임베디드 시스템은 일반적으로 자료의 보관을 위해 파일 시스템을 기본으로 탑재하고 있다. 이 파일 시스템은 최근 낮아진 가격과 높아진 성능으로 대부분 플래시메모리를 채택하고 있다. 플래시 메모리에 구현되는 파일 시스템의 종류는 임베디드 운영체제에 따라 다양하게 존재한다. 그런데 임베디드 시스템이 파일 시스템 의존도가 커질수록 이 파일 시스템 종류의 선택이 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 이 논문에서는 임베디드 시스템의 파일 시스템의 선택과 구성에서 어떤 요소가 전체 시스템에 영향을 미치는지에 대한 고찰과 연구 결과에 대하여 논한다.
최근 임베디드 시스템의 운영체제로서 리눅스의 점유율이 높아지고 있다. 리눅스 환경의 임베디드 시스템에 탑재된 파일 시스템은 미니 하드 디스크 또는 플래시 메모리를 미디어로 채택하고 있다. 이러한 장치에 구현되는 파일 시스템의 종류는 임베디드 운영체제에 따라 다양하게 존재한다. 그런데 임베디드 시스템이 파일 시스템 의존도가 커질수록 이 파일 시스템 종류의 선택이 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 이 논문에서는 임베디드 시스템에서 가장 많이 사용되는 FAT과 Ext 파일 시스템에서 성능을 비교 분석한다. 그래서 어떤 경우에 어느 파일 시스템이 우수한지에 대하여 고찰한다. 이 결과는 리눅스 환경의 임베디드 시스템에서 플래시 파일 시스템의 선택에 가이드가 될 것이다.
본 논문은 LZSS 압축 알고리즘을 변형하여 임베디드 리눅스 운영체제 파일 시스템으로 사용할 수 있도록 설계한다. 본 논문에서는 PDA 임베디드 리눅스 파일 시스템에 변형된 LZSS 압축 알고리즘을 적용하여 저장 공간의 효율적인 관리를 할수 있도록 하였다. 임베디드 리눅스 기반의 PDA 시스템에 대한 압축 파일 시스템 설계는 메모리 사용을 극대화시킬 수 있다. 이와같이 임베디드 시스템에 압축 파일 시스템을 제공함으로써 임베디드 시스템의 한계였던 소량의 저장 공간 문제를 해결하도록 해준다. 본 논문에서 제안하는 압축 파일 시스템을 사용할 경우 저장 공간을 늘리지 않고 저장 공간을 늘리는 효과를 낼 수 있도록 해준다.
리눅스 환경의 임베디드 시스템에 탑재된 파일 시스템은 미니 하드 디스크 또는 플래시 메모리를 미디어로 채택하고 있다. 이러한 장치에 구현되는 파일 시스템의 종류는 임베디드 운영체제에 따라 다양하게 존재한다. 그런데 임베디드 시스템이 파일 시스템 의존도가 커질수록 이 파일 시스템 종류의 선택이 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 이 논문에서는 임베디드 시스템의 FAT과 Ext2 파일 시스템에서 성능을 비교 분석한다. 그래서 어떤 경우에 어느 파일 시스템이 우수한지에 대하여 고찰한다. 이 결과는 리눅스 환경의 임베디드 시스템에서 플래시 파일 시스템의 선택에 도움이 될 것이다.
In this paper, we propose a file system for flash memory which remedies shortcomings of existing flash memory file systems. Besides supporting large block size, the proposed file system reduces time in initializing file system significantly by adopting logical address comprised of erase block number and bitmap for pages in the block to find a page. The file system is suitable for embedded systems with limited main memory since it has small in-memory data structures. It also provides efficient management of obsolete blocks and free blocks, which contribute to the reduction of file update time. Finally the proposed file system can easily configure the maximum file size and file system size limits, which results in portability to emerging larger flash memories. By conducting performance evaluation studies, we show that the proposed file system can contribute to the performance improvement of embedded systems.
