고성능 슈퍼스칼라 프로세서에서 값 예측(value prediction) 방식은 명령의 결과 값을 미리 예측하고, 이 후 데이타 종속 관계가 있는 명령들에게 값을 조기에 공급함으로써 이들 명령들을 모험적으로 실행하여 성능을 향상시키는 방식이다. 값 예측으로 성능을 향상시키기 위해서는 예측 실패 시에 효율적으로 복구하는 과정이 필수적이다. 본 논문에서는 값 예측 실패 시에 잘못 예측된 값을 사용하여 모험적으로 수행된 명령들만을 순차적으로 취소하고 복구한 후에 재이슈하는 값 예측 실패 복구 메커니즘(value misprediction recovery mechanism)을 제안한다. 제안된 복구 방식은 한번에 모든 종속명령들을 검색하지 않음으로써 파이프라인을 정지시키지 않는다. 즉, 파이프라인이 진행되는 순서에 따라 순차적으로 값 예측이 틀린 종속명령만을 선택적으로 취소하고 재이슈하여 불필요한 취소와 재이슈를 줄임으로써 값 예측 실패 시에 손실을 줄인다.
위성은 위성의 상태제어를 위한 명령부와 해당 명령이 기능대로 수행된 것을 확인하기 위한 상태정보 획득부로 구성된다. 명령부는 위성의 버스 플랫폼에 따라서 다양한 구조 (전압, 전류, 펄스폭, 형태등)를 갖지만, 상태정보획득은 명령부에 비해서 공통적인 특성을 갖게 된다. 또한 명령부는 +17V 또는 +28V등의 고전압, 고전류의 요구조건이 필요하지만, 상태정보 획득은 아날로그용 (+15V or +12V)또는 디지털용 (+5V)로 전압과 전류조건이 명령부에 비해서 요구조건이 완화된다. 상태정보획득은 relay 상태를 획득하는 matrix 구조로된 TM matrix와 아날로그 전압 상태정보를 단일채널을 통해 획득하는 Analog 단일 채널부와 정밀한 아날로그 정보 획득을 위한 차등 Analog 채널부, 기준전압과의 비교를 통한 이진상태부와 정전류를 통한 Thermistor 상태정보 획득부로 구성이 된다. 본 논문에서는 $16{\times}8$ matrix로 구성된 TM matrix 획득부와 300채널의 단일채널 아날로그 전압 획득부, 64채널 차등 아날로그 전압획득부 및 64채널 이진상태 획득부와 16채널로 구성된 정전류 thermistor 아날로그 상태정보 획득부의 구현 방법 및 프로세서보드와의 접속을 위한 UART 접속구조등에 대한 내용과 보드 사이즈 제약사항등의 구현에 대한 개발에 대해서 평가하고자 한다.
본 논문에서는 지상 관제국과 2005SAT 위성 사이에서 RF 신호로써 명령 및 원격측정 데이터를 전달하는 기능을 수행하는 원격측정명령계 RF 서브시스템의 개념설계 단계의 링크버짓 해석을 수행하였다. 링크버짓 성능분석을 위해 업링크 및 다운링크 과정으로 나누고 업링크에 대해서는 위성체에서 전력흐름밀도 및 명령수신기에서 여유를 계산하고 다운링크에 대해서는 다운링크 EIRP 및 지상국에서 C/ $N_o$ 및 $E_b$/ $N_o$ 여유를 계산하여 전체적인 통신성능 여유를 만족하는지 조사를 하였다. 업링크 링크버짓 분석결과 명령수신기에서 충분한 전력 수신 여유가 있었으며 다운링크 링크버짓 분석결과 지상국에서 C/ No 및 $E_b$/ $N_o$의 여유가 적정함을 확인하였다.
