• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제32권6호
• /
• pp.296-305
• /
• 2005

기존의 컴퓨터 시스템에서는 인터넷의 대표적인 프로토콜인 TCP/IP가 호스트 CPU에서 처리되는데, 이는 호스트 CPU에 많은 부하(load)를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 문제를 야기한다. 최근 이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 Linux 운영체제에 내장된 TCP/IP 프로토콜 스택의 구조를 분석하고, 통신을 수행할 때 프로토콜 스택의 각 함수에서 소모되는 시간을 측정하여 호스트 CPU에 부하를 발생시키는 주 요인을 분석하였다. 이러한 분석을 바탕으로 CPU에 많은 부하를 발생시키는 기능은 하드웨어로 구현하고 나머지 기능들은 소프트웨어로 구현하는 Hybrid TOE 구조를 제안한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
• /
• pp.414-417
• /
• 1997

Many small-sized real-time kernels do not provide memory management and device drivers, not to mention file management. In this paper, we propose a design and implementation of TCP/IP protocol stack for such small real-time kernels based on [6] where we studied issues to be considered for porting the functionalities of TCP/IP for such small real-time kernels.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
• /
• pp.927-930
• /
• 2003

In this paper, a design of processor IP for TCP/IP protocol stack is described. The processor consists of input and output buffer memory with dual bank structure, 32-bit RISC microprocessor core, DMA unit with on-the-fly checksum capability. To handle the various modes of TCP/IP protocol, hardware and software co-design approach is used rather than the conventional state machine based design. To eliminate delay time due to the data transfer and checksum operation, DAM module which can execute the checksum operation on-the-fly along with data transfer operation is adopted. By programming the on-chip code ROM of RISC processor differently. the designed stack processor can support the packet format conversion operations required in the various TCP/IP protocols.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.212-214
• /
• 2004

Hardware implemented ring buffer systems and methods are presented for the effective management of the ring buffer in TCP/IP communication. The layer interface of the ring buffer systems transfer free buffer and used buffer size information to the TCP/IP stack upper or low layer. The pointer updation interface calculates a temporary pointer from the data size which is needed by the present pointer of the ring buffer and upper or lowyer layer. The pointer manager of the ring buffer systems is responsible for saving the present pointer of the ring buffer, updating the ring buffer pointer to the new pointer, calculating the free buffer size and used buffer size of the ring buffer, and transferring the information to the upper layer. The ring buffer systems help the TCP/IP layer and TCP/IP upper or lower layer to decide the sending or receiving data size effectively. The delay of transferring data can be lowered by the ring buffer system.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (3)
• /
• pp.427-429
• /
• 2002

내장형 시스템 및 RTOS에 대한 관심이 늘어나면서 낮은 성능의 하드웨어상에서의 네트워킹 기능이 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 그러나 기존의 BSD기반의 TCP／IP는 많은 메모리를 필요로 하고 실제로 RTOS에서 자주 사용되지 않는 기능들도 많이 있기 때문에 기존의 TCP／IP 프로토콜 스택의 수정이 불가피하다. 본 논문에서는 낮은 성능의 하드웨어에 적합하게 TCP/IP프로토콜 스택을 경량화하고 메모리 사용에 대한 오버헤드를 줄일 수 있는 프로토콜 스택을 구현하고자 한다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
• /
• 제3권1호
• /
• pp.122-129
• /
• 2005

We describe the MiniWeb[7] TCP/IP stack (mIP), which is an extremely small implementation of the TCP/IP protocol suite running 8 or 32-bit micro controllers intended for embedded control systems, and satisfying the subset of RFC1122 requirements needed for host­to-host interoperability over different platforms. Our TCP/IP implementation does sacrifice some of TCP's mechanisms such as fragmentation, urgent data, retransmission, or congestion control. Our implementation is applicable to web based controllers. The network protocols are tested in operational networks using CommView and Dummynet where the various operational parameters such as bandwidth, delay, and queue sizes can be set and controlled.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제10권3호
• /
• pp.231-242
• /
• 2004

정보가전의 원격 제어 및 모니터링을 위해서는 실시간 운영체제와 함께 TCP/IP 프로토콜 같은 네트워크 모듈이 요구된다. 하지만 수백 KByte의 코드 크기와 수십 KByte의 메모리를 요구하는 전통적인 TCP/IP는 8비트 또는 16비트 CPU를 사용하고 상대적으로 메모리 자원이 부족한 소형 정보가전에서 이용하기에는 너무 크고 비효율적이다. 따라서 소형 정보가전에 적합하도록 프로토콜 스택의 크기가 소형화된 마이크로 TCP/IP 프로토콜 스택의 개발이 요구되며, 인터넷을 통하여 이들을 원격으로 제어 및 모니터링하기 위해서는 내장형 웹 서버 및 내장형 CGI기술의 개발 또한 필요하다. 본 연구에서는 웹을 기반으로 정보가전을 원격에서 제어하기 위한 마이크로 TCP/IP프로토콜 및 웹 서버를 구현하였다. 이를 위해서 우선 소형 내장형 시스템과 인터넷의 연동 및 정보가전의 웹 기반 제어에 필요한 요구사항을 조사하였다. 그 다음 구현된 마이크로 TCP/IP 프로토콜 스택 및 소형 웹 서버의 성능 및 목적 코드 크기를 타깃 운영체제인 QPlus의 네트워크 모듈 및 RTIP와 비교하였다. TCP/IP의 목적코드 크기는 RTIP와 QPlus의 네트워크 모듈에 비해 각각 약 2/3와 약 1/4정도 크기로 줄일 수 있었다. 지연확인 응답을 사용하지 않은 경우에 약 2.9Mbps의 속도를 나타내어, 본 연구에서 구현한 모듈의 성능은 RTIP 및 QPlus의 네트워크 모듈과 비슷하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.1166-1174
• /
• 2004