There are many file systems in various operating systems. Those are usually designed for server environments, where the common cases are usually 'multiple active users', 'great many small files' And they assume a big main memory to be used as buffer cache. So the existing file systems are not suitable for resource hungry embedded systems that process multimedia data streams. In this study, we designed and implemented a new file system which efficiently stores and retrieves multimedia data steams. The proposed file system has a very simple disk layout, which guarantees a quick disk initialization and file system recovery. And we introduced a new indexing-scheme, called the time-based indexing scheme, with the file system. With the indexing scheme, the file system maintains the relation between time and the location for all the multimedia streams. The scheme is useful in searching and playing the compressed multimedia streams by locating exact frame position with given time, resulting in reduction of CPU processing and power consumption. The proposed file system and its APIs utilizing the time-based indexing schemes were implemented firstly on a Linux environment, though it is operating system independent. In the performance evaluation on a real DVR system, which measured the execution time of multi-threaded reading and writing, we found the proposed file system is maximum 38.7% faster than EXT2 file system.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제12권1호
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pp.125-140
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2005
Nowadays, we have many embedded systems which store and process multimedia data. For multimedia systems using hard disks as storage media such as DVR, existing file systems are not the right choice to store multimedia data in terms of cost. performance and reliability. In this study we designed a reliable file system with very high performance for embedded multimedia applications. The proposed file system runs with quite simple disk layout to reduce time to initialize and to recover after power failures, uses a large data block to speed up the sequential accesses, incorporates a time-based indexing scheme to improve the time-based random accesses and boosts reliability by backing up the important meta data on a small NVRAM. We implemented the file system on a Linux-based DVR and verified the performance by comparing with existing file systems.
임베디드 시스템에 많이 사용되는 리눅스 환경에는 FAT, NTFS, Ext2 등 다양한 파일 시스템이 사용된다. 임베디드 시스템에 탑재된 파일 시스템은 미니 하드 디스크 또는 플래시 메모리를 미디어로 채택하고 있다. 이러한 장치에 구현되는 파일 시스템의 종류는 응용 프로그램의 성능에 많은 영향을 미친다. 동일한 미디어에서 파일시스템의 성능요인은 블록 읽기, 블록 쓰기, 그리고 블록 해제 오버헤드이다. 이 중에서 블록 읽기와 블록 해제 성능은 파일시스템에 따라 큰 차이를 보이지 않는다. 이 논문에서는 리눅스에서 지원하는 다양한 파일시스템에서 블록 할당과 쓰기 성능을 벤치마킹한다. 다양한 실험을 통하여 얻어진 결과로부터 각 파일 시스템의 특성들을 살펴본다.
임베디드 기기에서 플래시 메모리의 사용량이 증가하고, 임베디드 기기가 여러 computing 환경에서 점점 중요한 위치를 점함에 따라 임베디드 파일 시스템의 보안이 중요한 문제가 된다. 또한 임베디드 기기의 경우 휴대성이 좋은 반면 분실의 위험도 크고, 분실한 경우 기기 내부의 플래시 메모리에 중요 정보가 있다면 사용자에게 큰 손실을 야기할 수 있다. 이처럼 다양한 상황에서 임베디드 기기 내부의 플래시 파일 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 암호화 플래시 파일 시스템을 설계 및 구현 하였다. 이를 위해 현재 많이 사용되는 YAFFS 파일 시스템을 수정하였다. 수정된 YAFFS 암호화 파일 시스템을 통해 임베디드 기기의 보안성을 한 층 강화할 수 있다.
임베디드 시스템에 많이 사용되는 리눅스 환경에는 Ext2, FAT, NTFS 등 다양한 파일 시스템이 사용된다. 임베디드 시스템에 탑재된 파일 시스템은 미니 하드 디스크 또는 플래시 메모리를 미디어로 채택하고 있다. 이러한 장치에 구현되는 파일 시스템의 종류는 응용 프로그램의 성능에 많은 영향을 미친다. 동일한 미디어에서 파일시스템의 성능 요인은 블록 할당과 블록 해제 오버헤드이다. 이 중에서 블록 해제 성능은 파일시스템에 따라 큰 차이를 보이지 않는다. 이 논문에서는 임베디드 시스템의 Ext2, FAT, 그리고 NTFS 파일 시스템에서 블록 할당 성능을 비교 분석한다. 그래서 어떤 경우에 어느 파일 시스템이 우수한지에 대하여 고찰한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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