TCP/IP 프로토콜을 사용하여 서버와 클라이언트를 연결하고 서버는 무선랜을 이용하여 여러 개의 디바이스를 제어할 수 있는 분산제어시스템을 구현했다. 디바이스의 제어 명령과 모니터링을 하는 클라이언트는 LAN을 통하여 서버에 접속한 후 디바이스 제어 명령을 서버에 전달한다. 서버는 디바이스 제어 명령을 수신한 후 실제 데이터만을 골라내어 디바이스가 받아들일 수 있는 데이터 형식으로 변환하여 RF 모듈을 통해 디바이스에 전달한다. 서버로부터 데이터를 수신한 디바이스는 제어명령을 실행한 후 센서는 디바이스의 상태를 체크하여 RF모듈을 통하여 서버에 전달한다. 다시 서버는 디바이스의 상태를 클라이언트가 받아들일 수 있는 데이터형식으로 변환하여 전달하고 클라이언트는 서버로부터 데이터를 수신하여 디바이스의 상태를 모니터링 한다. 각각의 디바이스는 자신만의 마이크로 프로세서를 가짐으로서 서버로부터 간단한 명령을 받아 각 프로세서가 스스로 판단하고 동작을 하게 된다. 서버와의 연결이 끊어질 경우 마이크로프로세서에 마지막 들어온 제어명령의 상태를 유지한다. 이 논문은 인터넷을 이용한 무선장치의 제어할 수 있는 안정된 시스템의 구현방법을 제시하며 서로 다른 프로토콜을 연결시키기 위하여 데이터의 구조를 변환시키고 여러 개의 디바이스가 안정된 동작을 도록 하는 방법을 제안했다.
최근 보조기억장치 스토리지 시장 추세는 HDD와 SSD가 혼용되어 사용되고 있다. 미래에는 HDD보다 SSD가 보조기억장치 역할로 더욱 많이 사용될 것으로 예상되고 있다. SSD 기술이 발달하면서 이를 효율적으로 사용하기 위해 TRIM 명령기법이 나오게 되었다. TRIM 명령기법은 과거 SSD의 문제점인 Freezing 현상을 해결하기 위해 나온 명령으로 운영체제와 SSD가 협동하여 작동한다. TRIM 명령기법은 사용자가 데이터를 삭제하였을 때 SSD 내부에서도 실제로 삭제하는 기법으로 유휴시간에 수행한다. 하지만, 디지털 포렌식 관점에서 본다면 디지털 범죄는 매년 급증하지만 데이터 미복구로 인한 검거율은 미흡하다. 본 논문에서는 기존 TRIM 명령의 장점인 안정성(Freezing Solution)과 쓰기 속도를 최대한 지원하며 선별적으로 데이터를 관리하여 삭제하는 기법을 제안한다. 실험을 통해 기존 기법과 선별된 기법의 성능을 측정하여 검증한다.
본 연구에서는 정지궤도 통신위성의 보안을 위해 CCSDS 원격명령(Telecommand) 암호복호기를 구현하였다. CCSDS 원격명령 데이터링크(Datalink)의 보안 기밀성(Confidentiality)을 위해 데이터링크 계층(Layer)내의 트랜스퍼 부계층(Transfer Sublayer) 다음에서 암호화를 행하는 Option-A를 선정하고 64-비트 코드블록(Codeblock)에서 56-비트 데이터 비트의 암호화를 위해 DES CFB 모드를 사용하였다. A54X32 FPGA에 구현된 DES CFB 로직은 원격명령 암호복호기의 기능 검증을 위한 인터페이스 및 제어 로직과 함께 PCB 보드에 구현하였다. 기능시험용 PC를 사용하여 암호화된 원격명령을 생성하고 암호복호기에 전송한 뒤 복호화한 뒤 기능시험용 PC에 피드백하고 전송한 코드블록과 비교한다. 수행코드에 해당하는 릴레이 구동에 의한 LED ON 동작 및 측정된 코드블록 파형과 시뮬레이션 파형의 비교를 통해 원격명령 암호복호기의 기능을 검증하였다.
