• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제45차 동계학술발표논문집 20권1호
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• pp.21-24
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• 2012

실시간성(Real-Time)이란 정확한 주기에 정확한 결과 값의 반환, 혹은 일정한 주기마다 정해진 일을 수행하는 것으로써, 내장형 소프트웨어 분야에서 갖추어야할 가장 중요한 요건이다. 최근 이러한 내장형 시스템의 사양이 싱글프로세서에서 멀티프로세서로 변화됨에 따라 멀티프로세서 상에서의 실시간성을 제공하기 위한 연구가 중요시 되고 있다. 실시간성은 운영체제에 종속적으로 운영체제에 따라 제공여부가 결정되는데, 범용 운영체제인 리눅스의 경우 운영체제에 패치(Patch)를 통해 실시간성을 제공하고 있다. 그러나 다른 범용 운영체제인 윈도우즈의 경우 고가의 구입비용을 가지는 서드파티를 구매하여 실시간성을 제공해야한다. 이에 따라 실시간성을 제공하는 윈도우즈 기반의 제품을 개발 시 개발 비용의 증가를 초래하는 문제점이 발생한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 범용 운영체제인 멀티프로세서 기반의 윈도우즈 XP 환경에서 실시간성을 제공하기 위한 연구가 필요하다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.17-18
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• 2011

최근 빠른 응답성과 정확성을 요구하는 임베디드 시스템의 사용이 증가됨에 따라 임베디드 시스템의 시간 정확성을 만족 시키는 경성 실시간성의 중요성이 커지고 있다. 이러한 임베디드 시스템의 운영체제로는 응용프로그램 개발의 편의성을 위해 범용 운영체제인 Linux를 많이 사용하며, Linux에 실시간성 제공을 위해 RT-Linux(Real Time - Linux)를 사용하고 있다. RT-Linux의 경우 경성 실시간성을 제공하지만 어셈블러를 사용해야 하므로 개발자가 다루기 힘들다는 단점이 존재한다. 이에 따라 Linux에 경성 실시간성을 제공하고 개발자에게 개발의 편의성을 제공하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 범용운영체제인 Linux에 경성 실시간성을 제공하기 위해 x86기반의 Window에 실시간성을 제공하는 RTiK(Real-Time implanted Kernel)을 Linux에 모듈 형태로 적재하여 실시간성을 제공할 수 있는 방법을 설계 및 구현하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.263-264
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• 2012

임베디드 시스템은 특정한 목적을 수행하기 위한 시스템으로써, 자동차, 항공, 조선, 원자력발전소 등 다양한 분야에 사용되고 있는 추세이다. 이러한 임베디드 시스템은 빠른 응답성 및 시간 결정성을 위한 실시간성의 지원여부를 중요시 한다. 하지만 임베디드 시스템에서 사용되고 있는 범용 운영체제인 리눅스의 경우, 실시간성을 제공하지 않는 문제점을 가지고 있기 때문에 실시간성 제공을 위해 RTAI, RT-Linux를 통해 실시간성을 제공하고 있다. 그러나 RTAI는 Hard Real-Time을 제공하지 못하고, RT-Linux는 커널코드를 수정할 때 마다 커널 컴파일을 해야 하는 문제점이 있다. 또한, 사용자가 잘못 구현한 Real-Time 태스크의 오류가 커널에 영향을 미쳐 커널을 멈추게 하는 문제점이 있다. 따라서 리눅스 상에서 실시간성을 제공하면서 개발의 편의성 및 커널의 독립성을 제공할 수 있는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 리눅스상의 사용자영역에서의 실시간성을 지원하기 위한 방법을 설계 및 구현을 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.19-20
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• 2017

