• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.9-19
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• 2019

경량 임베디드 디바이스가 저전력 네트워킹뿐만 아니라 고정밀 센서 데이터 획득과 같은 영역에서 널리 활용되면서 소프트웨어 타이머에 대한 높은 시간정확성이 요구된다. 이 논문은 경량 MCU(Micro controller unit)를 장착한 임베디드 디바이스 환경에서 소프트웨어 타이머의 정확성 문제를 다룬다. 먼저, 소프트웨어 타이머의 전형적 구현 모델을 구현할 때 오차를 발생시키는 주요 오버헤드의 유형을 면밀히 분석한 후에 실제 환경에서 오버헤드를 측정한다. 이 오버헤드를 타이머 설정주기에 반영하는 오버헤드 보정 기법을 통해 소프트웨어 타이머의 정확성을 향상시킬 수 있다는 점을 검증한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1-11
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• 2018

이 논문은 OS가 제공하는 소프트웨어 타이머를 사용한 네트워킹 스택의 구현 상황에서 고도의 정확성이 요구되는 시분할 동기적 통신의 신뢰성 문제를 다룬다. IEEE 802.15.4를 목표 프로토콜로 선정해 비컨 동기화의 신뢰성 향상 이슈를 상세히 탐구한다. 먼저, IEEE 802.15.4 비컨 모드의 구현에 소프트웨어 타이머를 사용할 때, 소프트웨어 타이머에 사용되는 하위 하드웨어 타이머 인터럽트의 처리 지연 및 유실과 소프트웨어 타이머 관리 오버헤드 등이 실제로 비컨 동기화의 저해 요인으로 작용한다는 점을 실험을 통해 확인한다. 이러한 상황을 개선하기 위한 제안한 비컨 대기시간 보정기법은 비컨 동기화의 신뢰성을 향상시킨다는 점을 입증한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1375-1378
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• 2005

향후 국내에서 개발되는 저궤도 관측위성의 고성능 탑재컴퓨터로 유럽에서 자체적으로 개발하여 위성용으로 활용하고 있는 MCM-ERC32 를 사용할 예정이다. MCM-ERC32 는 크게 32-비트 ERC32SC 프로세서와 프로세서의 기능을 보완하고 추가적인 기능들을 제공하기 위해 제작된 ASIC인 VASI(Very Advanced Sparc Interface), 그리고 메모리(SRAM, DRAM, EEPROM, etc.)로 구성되어 있다. 위성의 탑재소프트웨어를 설계 및 개발하는데 있어서 가장 기본적으로 요구되는 기능이 타이머이다. 탑재소프트웨어는 타이머를 통하여 태스크들의 관리와 스케쥴링 등을 수행하게 된다. 위성과 같이 높은 정확도가 요구되는 실시간 임베디드 시스템에서는 타이머의 구현이 매우 중요하다. ERC32SC 프로세서 자체에서도 RTC, GPT(General Purpose Timer), WDT(Watchdog Timer)와 같은 기본적인 타이머 기능을 제공하지만 VASI 에서도 클락과 사이클이라는 개념을 이용한 RTC 를 제공한다. 어느 타이머를 사용하는가는 전적으로 개발자의 선택이다. ERC32SC 프로세서에서 제공하는 타이머는 상용의 임베디드 시스템에서 제공하는 기능과 동일하다. 본 논문에서는 위성탑재소프트웨어 개발에 필요한 RTC 를 설계하기 위한 MCM-ERC32 에서 제공하는 VASI RTC 의 구조와 기능에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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• pp.227-229
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• 2012

한국해양연구원에서 개발하고 있는 해저보행로봇 CR200은 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 정밀 해저탐사 및 작업을 수행할 수 있는 로봇이다. 운용자는 선상제어실에서 유선으로 연결된 CR200을 원격으로 모니터링하거나 제어한다. 특히 안정적인 보행을 위해서는 100Hz의 주기로 CR200의 상태 정보가 선상제어실로 전송되고, 선상제어실에서는 전송된 정보를 기반으로 제어 명령을 산출하여 CR200으로 전송해야 한다. 이러한 주기적인 실시간 제어를 위해서는 일반적으로 실시간 운영체제를 사용하지만, 본 논문에서는 실시간 운영체제를 사용하지 않고 시스템 시간 기반의 백그라운드 프로세스로 동작하는 소프트웨어 타이머를 사용하여 실시간 제어를 하는 방법을 제안하고, 성능 평가 결과를 제시한다. 제안한 방법의 실시간 속성을 검증하기 위하여, 현재 설계에서 운영체제로 고려하고 있는 우분투 10.04와 윈도우즈 7을 CR200에 탑재되는 Advantech 사의 PCM-3362 보드에 설치하여 소프트웨어 타이머의 성능을 10ms부터 100ms까지 각각 실험하였다. 실험결과에 따르면, 두 운영체제에서 모두 누락이 없이 타이머 동작이 수행되었으며, 10ms 간격으로 타이머를 동작하였을 때에 우분투에서는 평균 오차가 $41{\mu}s$이었고 윈도우즈 7에서는 7.7ms였다. 윈도우즈 7에서의 오차는 100Hz 제어 주기에 사용하기에 적합하지 않지만, 우분투에서의 오차는 제어 주기 간격의 0.41%에 불과하기 때문에 해저보행로봇의 실시간 제어에 영향을 주지 않는 오차이다. 따라서 CR200의 임베디드 컴퓨터와 선상제어실의 원격제어 컴퓨터는 우분투 운영체제 상에서 소프트웨어 타이머를 이용하여 상호 연동되도록 구현할 예정이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1617-1620
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• 2010