다목적 실용위성 1호의 초기운영과 정상임무운영을 위한 임무 및 명령계획 작업은 MAPS(Mission Analysis & Planning Subsystem)의 임무 및 명령계획 S/W를 이용하였다. 시간이 지날수록 요구되는 임무양이 증가하면서 수동작업이 많아 요구되는 기존 S/W를 이용하여 임무운영을 수행할 경우 안정성이 크게 저하되었으며, 자동 처리과정이 부족하여 결과검증에 소모되는 시간도 증가하였다. 다목적 실용위성 관제국은 이를 개선하고자 보다 신속하고 안전하게 임무 및 명령계획 작업을 수행할 수 있으며, 중요 과정들을 자동화하여 임무운영의 안정성을 높일 수 있는 새로운 임무 및 명령계획 S/W를 개발하였다. 본 논문은 다목적 실용위성 1호의 임무계획 및 자동 명령계획표 생성기(KSCG, KOMPSAT-1 Scheduling & Automatic Command Plan Generator)의 개발내용과 실제 운영결과를 기술하였다. KSCG를 사용한 결과, 작업능률 향상과 임무운영 안정성을 획기적으로 높였다.
명령 제어 프레임워크 (Command and Control Framework)는 모의 침투 및 교육용으로 개발되었으나 사이버 범죄 그룹과 같은 위협 행위자들이 악용하고 있다. 잠재적인 위협을 식별하고 선제 대응을 하는 사이버 위협 헌팅 관점에 따라 명령 제어 프레임워크가 작동하고 있는 서버를 식별하고 사전 차단하면 위험 요소 관리에 기여를 할 수 있다. 따라서, 이 논문에서는 명령 제어 프레임워크를 사전 추적할 수 있는 방법론을 제안한다. 방법론은 명령제어 프레임워크 관련 서버 목록 수집, 단계적 전달 모사, 봇넷 설정 추출, 인증서 수집 및 특징 추 출4단계로 구성된다. 또한, 상용 명령 제어 프레임워크인 코발트 스트라이크에 제안한 방법론을 적용하여 실험을 수행한다. 실험에서 수집된 비콘, 인증서에 대한 분석 내용을 공유함으로써 명령 제어 프레임워크로부터 발생할 수 있는 사이버 위협 대응 기반을 마련하고자 한다.
본 논문에서는 3구 추력기 2모듈 형태의 추력기시스템 기준으로 발사체 상단 자세제어용 추력기시스템 명령생성방식 2가지를 제시한다. 하나는 혼합오차함수를 이용하는 방식이고, 다른 하나는 명령혼합함수를 이용하는 방식이다. 시뮬레이션을 통해 두 방식을 비교 분석한 결과, 제어축 간의 상호 간섭, 각축 제어기의 독립적인 설계와 분석 용이성, 비행성능 예측 가능성 등의 관점에서 명령혼합 알고리듬이 상대적으로 유리함을 보인다.
우리별 1,2호의 원격명령부는 지상의 지구국, 또는 위성내 부 컴퓨터로부터 위성의 각부분을 제어하는 명령을 수신하여 적절한 전기적인 신호로 해당 부분에 전달하는 역할을 한다. 원격검침부는 위성의 건강 상태나 운영 상태를 나타내는 각종 정보를 취합하여 지상으로 전달하는 역할을 한다. 원격 검침 및 명령부를 이용하여 위성내의 나머지 부분들을 제어할 수 있으며, 또한 동작 상태를 측정할 수 있으므로 위성내의 어느 시스템보다도 높은 신뢰도가 요구되는 시스템이다. 특히, 저궤도 소형위성이라는 특수한 상황을 고려하여 설계되었으며, 위성 시스템의 전체 구성이 효율적으로 이루어질 수 있도록 개발되었다. 우리별 1, 2호는 1992년 8월과 1993년 9월에 각각 발사되어 지금까지 성공적으로 운용되고 있으며, 탑재된 원격검침 및 명령부도 정상적인 동작을 하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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