유비쿼터스 환경에서 널리 사용되고 있는 내장형 시스템에서는 메모리 사용량의 감소와 신뢰성 등의 이유로 쓰레드 기반 프로그래밍 모델보다는 이벤트-구동형 프로그래밍 모델을 채용하는 경우가 많다. 그러나 내장형 시스템의 소프트웨어가 점점 더 복잡해지면서, 내장형 시스템을 위한 소프트웨어를 이벤트-구동형 프로그래밍 모델의 단일 이벤트 핸들러로 프로그램 하는 것은 매우 어려운 과제가 되고 있다. 본 논문에서는 내장형 시스템의 설계에 비선점형 스케줄링 기법을 도입하기 위하여, 다항시간의 스케줄 가능성 평가를 위한 충분조건과 이를 이용한 효율적인 스케줄 가능성 검사 방법을 제시하며, 또한 내장형 시스템에서의 서브-태스크의 활용이 비선점형 스케줄링을 채용했을 때의 단점인 낮은 처리기 이용률을 극복할 수 있는 방안임을 보인다.
가상화는 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 시스템 소프트웨어 분야 중 하나이다. 범용 컴퓨터 시스템을 위한 가상화 분야에는 이미 상용화제품들도 다수 존재하는 반면, 임베디드 시스템의 특성을 고려한 가상화에 대한 연구는 상대적으로 미미한 실정이다. 본 논문에서는 임베디드 시스템의 각 하드웨어 자원을 여러 논리적인 하드웨어 자원들로 나누고, 이를 다수의 가상 머신들로 재구성하는 가상 머신 모니터를 설계하고 구현하였다. 제안된 가상 머신모니터는 하나의 임베디드 시스템 상에 다수의 실시간 운영체제들을 동시 수행하는 것을 가능하게 한다. 실제의 임베디드 시스템 하드웨어 상에서 구현된 가상 머신 모니터에 대해 다양한 성능 측정 실험을 수행하였다. 성능 평가결과를 통해 제안된 가상 머신 모니터가 실제의 임베디드 시스템 응용 분야에 적용이 가능함을 보였다.
Any system has the possibility of an error occurrence. Even if trivial errors were occurred, the original system would be fatally affected by the occurring errors. Accordingly, the error detection must be demanded. In this paper, we developed a real-time error detection system would be able to apply to an electronic Jacquard system. A Jacquard is a machine, which controls warps while weaving textiles, for manufacturing patterned cloth. There are two types of mechanical and electronic Jacquard. An electronic Jacquard is better than a mechanical Jacquard in view of the productivity and realizability for weaving various cloths. Recent weaving industry is growing up increasingly due to the electronic Jacquard. But, the problem of wrong weaving from error data exists in the electronic Jacquard. In this research, a real-time error detection system for an electronic Jacquard is developed for detecting errors in an electronic Jacquard in real-time. The real-time system is constructed using PC-based embedded system architecture. The system detects the occurring errors in real-time by storing 1344 data transferred in serial from an electronic Jacquard into memory, and then by comparing synchronously 1344 data stored into memory with 1344 data in a design file before the next data would be transferred to the Jacquard for weaving. The information of detected errors are monitored to the screen and stored into a file in real-time as the outputs of the system. In this research, we solve the problem of wrong weaving through checking the weaving data and detecting the occurred errors of an electronic Jacquard in real-time.
In real-time embedded systems, the responsibility is the most important thing because it is related to human life. Context switching is a part of which can slow down the responsibility. We therefore should minimize the amount of state that needs to be saved during context switching. In this paper, we introduce a new architecture (Register Farm) for context switching which can exchange two contexts in one cycle time. Although it might increase the cost of MCU design and the complexity of circuit, it cannot miss any interrupt during context switching. Consequently, Register Farm architecture can make embedded systems spread out in human life because it can increase reliability and responsibility in real time embedded systems.
실시간 임베디드 센서 네트워크 시스템에서의 이벤트 감지는 대부분 현실세계에서 수집된 센서 데이터들의 조합에 기반한다. 이에 최근에 이루어진 연구들에선 센서 데이터들을 수집, 집계하는 낮은 수준의 다양한 메커니즘들을 제안하였다. 그러나 실시간에서 연속적으로 발생하는 복잡한 이벤트들의 감지와 다양한 종류의 센서들로부터 입력되는 실시간 데이터의 처리를 위한 시스템에 대한 솔루션은 보다 많은 연구를 필요로 한다. 즉, 경량의 데이터 혼합이 가능하고 많은 컴퓨팅 자원을 필요로 하지 않는 실시간 이벤트 감지 기법이 필요하다. 이벤트 감지 프레임워크는 실시간 모니터링과 센서 데이터의 도착으로 일어나는 데이터 융합 메커니즘을 통하여 적시성과 임베디드 센서 네트워크의 자원 요구량을 감소시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 또한 임베디드 센서 네트워크 시스템이 신뢰성을 지닐 수 있도록 하기 위한 기반 기술인 프라이버시를 보장할 수 있는 익명화 기술을 설명한다.