전투체계 SW 설계 시 실시간성은 중요하게 고려되어야 할 요소이다. 예로 전투체계 SW 중 하나인 장치관리 모듈은 전투체계를 구성하는 연동단 및 정보처리장치의 운용 상태를 감시하고 상태정보 메시지를 체계관리 모듈에 일정한 주기로 보고하기 위해 실시간성이 요구되어진다. 하지만 장치관리 모듈을 비롯한 전투체계 SW의 운용환경은 실시간성 제공이 어려운 윈도우 운영체제를 사용하고 있다. 또한 전투체계 SW는 재사용성이 높아 멀티 프로세서 환경을 고려하지 않은 설계와 개발 중 추가된 여러기능의 혼재로 실시간성 만족에 어려움이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 전투체계 SW에 실시간성의 확보를 위한 방안에 대해 연구하였다. 그 방법으로 ms단위의 이벤트 발생이 가능한 실시간 타이머와 CPU 할당을 이용한 쓰레드 스케줄링 방안을 제안하였으며 장치관리 모듈에 적용하였다. 그리고 실험을 통해 성능을 입증하였다. 본 논문에서 제안한 방안은 별도의 상용 솔루션이나 커널 수정이 불가능한 경우 응용 SW 수정으로 실시간성을 높일 수 있다는 장점을 가진다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.21-22
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• 2011

의료 기기, 항공 제어, 군 장비 등에서 쓰이는 임베디드 시스템은 특정한 목적만을 수행하기 위해 따로 설계된 시스템을 말한다. 이러한 임베디드 시스템에서는 정확한 시간을 예측하여 정해진 시간 안에 처리하기 위한 실시간성이 제공되어야 한다. 리눅스는 다수의 사용자가 이용하는 안정되고 검증된 운영체제로서 임베디드 시스템에서 많이 사용되며, 실시간성을 제공하기 위해 RTAI, RT-Linux를 이용한다. 하지만 RTAI는 Hard Real-time을 제공하지 못하는 문제점을 가지고 있고, RT-Linux의 경우 Hard Real-time은 제공하지만 많은 어셈 코드를 수정해야 하기 때문에 개발의 어려움이 있다. 또한 리눅스 커널에 실시간적 요소를 직접 추가하는 방법도 있지만 커널 코드를 수정할 때 마다 커널 컴파일을 해줘야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 리눅스 상에서 실시간성을 제공해 주면서, 개발의 편의성을 제공 할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 실시간성을 제공하기 위한 타이머 핸들러 부분을 커널 코드로부터 분리하여 실시간성을 제공 해주며, 개발의 편의성을 제공할 수 있는 방법을 설계 및 구현하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.506-509
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• 2011

Android는 스마트폰 시스템에서 사용되는 소프트웨어 플랫폼으로 JVM(Java Virtual Machine)을 기반으로 한다. JVM은 실시간성 지원을 고려하지 않은 기술이며 이를 기반으로 한 Android 또한 실시간성을 지원하기 위한 어떠한 방법도 가지고 있지 않다. 스마트폰 시스템을 통해 QoS를 보장하면서 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 JVM 기반의 시스템을 위한 실시간성 향상 기술이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 안드로이드 시스템에 리눅스에서 제공하는 실시간 보장기능을 적용할 수 있도록 지원하는 크로스 레이어 구조를 제안한다. 이 구조를 통해 우리는 리눅스 커널에 존재하는 실시간 스케줄러를 사용하여 태스크가 실시간으로 실행될 수 있도록 지원한다. 또한 다양한 목적을 가진 어플리케이션이 공존하는 스마트폰 시스템에서 실시간성을 요구하는 어플리케이션에 대해 차별적으로 실시간성을 보장할 수 있다. 소프트 리얼타임 특성을 가지는 멀티미디어 태스크를 실시간 태스크로 실행하고 실제 스마트폰에서 실행시켰을 때 시스템에 높은 부하가 걸릴 때에도 합리적인 실시간 보장성을 얻을 수 있다. 음악을 재생한 실험에서는 1200개의 프로세스가 백그라운드 태스크로 실행되는 상황에서도 끊김을 느낄 수 없을 정도로 QoS를 보장성이 높은것을 확인 하였다. 본 연구에서 제안하는 실시간성 지원을 위한 크로스 레이어를 통해 스마트폰은 낮은 비용으로 기존의 어플리케이션을 변경하지 않으면서 실시간 특성을 지원할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2015년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.57-58
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• 2015

