정시 서비스를 제공하는 실시간 시스템을 설계할 때 일반성을 지니도록 하기 위하여 실시간 객체인 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 모델이 연구되었으며 이러한 객체를 수행하기 위한 객체 모델 수행 플렛폼이 다양한 환경에서 개발되었다. 본 논문에서는 최근 들어 많은 주목을 받고 있는 리눅스 환경에서 설계 및 구현된 미들웨어 형태의 실시간 객체 모델 수행 플렛폼 LTMOS(Linux TMO System)에 대해 기술한다. 응용 프로그램 개발자가 실시간 시스템을 TMO 모델로 디자인하면 LTMOS는 TMO의 메쏘드를 리눅스의 쓰레드로 매핑하여 리눅스 커널의 실시간 스케쥴링을 받도록 한다.
임베디드 리눅스 운영체제는 전형적인 임베디드 시스템 중의 하나인 휴대폰 환경에도 적용될 수 있다. 실제로 최근 휴대폰 제조사들이 휴대폰에 리눅스를 채택하기 시작하면서 리눅스 기반의 운영체제를 탐재한 휴대폰이 다수 개발되어 휴대폰 시장에서 꾸준한 성장 추세를 이어가고 있다. 임베디드 리눅스를 휴대폰 환경에 적용하기 위해서는 몇 가지 기술적인 요구사항들이 고려되어야 하며, 대표적으로 리눅스 시스템 크기에 대한 경량화가 필요하다. 본 논문에서는 임베디드 리눅스를 휴대폰 환경에 적용하기 위한 구체적인 경량화 기법들을 제시하고 각 기법을 휴대폰 리눅스 플랫폼 환경에 적용하여 커널과 루트 파일 시스템 각각의 ROM, RAM 사용량 측면에서 그 효과를 검증해 본다.
본 논문에서는 내장형 리눅스 환경에서 XML기반 EBKS용 전자책 리더 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 내장형 리눅스 타겟보드 상에서 Qt SAX 파서를 이용하여 한국형 전자책 문서 표준에 기반한 XML 문서를 파싱하고, 크로스플랫폼형 윈도우 시스템인 QWS(Qt Windows system)를 이용하여 디스플레이 한다. 개발된 전자책 리더는 리눅스 환경뿐만 아니라 다양한 윈도우 플랫폼(MS 윈도즈 등)에서 신속하게 그리고 쉽게 개발 가능하며, SAX 파서를 사용하므로 DOM 인터페이스에 비해 메모리 소요량이 감소함을 확인하였다.
일반적으로 사용되고 있는 네비게이션 시스템들은 윈도우 CE 플랫폼에서 동작한다. 리눅스는 무료 운영체제이기 때문에 리눅스 기반 임베디드 단말기들은 가격 경쟁력을 가진다. 하지만 리눅스 기반 임베디드 단말기에 지도시스템을 개발하기 위해서는 풀어야 할 많은 기술적인 장애가 있다. 임베디드 리눅스 단말기는 저출력, 저비용, 낮은 연산 처리 능력을 가진 작은 크기의 플랫폼이기 때문에, 디스크 접근 횟수를 최소화하는 공간 데이터베이스 엔진을 개발하여야 한다. 한글처리, 디버깅 도구의 부재 등의 문제들을 해결하였다. 본 논문에서는 임베디드 리눅스를 사용하는 휴대 단말기에 공간 데이터베이스 엔진과 사용자 인터페이스를 구현하여 위치 기반 지도 시스템을 개발하였다. 구현 결과, 임베디드 리눅스 단말기가 텔레 매틱스 또는 네비게이션 단말기로서 기능을 충분히 수행할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 임베디드 리눅스 (Embedded Linux)를 기반으로 하고 있다. 리눅스는 안정성, 유연성, 오픈소스, 다양한 하드웨어 플랫폼 지원, 검증된 네트워크 등을 장점으로 임베디드 시스템 (Embedded System)의 운영체제로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 리눅스 시스템은 중대형 시스템을 기반으로 운용되었기 때문에 자원 제약이 많이 따르는 임베디드 환경에서 적합하지 않다. 그리고 수십초가 걸리는 부팅시간도 중요한 문제점으로 작용한다. 본 논문은 임베디드 시스템인 RFID 리더 (Radio Frequency IDentification Reader)에서 경량화 (light-weighted) 과정을 거친 임베디드 리눅스를 운용할 수 있도록 하였다. RFID 리더의 잉베디드 리눅스는 보다 적은 메모리를 사용하여 메모리 사용 효율성을 높였고 경량화전의 시스템에 비교하여 상당한 부팅시간 감소 효과를 얻었다.
