• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.30 no.2
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• pp.68-77
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• 2003

The Least-Laxity First(or LLF) scheduling algorithm assigns the highest priority to a task with the least laxity, and has been proved to be optimal for a uni-processor and sub-optimal for a multi-processor. However, this algorithm Is Impractical to implement because laxity tie results in the frequent context switches among tasks. In this paper, a Modified Least-Laxity First on Multiprocessor(or MLLF/MP) scheduling algorithm is proposed to solve this problem, i.e., laxity tie results in the excessive scheduling overheads. The MLLF/MP is based on the LLF, but allows the laxity inversion. MLLF/MP continues executing the current running task as far as other tasks do not miss their deadlines. Consequently, it avoids the frequent context switches. We prove that the MLLF/MP is also sub-optimal in multiprocessor systems. By simulation results, we show that the MLLF/MP has less scheduling overheads than LLF.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.29 no.11
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• pp.611-621
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• 2002

For real-time systems, multiprocessor support is indispensable to handle the large number of requests. Existing real-time on-line scheduling algorithms such as Earliest Deadline First Algorithm (EDF) and Least Laxity Algorithm (LLA) may not be suitable for scheduling real-time tasks in multiprocessor systems. Although EDF has low context switching overhead, it suffers from "multiple processor anomalies." LLA has been shown as suboptimal, but has the potential for higher context switching overhead. Earliest Deadline Zero Laxity (EDZL) solved somewhat the problems of those algorithms, however is suboptimal for only two processors. Another algorithm EDA2 shows very good performance in overload phase, however, is not suboptimal for muitiprocessors. We propose two on-line scheduling algorithms, Earliest Deadline/Least Laxity (ED/LL) and ED2/LL. ED/LL is suboptimal for multiprocessors, and has low context switching overhead and low deadline miss rate in normal load phase. However, ED/LL is ineffective when the system is overloaded. To solve this problem, ED2/LL uses ED/LL or EDZL in normal load phase and uses EDA2 in overload phase. Experimental results show that ED2/LL achieves good performance in overload phase as wet] as in normal load phase.oad phase.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.11a
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• pp.12-14
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• 2013

임베디드 마이크로프로세서인 ARM Cortex-M3는 기존의 것들과는 달리 짧은 문맥교환을 제공하기 위해 Trap을 이용하여 문맥교환 과정을 일부 하드웨어적으로 처리하는 기능을 제공한다. 일반적으로 Trap (혹은 소프트웨어 인터럽트)은 그 자신만의 오버헤드를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 소프트웨어적으로 문맥교환을 하던 방식에 비해 어느 정도의 성능 향상이 있을지에 대한 정량적인 비교 평가를 수행하여 Cortex-M3를 기반으로 한 임베디드 시스템의 설계에 도움을 주도록 한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.26 no.4
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• pp.443-454
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• 1999

최소 여유시간 우선(Least-Laxity-First)스케쥴링 알고리즘은 여유시간이 작은 태스트가 높은 우선순위를 갖는 동적 우선순위 스케줄링 방법으로서 단일프로세서 시스템에서 최적임이 증명되었다. 그러나, 이 알고리즘은 최소 여유시간을 가진 태스크가 여러 개 존재하여 여유시간 충돌이 발생한 경우 이 태스크들 간에 빈번한 문맥교환이 발생하게 되는 문제점이 있어 실용적이지 못하다. 본 논문에서 제한하는 최소 여유시간 우선 기반의 최소선점을 갖는 스케줄링 알고리즘(Least-Laxity-First with Minimum Preemption 또는 LLF/MP)은 여유시간이 충돌했을 때에 문맥교환을 최소화함으로써 최소 여유시간 우선 스케줄링 알고리즘의 단점을 해결하였다. LLF/MP 스케줄링 알고리듬은 불필요한 문맥교환을 줄임으로써 시스템 오버헤드로 인한 시스템의 성능 저하를 방지할 수 있고 보다 많은 시스템 자원을 예측 불가능한 비주기적 태스크에게 할당할수 있다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.16A no.6
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• pp.437-442
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• 2009

For multiprocessor systems, Earliest Deadline First (EDF) based on deadline and Least Laxity First (LLF) based on laxity are not suitable for practical environment since EDF has low schedulability and LLF has high context switching overhead. As a combining of EDF and LLF to improve the performance, Earliest Deadline Zero Laxity (EDZL) was proposed. EDZL is basically the same as EDF. But if the laxity of a task becomes zero, its priority is promoted to the highest level. In this paper, we propose Least Laxity Zero Laxity (LLZL) which is based on LLF. But context switching is allowed only if the laxity of a task on rady queue becomes zero. Simulation results show that LLZL has high schedulability approaching to LLF and low context switching overhead similar to EDF. In comparison with EDZL, LLZL has better performance in both of schedulability and context switching overhead.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.3-5
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• 2022