셀프 카메라로 배경과 함꼐 사용자 자기 자신의 전신 샷을 찍을 수 있도록 도와주는 '셀카봉'이 등장하였지만 아직도 사용자부터 카메라까지 거리의 한계가 존재하기 때문에 셀프 카메라를 찍는 것에 불편함이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 드론을 이용하여 셀프 카메라를 찍을 수 있도록 하는 기술을 제안한다. Real-Time 영상처리를 이용해 웹과 드론이 서로 통신을 하여 Haar Cascade 알고리즘을 기반으로 사용자의 얼굴을 실시간으로 인식하고 PID 제어를 통해 드론을 자동으로 조종한다면 사용자의 제스쳐에 인식해 드론의 촬영 기능을 컨트롤 할 수 있도록 한다.
임베디드 시스템은 적용되는 분야에 따라 태스크의 완료에 대한 실시간성이 보장되어야 하는 경우가 있다. 또한 실시간성을 제공하는 시스템에서는 다양한 이유로 인해 태스크의 결함이 발생할 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 단일 프로세서를 가지는 임베디드 시스템에서 주기적 태스크 집합의 마감시간을 보장하면서 결함이 발생한 태스크의 결함을 허용하는 태스크 스케줄러를 설계한다. 임베디드 시스템에서 실시간성을 제공하기 위해서 태스크를 주기적 및 비주기적 특성으로 분류한 후 주기적 태스크는 고정 우선순위 실시간 태스크 스케줄링 기법에서 최적의 알고리즘으로 알려진 RMS(Rate Monotonic Scheduling) 기법을 적용하여 실행한다. 주기적 태스크들의 실행 시간을 분석한 후, 결정되는 잉여 시간을 관리함으로써 비주기적 태스크들의 실행을 보장한다. 또한 일시적인 태스크의 단일 결함을 허용하기 위한 결함 허용 기법을 제공한다. 이를 위해 백업 시간을 관리하고 태스크에서 결함이 발생할 경우, 결함이 발생한 태스크를 재실행함으로써 복구 작업을 수행한다.
본 논문에서는 MDA(Model Driven Architecture) 기반의 임베디드 소프트웨어 컴포넌트 개발 방법을 소개한다. 이 방법은 이종의 임베디드 시스템에서 소프트웨어의 재사용성에 관한 문제점을 해결하고자 MDA기법을 임베디드 소프트웨어 개발에 적응한 것이다. 제안한 방법을 통해 하나의 메타 모델(Target Independent Model)을 각각의 다른 도메인에 맞는 타겟 종속적 모델(Target Specific Model)들을 만들고, 그에 따른 소스 코드(Target Dependent Code)를 개발하는 것이다. 이때 기 개발된 메타모델은 이종의 임베디드 시스템 개발에 재사용하려는 것이 목적이다. 우리는 이 방법에 따른 도구에 기존 xUML의 동적 모델링에서 표현되지 못하는 부분(병렬성, 실시간 등)을 보완하기 위해 확장하여 채택하였다. 확장된 xUML 노테이션을 기반으로 구현한 모델링 도구를 소개한다. 이는 임베디드 또는 병렬/실시간 소프트웨어의 모델링이 가능하다. 제안한 방법의 적응사례로서 이종 임베디드 시스템의 모델링을 통한 필드 개발을 보여준다.
본 논문에서는 실시간 운영체제(Real Time Operating System, RTOS)기반의 실시간 임베디드 시스템용 자바 가상 머신(Jamaica Virtual Machine, JVM)을 이용한 비행운용 프로그램(Operational Flight Program, OFP)의 객체 지향적 개발사례에 대해 기술하였다. 국산화 임무 컴퓨터(Mission Computer, MC)에는 다기능 시현(Multi Functional Display, MFD), 통합 전방 상향 제어(Integrated Up-Front Control, IUFC), 전방 시현(Head-Up Display, HUD) 및 화력 제어(Fire Control, FC)를 지원하는 OFP가 각각의 프로세스에 탑재되어 구동되는데, 본 논문에서는 자바(Java) 기반의 MFD OFP(다기능 시현기에 조종사 참고 정보를 제공하는 비행운용 프로그램)와 미들웨어의 설계 및 구현에 대하여 기술하였다.
정확한 SOC 추정은 배터리 운영 전략을 제시하는 중요한 지표로 많은 연구가 진행되었다. 기존 연구에서 검증을 위해 주로 사용되던 시뮬레이션 방식은 실제 BMS 환경처럼 실시간 SOC를 추정하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 실시간 배터리 SOC 추정이 가능한 임베디드 시스템을 구현하고 검증 과정에서 발생 가능한 문제 분석을 목표로 한다. 2개의 라즈베리파이 보드로 구성된 환경은 Simscape 배터리에서 측정된 데이터로 EKF 기반 SOC 추정을 진행한다. 검증 단계에서는 온도에 따라 달라지는 배터리 특성을 고려하여, 다양한 주변 온도에서 결과를 확인하였다. 또 임베디드 환경에서 발생하는 오프셋 오류와 패킷 손실에 대비하여, 문제 상황에서 SOC 추정 성능을 검증하였다. 이를 통해 안정범위의 5%내의 오차를 갖는 실시간 SOC 추정이 가능한 임베디드 시스템 구현을 위한 전략을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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