본 논문은 TCP/IP 프로토콜 스택을 위한 RISC 기반 송신 래퍼 프로세서의 설계를 기술하였다. 설계된 프로세서는 이중 뱅크 구조를 갖는 입출력 버퍼, 32 비트 RISC 마이크로프로세서, 온라인 체크섬 계산 기능을 갖는 DMA 모듈, 메모리 모듈로 구성되어 있다. TCP/IP 프로토콜의 다양한 동작모드를 지원하기 위해 기존의 상태 머신 기반의 설계 방식이 아닌 RISC 프로세서에 기반을 둔 하드웨어-소프트웨어 공동설계 설계기법이 사용되었다. 데이터 전달 동작과 체크섬 동작의 순차적인 수행에 기인한 커다란 지변 시간을 제거하기 위해, 데이터 전달 동작과 병렬적으로 체크섬 동작을 수행할 수 있는 DMA 모듈이 채택되었다. 가변 크기의 입출력 버퍼를 제외한 프로세서는 0.35${\mu}m$ CMOS 공정 조건에서 약 23,700개의 게이트로 구성되며, 최대 동작 주파수는 약 167MHz를 가짐을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제14A권5호
• /
• pp.295-300
• /
• 2007

임베디드 리눅스 기반의 휴대폰, PDA, MP3 플레이어 등의 소형 내장시스템이 널리 사용되고 있다. 이러한 소형 내장시스템에서 컴퓨터 또는 주변장치와의 데이터 통신을 위한 인터페이스 중에는 USB(Universal Serial Bus)가 있다. 특히 지능형 홈 네트워킹 및 멀티미디어 스트리밍을 지원하는 소형 내장시스템에서는 USB를 통한 UDP/IP 메시지를 실시간으로 전송하기 위한 서비스품질(Quality of Service)의 보장을 요구한다. 리눅스에서는 USB Gadget API 기반의 USB 이더넷 드라이버를 지원하고 있지만 TCP/IP Stack에서의 비 예측성으로 인하여 내장시스템에서 요구하는 QoS를 제공하지 못하고 있다. 본 연구에서는 USB와 리눅스를 사용하는 내장시스템에서 UDP/IP 메시지 전송 시의 QoS 성능 향상을 위한 프레임워크인 IP-Over-USB를 제안한다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제16A권2호
• /
• pp.113-124
• /
• 2009

최근 멀티코어가 장착된 시스템이 증가하면서 이를 통한 애플리케이션 성능향상에 대한 노력이 계속 되어왔다. 하나의 시스템에 다수의 처리장치가 존재함으로 인해 프로세싱 파워는 기존보다 증가했지만 기존의 소프트웨어나 하드웨어들은 싱글코어 시스템에 적합하게 설계된 경우가 많아 멀티코어의 이점을 충분히 활용하지 못하고 있는 경우가 많다. 기존의 많은 소프트웨어들은 멀티코어 상에서 공유 자원에 대한 병목현상과 비효율적인 캐시 메모리 사용으로 인하여 충분한 성능향상을 기대하기 어려우며 이러한 문제점들로 인하여 기존 소프트웨어는 코어의 개수에 비례한 성능을 얻지 못하며, 최악의 경우 오히려 감소될 수 있다. 본 논문에서는 TCP/IP를 사용하는 기존의 네트워크 애플리케이션과 운영체제에 흐름 수준 병렬처리 기법을 적용하여 성능을 증가 시킬 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방식은 개별 코어단위로 네트워크 애플리케이션, 운영체제의 TCP/IP 스택, 디바이스 드라이버, 네트워크 인터페이스가 서로 간섭 없이 작동할 수 있는 환경을 구성하며, L2 스위치를 통해 각 코어 단위로 트래픽을 분산하는 방법을 적용하였다. 이를 통해 각 코어 간에 애플리케이션의 데이터 및 자료구조, 소켓, 디바이스 드라이버, 네트워크 인터페이스의 공유를 최소화하여, 각 코어간의 자원을 차지하기 위한 경쟁을 최소화하고 캐시 히트율을 증가시킨다. 이를 통하여 8개의 멀티코어를 사용하였을 경우 네트워크 접속속도와 대역폭이 코어의 개수에 따라 선형적으로 증가함을 실험을 통해 입증하였다.