, Programming the Microsoft Windows Driver Model 2nd Edition, 정보문화사, 2004.
  20. 이봉석, IT Expert 윈도우 디바이스 드라이버, 한빛미디어, 2009.
  21. http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals
  22. http://www.ntkernel.com
  23. http://www.osronline.com
  24. Mark E. Russinovich and David A. Solomon, Microsoft Windows Internals 4th Edition, Microsoft Press, 2006.
  25. Johnson M.Hart, Windows System Progra mming 3rd Edition, Addison Wesley, 2005.
  26. John Robbins, DEBUGGING APPLICA TIONS For Microsoft .NET And Microsoft WINDOWS, Microsoft, 2003.