실시간성이란 연산의 정확성과 연산 수행시간이 예측 가능한 시간 내에 완료되는 것을 말한다. 범용 운영체제인 리눅스에서는 CFS(Complete Fair Scheduling)을 사용하여 높은 우선순위 태스크에 대한 빠른 응답성을 보장할 수 없기 때문에 실시간성을 제공하지 못한다. 이를 해결하기 위해 RTiK-Linux(Real-Time implanted Kernel for Linux)가 개발되어 리눅스 환경에서 실시간성을 제공하였지만 개발 당시 싱글프로세서 환경만을 고려하여 최근 사용되는 멀티프로세서 환경에서는 실시간성 제공에 어려움이 있다. 본 논문에서는 멀티프로세서 리눅스 상에서 발생하는 RTiK-Linux의 문제점에 대해 설명하고 이에 대한 해결방안을 기술하여 멀티프로세서 리눅스 상에서 실시간성을 제공하기 위한 방안을 연구하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제45차 동계학술발표논문집 20권1호
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• pp.25-28
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• 2012

네트워크 및 통신 기술의 발전에 따라 임베디드 시스템은 정보통신 기술 및 유무선 네트워크 기술을 적극 수용하면서, 지능형 정보 시스템의 핵심으로 성장하고 있으며, 시리얼 통신은 이러한 임베디드 시스템에서 사용되는 통신 시스템의 일종이다. 윈도우즈 운영체제는 개발환경의 편의성 및 호환성 때문에 임베디드 시스템에서 많이 사용되는 운영체제이다. 하지만 윈도우즈 운영체제는 실시간성을 제공하지 않으며, 윈도우 시스템에서 사용하는 시리얼 통신도 실시간성을 보장하지 못한다. 본 논문에서는 윈도우즈에 디바이스 드라이버 형태로 이식되어 유저 영역에 실시간성을 지원하는 이벤트 기반 RTiK(Real Time implanted Kernel)을 사용하여 시리얼 통신에 실시간성을 지원 할 수 있는 방법을 설계 및 구현하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.68-77
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• 2012

최근 시스템 개발 환경이 싱글프로세서 기반의 환경에서 멀티프로세서 기반의 환경으로 변화됨에 따라 개발된 시스템 프로그램들이 멀티프로세서 기반과 싱글프로세서 기반에서 호환이 가능하도록 설계 및 구현의 중요성이 부각되고 있다. 특히, 실시간성이 중요시 되는 내장형 소프트웨어 분야 및 측정 장비와 같이 정밀성을 요구하는 분야의 경우 멀티프로세서 기반의 실시간성을 제공하기 위한 연구가 필요하다. 운영체제에 종속적인 실시간성은 운영체제에 따라 지원여부를 결정하는데, 범용 운영체제인 윈도우즈의 경우 실시간성을 지원하기 위해 RTX나 INtime과 같은 고가의 서드파티를 사용해야 한다. 그러나 서드파티를 사용함으로써 제품 개발 시 고가의 구입비용 및 유지보수 비용으로 인한 개발 비용의 증가를 초래하는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 논문에서는 멀티프로세서 기반의 윈도우즈에 실시간성을 제공하기 위해 x86 아키텍처의 Local APIC를 이용하여 윈도우즈에 실시간성을 제공하는 RTiK-MP(Real-Time implant Kernel-Multi Processor)를 설계 및 구현하였고, RTiK-MP의 성능 검증 및 평가를 위하여 휴대용 점검장비를 이용한 성능 측정 결과를 분석한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.55-56
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• 2012

과학기술이 발전함에 따라 신무기들의 기술 집약도가 발전하여 개체 하나하나의 단가와 가치가 상승하고 있다. 이렇게 개발된 무기를 사용하기 앞서 수락시험을 위해 점검장비를 사용하고 있다. 이러한 점검장비는 신무기의 성능 및 기능의 검증을 위해 데이터의 수집 및 처리를 하기 위한 실시간성을 필요로 한다. 그러나 점검장비에서 많이 사용되고 있는 범용 운영체제인 윈도우의 경우 실시간성을 지원하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 윈도우에 실시간성을 제공하기 위한 상용솔루션인 RTX 및 INtime을 사용하여 실시간성을 제공해야 한다. 하지만 RTX와 INtime은 고가의 구입비 및 경상 사용료로 인해 개발 비용을 증가시키는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 멀티코어 기반 윈도우 환경의 점검장비에 실시간성을 지원하기 위한 실시간 이식 커널(RTiK-MP)을 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 RTiK-MP를 다양한 분야에 적용시키고, 개발자에게 보다 나은 편의성을 제공하기 위해 Export Driver를 통한 RTiK-MP 접근 방안에 대한 연구를 하였다.