인터넷 등 통신의 발달과 맞물려 컴퓨터, 이동전화, 셋톱박스(STB), 디지털TV, 개인휴대단말기(PDA) 등 정보단말기의 네트워크화가 급진전되면서 $\ulcorner$내장형 리눅스$\lrcorner$가 최근 정보기술(IT) 분야의 새로운 키워드로 부상하고 있다. 내장형 시스템(Embrdded System)은 특정 기능을 수행하도록 설계된 초소형 운영체제를 탑재해 기능을 최적화한 것으로, 컴퓨팅 기능을 지닌 모든 장비는 내장형 시스템의 적용분야가 된다. 내장형 운영체제(OS)로는 리눅스, 윈도CE, 팜OS 등이 인기를 끌고 있으며, 최근 들어 리눅스를 이용한 내장형 시스템 개발이 활기를 띠고 있다. 본 논문에서는 특히 Motorola사의 MPC860 마이크로 프로세서를 이용한 내장형 시스템 플랫폼에 리눅스를 이식한 사례를 중심으로 리눅스 이식의 방향을 제시하고 있다.
임베디드 시스템의 발전으로 인하여 시스템에서 USB Network의 필요성 또한 빠르게 증가되어가고 있다. 본 논문에서는 임베디드 리눅스 기반의 단말기와 PC 사이에 USB 통신을 구현기 위해서 XScale 마이크로 프로세스 레퍼런스 보드에 리눅스 커널을 포팅하고 포팅 된 플랫폼을 기반으로 USB Network의 설계 및 구현에 관하여 논하도록 하였다.
인터넷의 활용이 급속하게 증가하여 인터넷에서의 정보보호에 대한 필요성이 대두되면서 표준화된 인터넷 정보보호 프로토콜인 IPsec이 등장하게 되었다. 이러한 IPsec은 현재 여러 가지 플랫폼에서 구현되고 있으며, 이러한 구현은 일반적으로 IP 계층에 통합하는 방법, BITS, BITW 중 하나의 방법론을 선택하고 있다. BITW는 outboard crypto processor를 사용하여 물리적인 인터페이스 카드 내에 IPsec을 구현하는 방법으로 효율성이 문제가 되므로 본 논문에서는 IP 계층에 통합하는 방법과 BITS 방법을 중심으로 장단점을 분석한다. 이에 본 논문은 리눅스 커널 상에서 IPsec을 구현하기 위해 리눅스 커널 모듈을 분석하고 가장 효율적이라 생각되는 IP 계층에 통합된 IPsec을 구현하는 방법을 제안한다.
Mobile Telemedicine은 의료진과 환자간의 정보교환을 제공하기위한 일반적인 기술로 사용되어지고 있다. 또한 유비쿼터스 센서 네트워크의 기술을 활용하여 의료진은 원격지 환자의 다양한 생체데이터를 획득하고자 한다. 본 논문은 임베디드 리눅스 운영체제를 기반으로 Intel X-Hyper PXA255 ARM CPU를 이용하여 구현한 RFID 리더 시스템에서 RFID 리더에서 수신되어진 환자의 태그 정보를 무선 LAN을 통하여 인터넷에 연결되어진 병원의 MySQL서버에 전달하는 기능을 수행하는 RFID 리더 플랫폼의 설계 및 구현을 위한 것이다. 구현되어진 임베디드 리눅스 기반의 RFID 리더는 크게 RFID 모듈, ARM 프로세서, RS-232 인터페이스, 무선 LAN 등으로 구성되고, 제안된 논문은 RFID의 개념 및 리더의 동작원리를 소개하고 임베디드 리눅스기반에서 QT 및 MySQL을 사용하여 구현되어진 리더플랫폼을 제안하고 구현한다.
본 논문에서는 임베디드 리눅스 시스템 성능 향상을 위한 방안으로 리눅스 커널 메모리 맵을 분석하였다. 안정성과 다양한 H/W 플랫폼을 지원하고 범용 시스템에 최적화 되어 있는 리눅스 커널 메모리 맵은 부팅시간과 효율적인 시스템 자원 활용에 중요한 역할을 담당하므로 자원 제한적인 임베디드 리눅스 시스템의 성능 향상을 위해 커널 메모리 맵의 분석이 요구된다. 분석결과, 리눅스 커널 메모리의 할당 위치에 따라 임베디드 리눅스 시스템의 부팅속도 및 메모리 효율성의 향상을 확인하였다. 그러므로 본 논문에서 제안한 부트로더 및 커널 메모리 할당 방안이 임베디드 리눅스 시스템의 메모리 활용성 향상에 적합할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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