혼합 중요도(mixed criticality) 시스템은 안전에 중요한 기능을 우선시하도록 하는 추가적인 안전 요구사항이 존재한다. 그러나 기존 실시간 시스템의 설계로는 이를 만족하지 못하며, 높은 중요도 태스크가 다른 낮은 중요도 태스크로부터 간섭을 받아 데드라인 미스와 같은 문제를 일으키는 중요도 역전(criticality inversion) 문제가 발생할 수 있다. 이러한 중요도 역전 문제를 해결하기 위해 주기 변환(period transformation) 기법을 사용할 수 있지만, 스케줄링 오버헤드의 증가로 인해 오히려 전반적인 태스크의 응답시간이 증가하는 또 다른 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 주기 변환과 스케줄링 오버헤드 간의 트레이드오프 관계를 설명하고, 실시간 리눅스 시스템에서 해당 문제점을 재연한 후 주기 변환의 적정선을 분석하고자 실험을 진행하였다. 그 결과, 중요도 역전 문제를 해결하기 위한 주기 변환을 그대로 적용할 경우, 문맥 교환이 48.7% 증가 및 스케줄링 오버헤드가 28.7% 증가로 인해 전반적인 응답시간이 증가하여 데드라인 미스가 다수 발생하는 결과를 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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• pp.389-392
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• 2010

실시간 임베디드 시스템에서 멀티미디어 시스템 같은 빠른 응답성을 요구하는 시스템이 존재 할 수 있다. 현재 EDF, RM 알고리즘의 경우 각각 마감시간, 수행 주기 시간에 의해서 우선순위가 선정되고 수행된다. 그러나 시스템 상에 실시간 프로세스 외에 다양한 프로세스가 존재할 수 있다. 본 논문에서는 마감 시간과 프로세스의 기본 우선순위를 고려하여 새로운 우선순위를 이용하며, 전체 프로세스들이 마감 시간내에 스케줄링 가능하고 문맥교환에 의한 오버헤드에 의해 마감시간을 넘어가지 않을 경우 각 프로세스들에게 타임 슬라이스를 할당하여 수행할 수 있도록 하여 기존 알고리즘들 보다 응답성을 향상시키는 기법을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.10c
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• pp.370-372
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• 2002

다중처리기 상에서 실시간 태스크 스케줄링에 대한 연구가 현재 많이 수행되고 있지만, 주로 Pfair(P-fairness)와 EDF(Earliest Deadline First) 알고리즘에 대한 연구이다. Pfair는 이론적인 연구에 초점을 두고 있으며, EDF는 처리기들을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다중처리기 상의 주기적인 실시간 태스크 집합을 대상으로, LLA(Least Laxity Algorithm) 알고리즘이 높은 스케줄링 가능성(schedulability)을 가짐을 먼저 보인다. 다음으로 기존 알고리즘들의 문제점을 보완하기 위해 EDF와 LLA를 결합한 ED/LL(Earliest Deadline/Least Laxity)이라는 알고리즘을 제시한다. ED/LL은 LLA보다 문맥교환 횟수는 적고 EDF보다 스케줄링 가능성이 높으며, 구현 오버헤드도 크지 않다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.95-97
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• 2000

자바는 플랫폼 독립성, 보안, 멀티 쓰레드 지원, 가베지 콜렉터 등 많은 장점을 갖고 있는 언어이다. 하지만 현재의 자바 가상 기계(JVM)는 시간 제약 조건을 갖는 주기적인 태스크 수행, 실시간 스케쥴링 등 실시간 응용을 위한 지원이 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실시간 운영체제인 VxWorks와 내장형 JVM인 퍼스널 자바 상에서 실시간 응용 프로그램의 지원을 위한 자바 쓰레드를 설계, 구현한다. 이를 위해 기존의 자바 쓰레드에 시작시간, 주기, 종료시한 등의 시간 속성을 삽입하고, 실시간 자바 쓰레드 API 클래스를 구현한다. 실시간 스케쥴러를 세가지 방식으로 구현한다. 첫째는, JVM을 수정하지 않고 시간 속성에 따라 쓰레드에 우선 순위를 할당하여 스케쥴링하는 방식이고, 둘째는 JVM을 수정하여 시간 속성에 따라 VxWorks 커널 스케쥴러를 통해 스케쥴링하는 방식이며, 셋째는 독립적인 스케쥴링 태스크를 구현하는 방식이다. 쓰레드 생성, 문맥 교환 등의 오버헤드와 스케쥴링 시 종료시한 초과 비율 등의 기준을 통해 각각의 성능을 비교한 결과, VxWorks 커널 스케쥴러를 이용한 방식이 가장 적합하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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• v.46 no.3
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• pp.77-85
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• 2009

Execution times of tasks can be variable depend on input data. If we choose a high performance processor to satisfy the worst case execution times, the hard cost becomes high and the energy consumption also becomes large. To apply a lower performance processor, we have to utilize processor capacity maximally while overrunning tasks can not affect deadlines of other tasks. To be used for such systems, this paper presents SBP (Shared Bandwidth Partitioning) that a processor bandwidth is reserved and shared among all tasks. If a task needs more processor capacity, it can use a portion of the shared bandwidth. A simulation result shows that SBP provides better performance than previous algorithms. SBP reduces deadline miss ratio which is related to scheduling quality. And the number of context switches, which is related to system overhead, is also reduced.