최근에는 일반 운영체제에도 점점 다양한 소프트웨어들이 동작하게 되면서 보다 정확한 타이머의 성능을 요구하는 경우가 늘어나고 있다. 타이머의 낮은 성능은 실시간 태스크의 실행을 보장하지 못하게 되며, 이는 시스템의 응답성을 저하시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 가상화된 환경에서 타이머의 오차 문제를 해결하기 위해 새로운 타이머 구조를 이용해서 정확도를 향상하는 기법을 제안한다. 그리고 이를 통해서 가상 머신 환경에서도 실시간 응답성을 필요로 하는 태스크들을 정확한 시간에 실행 할 수 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.47-55
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• 2013

임베디드 시스템에 구현되는 대부분의 어플리케이션들은 MCU가 제공하는 타이머를 사용한다. 타이머 사용의 목적은 실시간 운영체제의 소프트웨어 타이머 구현에서부터 센서의 워밍업이나 처리의 경과 시간 측정 등에 이르기까지 다양하다. 이들어플리케이션들이의시간측정은그길이뿐만아니라정밀도측면에서수us~수백ms 정도로 그 범위가 다양하다. 이 논문에서는 타이머를 활용하는 과정에서 클록 펄스 비동기화로 인해 발생할 수 있는 오차 요인을 분석하고, 이러한 오차를 감소시키기 위한 타이머 클록 펄스 동기화 방안을 제시한다. 실험 결과, 32768Hz의 타이머를 8 분주한 4096Hz 타이머의 경우 약 230us까지의 편차가 발생하지만, 제안된 방법을 적용하면 타이머로 인한 편차를 10us 이내로 유지할 수 있다.

• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.89-94
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• 2020

본 논문에서는 매트릭스 형태로 구성된 키보드의 다이나믹 스캐닝 검출에 있어 눌리는 키의 수에 제한 없이 모든 키를 감지하는 n-키 롤-오버를 구성할 수 있는 소프트웨어 알고리즘을 제시하였다. 제시한 알고리즘은 컴퓨터 키보드 제어용 마이크로컨트롤러의 타이머 인터럽트를 이용하므로 일정하고 정확한 검출 간격을 얻을 수 있으며, 정확한 디바운스 시간을 부여할 수 있는 장점이 있다. 제시한 알고리즘의 효과를 확인하기 위해 건반 형태로 구성된 장난감 키보드에 마이크로컨트롤러를 접속하고 실험을 진행하였으며, 실험 결과 동시에 눌리는 키의 수에 관계없이 모든 키에 대한 검출이 정확히 이루어짐을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.457-459
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• 2000

최근 이동단말기나 PDA, 스마트폰과 같은 정보기기나 디지털 가전기기의 사용이 증대됨에 따라, ARM코어 시스템을 기반으로 하는 프로세서와 이를 운영하기 위한 소프트웨어 수요도 증가하고 있다. 본 논문은 프로세서를 운영하기 위한 소프트웨어 중에서 예외처리를 위한 일반적인 인터럽트 제어를 다룬다. ARM 시스템 상에서 임의의 주변 장치(타이머/카운터)에 의해 발생하는 인터럽트 처리 과정과 예외처리를 제어하기 위한 벡터 테이블을 구성하는 방법에 대해 분석한다. 그리고 인터럽트를 처리하는 인터럽트 코드부분과 벡터 테이블내의 인터럽트의 상호 연관성에 대해 논의한다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.16-23
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• 1983

본 논문은 일반적인 제조공정에서 시퀀스 제어용으로 사용될 수 있는 프로그램어블 콘트롤러의 설계제작에 관한 것이다. 본 PC는 Z-8OA마이크로프로세서를 근간으로 하여 하드웨어로는 프로그래밍장치, 입력/출력 모듈, 타이머/퀴운터 모듈과 정전 복구기능 모듈이 제작되었고, 소프트웨어로는 초기상태화 프로그램, 모니터 프로그램, 실행 프로그램 및 정전복구 프로그램이 개발되었다. 특히 한 개의 타이머를 각각 다른 시간 간격으로 여러번 사용할 수 있게 하는 기능과 스캔타임을 줄일 수 있도록 실행 프로그램에 스킵 기능을 새로이 개발하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권1호
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• pp.35-42
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• 2010

가상화 환경에서는 여러 개의 게스트 운영체제가 자원을 공유하고 있는데 특히 CPU는 시간 분할 방식에 의해 분배 된다. 따라서 각 가상 머신은 모든 물리 시간을 점유하지 못하고, 이는 CPU를 점유하지 못한 시간에 동작해야 하는 태스크 실행이 보장되지 못하는 결과를 야기시킨다. 이와 같은 응답성의 저하는 기존의 서버 가상화에서 치명적인 문제가 되지 않으나 임베디드 시스템에서 동작하는 실시간 태스크 측면에서는 중요하게 다루어 져야 하는 요구사항이 된다. 본 논문에서 우리는 실시간성과 관련된 타이머를 가상 머신 모니터에 등록할 수 있는 하이퍼콜을 제안한다. 이 하이퍼콜을 통하여 등록된 타이머는 만료된 시점에 해당 가상 머신이 실행되게 한다. 따라서 실시간성을 요하는 태스크들이 의도된 시간에 실행 가능하게 하며 다른 가상 머신의 기아 현상을 완화시켜 준다. 이어지는 실험에서는 Xen-Arm에 이를 구현하여 게스트 운영체제인 리눅스에서의 실시간성을 평가한다. 특히 테스트 응용과 Mplayer의 응답성 및 초당 프레임 수를 측정하여 한 개의 게스트 운영체제만이 동작하는 환경에서와 비슷한 실시간성이 지원될 수 있음을 보인다.