• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.349-351
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• 2003

무선 센서 네트웍은 동작 환경과 구조가 매우 특이하du 개발자들은 센서 네트웍의 노드를 디자인할 때 많은 제약 조건들과 요구 조건들을 고려해야 한다. 먼저 우선 센서 네트웍 상의 각 센서 노드에는 극도로 제한된 하드웨어 자원 조건 하에서도 무선 통신 기능뿐만 아니라 동시에 여러 이벤트를 재빠르게 처리할 수 있는 기능이 포함되어야 한다. 또한 환경과 응용 프로그램의 변화에 잘 대처하기 위해 런타임(run-time)에 각 센서 노드들을 동적으로 재구성할 수 있는 기능이 제공되어야 한다. 이러한 디자인 요구 조건들과 제약 조건들은 얼핏 서로 상반된 것처럼 보이는데, 무선 센서 노드들을 위한 실행 환경을 디자인할 때는 이러한 조건들을 모두 만족시킬 수 있는 운영 체제가 반드시 필요하다. 본 논문에서 우리는 무선 센서 노드들을 위한 매우 효율적이고 효과적인 유한 상태 머신(finite state machine) 기반의 운영체제, SenOS를 제안한다. 또한 새로운 운영 체제인 SenOS가 극도의 제한적인 자원에서도 동시성과 반응성, 재구성성의 요구 조건을 모두 만족시키면서 동작할 수 있다는 것을 보일 것이다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10a
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• pp.167-171
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• 2006

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활 환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 동작 환경적 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 센서 노드는 제약적인 자원을 가지고 있지만 데이터 수집, 데이터 프로세싱, 다른 노드로부터 수신된 데이터의 전달 등 여러 가지 작업들이 동시에 발생된다. 기존의 범용 센서네트워크 운영체제에서는 극도로 제한된 자원을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 방법에 대하여 주로 연구해 왔다. 무선 센서 네트워크의 응용 범위가 점차 넓어지고 있다. 방사능 감지와 같이 실시간성을 요구하는 응용분야들이 생겨나기 시작하면서 센서 네트워크에서도 실시간성의 필요성이 대두되게 되었다. 실시간 센서 네트워크 연구 분야에서 실시간 통신 프로토콜의 연구 결과가 발표되고 있지만, 실시간 운영체제의 지원없이 완전한 실시간성을 보장하기 힘들다. 하지만 센서 노드용 실시간 운영체제에 대한 연구는 아직까지 활발히 진행되지 않고 있다. 본 논문에서는 정시성을 보장하는 분산 객체 모델인 TMO를 센서네트워크의 제한된 자원 환경에 알맞도록 경량화 시킨 $\mu$TMO 모델을 제시하고, 센서 노드용 운영체제에 $\mu$TMO 모델 을 적용하여 실시간성 지원에 따른 오버헤드를 감소시킨 실시간 센서 네트워크 운영체제의 구조를 제안한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.9
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• pp.626-633
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• 2006

The wireless sensor networks are sensing, computing and communication infrastructures that allow us to monitor, instrument, observe, and respond to phenomena in the harsh environment. Sensor operating systems that run on tiny sensor nodes are the key to the performance of the distributed computing environment for the wireless sensor networks. Therefore, sensor operating systems should be able to operate efficiently in terms of energy consumption and resource management. In this paper, we present an efficient memory allocation scheme to improve the time and space efficiency of memory management for the sensor operating systems. Our experimental results show that the proposed scheme performs efficiently in both time and space compared with existing memory allocation mechanisms.

• The Magazine of the IEIE
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• v.32 no.7 s.254
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• pp.47-56
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• 2005

본 기고문에서는 센서네트워크 기술 중에서 하드웨어 플랫폼과 운영체제에 대한 현황을 기술한다. 하드웨어 플랫폼 및 운영체제의 경우 시장 초기진입 단계이므로 연구 개발 중인 플랫폼보다는 상용화된 플랫폼들을 소개하는데 주력한다. 또한, 상용화된 플랫폼을 이용하여 ZigBee 통신 성능을 실험하고 분석하였다. 먼저 ZigBee의 최대 전송률을 실험하였으며 무선 UM과의 주파수 충돌시의 전송률을 실험하였다. 실험 결과, 칩수준에서의 최대 전송률은 250kbps라고 하나 실제 성능은 이보다 낮은 150kbps를 기록하였다. 무선LAN과의 충돌 시에는 10$\~$20$\%$ 정도의 성공률만을 보이며 실내에서 무선 LAN의 영향을 더욱 많이 받는다는 결과를 얻었다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.34 no.11
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• pp.572-580
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• 2007

Wireless sensor networks are sensing, computing and communication infrastructures that allow us to monitor, instrument, observe, and respond to phenomena in the harsh environment. Generally, the wireless sensor networks are composed of many deployed sensor nodes that were designed to be very cost-efficient in terms of production cost. For example, UC Berkeley's MICA motes have only 8-bit CPU, 4KB RAM, and 128KB FLASH memory space. Therefore, sensor operating systems that run on the sensor nodes should be able to operate efficiently in terms of the resource management. In this paper, we present a dynamic threads stack management scheme for space-constrained and multi-threaded sensor operating systems. In this scheme, the necessary stack space of each function is measured on compile-time. Then, the information is used to dynamically allocate and release each function's stack space on run-time. It was implemented in Nano-Qplus sensor operating system. Our experimental results show that the proposed scheme outperforms the existing fixed-size stack allocation mechanism.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.253-255
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• 2006

무선 센서 네트워크는 수백 혹은 수천 개의 무선 센서 노드들로 이루어지고 센서 노드의 플랫폼은 비용 효율성 때문에 매우 제한적인 메모리 공간을 지닌다. 이러한 센서 노드들은 자연의 정보를 수집하고, 이웃 노드들끼리 통신하며, 정보를 가공하여 사용자에게 실시간으로 전달하는 기능을 담당한다. 따라서 무선 센서 네트워크를 위한 센서 운영체제는 공간 효율적이고 다수의 작업들을 실시간으로 처리할 수 있는 멀티 쓰레드 기법이 필요하다. 본 논문에서는 공간 제약적인 센서 운영체제를 위한 스택리스 쓰레드 기법을 제안한다. 제안한 기법을 사용하면, 기존의 스택기반 쓰레드를 사용하는 것보다 메모리 공간의 사용량을 절감지킬 수 있다. 본 논문의 비교 실험 결과를 통하여, 제안한 기법을 사용하는 것이 기존의 방법보다 메모리 사용량을 상당히 줄일 수 있음을 보인다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.4
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• pp.437-441
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• 2010

A new application area in which wireless sensor networks are applied requires the performance of more elaborated and complicated task and the completion of those tasks within a time limit. Until now, it is, however, insufficient to do research on the mechanism of handling interrupt based on real-time sensor operating systems which carefully consider the limitation of resources of sensor nodes and the property of tasks which is executed in a wireless sensor network area. In this paper, the requirements satisfying real-time in sensor operating systems are analyzed and based on this, a system is designed and implemented. In addition, the proposed mechanisms are confirmed by several verification methods, and the efficiency of the performance and the satisfaction of those requirements for real-time are verified by simulation.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.16 no.2
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• pp.85-97
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• 2011

Wireless sensor networks have emerged as one of the key enabling technologies for ubiquitous computing since wireless intelligent sensor nodes connected by short range communication media serve as a smart intermediary between physical objects and people in ubiquitous computing environment. We recognize the wireless sensor network as a massively distributed and deeply embedded system. Such systems require concurrent and asynchronous event handling as a distributed system and resource-consciousness as an embedded system. Since the operating environment and architecture of wireless sensor networks, with the seemingly conflicting requirements, poses unique design challenges and constraints to developers, we propose a very new operating system for sensor nodes based on finite state machine. In this paper, we clarify the design goals reflected from the characteristics of sensor networks, and then present the heart of the design and implementation of a compact and efficient state-driven operating system, SenOS. We describe how SenOS can operate in an extremely resource constrained sensor node while providing the required reactivity and dynamic reconfigurability with low update cost. We also compare our experimental results after executing some benchmark programs on SenOS with those on TinyOS.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.223-227
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• 2007

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 또한 센서 네트워크는 외부 물리 환경의 변화에 반응하여 동작하는 시스템이기 때문에 여러 이벤트를 동시에 재빠르게 처리 할 수 있는 기능을 제공해야 하며, 센서네트워크 어플리케이션 프로그래머에게 이러한 반응형 어플리케이션 개발이 용의하도록 하는 프레임워크를 제공해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 반응형 시스템에 적합한 상태머신 프레임 워크를 멀티쓰레드 기반의 Nano-Qplus 운영체제 상에서 센서 네트워크의 자원적 제약을 준수하면서 효율적으로 이벤트를 처리 할 수 있는 프레임워크를 지원하는 센서네트워크용 운영체제의 구조를 제안한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.331-333
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• 2006

무선 센서 네트워크의 사용분야가 넓어짐에 따라 다양한 종류의 플랫폼을 지원하고 센서 노드의 제한된 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 관리하는 센서 운영체제들에 대한 연구가 활발하게 진행되었다. 본 논문에서는 기존의 운영체제들의 특징과 장단점을 분석해 보고, 태스크 관리와 메모리 관리 측면에서 성능 평가를 수행했다. 이러한 정보를 바탕으로 더욱 효율적인 시스템 설계를 위한 대안을 제시한다.