• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.805-807
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• 2005

실시간 운영체제는 정해진 시간 내에 작업처리를 완료해야 하는 분야에 주로 사용되고 있으며, 최적의 실시간 운영체제를 설계 및 개발하기 위해서는 반드시 필요한 몇 가지 조건들이 있다. 본 논문에서는 실시간 운명체제에 필요한 조건 중에서 우선순위 역전 현상을 해결하는 기법을 제안한다. 기존에 우선순위 역전 현상을 해결하기 위하여 Basic Priority Inheritance 프로토콜, Priority Ceilling Emulation 프로토콜 등이 제안되었다. 그러나 이러한 기법들은 복잡한 형태의 우선순위 역전 현상에 대해서는 해결이 불가능하거나, 실행 시 비효율성 등의 문제가 발생하기 때문에 실제로는 여러 가지 기법들과 혼용되어 사용되었다. 이에 본 논문에서는 재귀적인 형태의 자료구조를 사용하여 우선순위 역전 현상을 효과적으로 해결하는 기법을 보이고, 기존 기법들과 비교한다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.13A no.5 s.102
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• pp.405-412
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• 2006

Real-time operating systems have been used in various computing environments, where a job must be completed in its deadline, with various conditions, such as effective scheduling policies, the minimum of an interrupt delay, and the solutions of priority inversion problems, that should be perfectly satisfied to design and develop optimal real-time operating systems. Up to now, in order to solve priority inversion problems among several those conditions. There have been two representative protocols: basic priority inheritance protocol and priority ceiling emulation protocol. However, these protocols cannot solve complicated priority inversion problems. In this paper, we design a protocol, called recursive priority inheritance (RPI), protocol that effectively solves the complicated priority inversion problems. Our proposed protocol is also implemented in the Linux kernel and is compared with other existing protocols in the aspect of qualitative analysis.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.659-662
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• 2001

본 논문은 실시간 운영체제에서 높은 우선순위를 가지는 태스크가 낮은 우선순위를 가지는 태스크가 사용중인 공유자원을 기다리는 과정에서 발생하는 우선순위 역전현상을 해결하기 위한 효과적인 방법에 대해 언급한다. 우선순위 역전현상은 실시간 운영체제의 주요 특징인 태스크 수행 완료의 바운드 타임을 예측하기 어렵게 만들어 실시간 운영체제를 사용하는 가장 큰 목적인 결정성(determinism)을 보장 받지 못하게 된다. 이를 해결하기 위해 논문에서 구현된 커널은 비교적 크기가 작으면서도 실시간 운영체제의 핵심적 특징을 잘 갖추고 있는 uCOS(Micro C/OS) 커널을 사용하였으나, 유일한 우선순위만을 갖는 uCOS의 제약사항을 보완하고 Priority Inheritance protocol을 이용한 MuTexS (Mutual Exclusion Semaphore)를 구현 하기위해 커널의 자료구조를 확장하여 수정된 스케줄링 방식을 사용하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2009.04a
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• pp.627-630
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• 2009

MicroC/OS-II에서는 우선순위 역전 현상에 대한 해결 기법으로 뮤텍스를 사용한 기본적인 우선순위 상속(Basic Priority Inheritance)을 사용한다. 뮤텍스를 구현하려면 리얼타임 커널이 우선순위가 같은 여러 태스크를 지원해야 한다. 하지만 MicroC/OS-II는 우선순위가 같은 여러 태스크를 지원하지 않는다. 이를 해결하기 위해 MicroC/OS-II는 우선순위 예약을 사용할 수밖에 없었으며 이로 인해 불필요한 메모리공간 및 우선순위 자원을 낭비하게 된다. 본 논문에서는 MicroC/OS-II에서의 불필요한 메모리 낭비와 우선순위 낭비를 줄여, 적은 용량의 메모리를 가지는 임베디드 장비에 효율적으로 운영되도록 제안 하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2018.07a
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• pp.19-22
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• 2018

현재 자동차 산업계에서 AUTOSAR는 효율적인 차량용 소프트웨어 개발을 위해 필수로 적용되고 있으며 자동차의 실시간 요구사항을 만족시키기 위해 실시간 운영체제를 사용한다. 하지만 AUTOSAR에서 제공하는 코어 간 클라이언트-서버 통신은 클라이언트 태스크에서 보낸 서비스 요청을 FIFO 순서로 처리하기 때문에 우선순위가 높은 태스크의 서비스가 낮은 태스크의 서비스 때문에 늦게 처리될 수 있다. 이는 우선순위 역전 현상이며 서비스의 처리 결과를 기다리느라 우선순위가 높은 태스크의 응답시간이 지연되므로, 이 태스크가 차량 안전에 있어 중요하다면 치명적일 수 있다. 이 논문에서는 서비스의 처리 순서가 결과에 무관한 경우에 한해 우선순위 큐를 도입함으로써 이 문제를 해결하였다. 제안된 기법은 Infineon 사의 TC297 MCU와 ETAS 사의 AUTOSAR 소프트웨어에서 실험했으며 우선순위가 높은 태스크의 응답시간이 1.42%의 오버헤드를 통해 1.26배 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.913-915
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• 2005

실시간 시스템에서는 두 개 이상의 태스크가 공유자원을 사용한다. 이러한 자원에 의해서 높은 우선순위 태스크가 낮은 우선순위 태스크에 의해서 CPU를 점유 당하는 우선순위 역전현상(Priority Inversion)이 발생한다. 우선순위 역전 문제는 실시간 시스템의 스케줄 가능성과 예측성에 심각한 결함을 야기할 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 비교적 크기가 작으면서도 실시간 운영체제의 핵심적 특징을 잘 갖추고 있는 $iRTOS^{TM}$ 커널을 사용하였고 우선순위 역전을 해결하기 위해서 Priority Inheritance Protocol을 사용하여 확장된 MuTexS를 구현하였다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.16A no.6
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• pp.463-472
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• 2009

Real-time operating systems must have satisfying various conditions such as effective scheduling policies, minimized interrupt delay, resolved priority inversion problems, and its applications to be completed within desired deadline. The real-time operating systems, therefore, should be designed and developed to be optimal for these requirements. MicroC/OS-II, a kind of Real-time operating systems, uses the basic priority inheritance with a mutex to solve priority inversion problems. For the implementation of mutex, the kernel in an operating system should provide supports for numerous tasks with same priority. However, MicroC/OS-II does not provide this support for the numerous tasks of same priority. To solve this problem, MicroC/OS-II cannot but using priority reservation, which leads to the waste of unnecessary resources. In this study, we have dealt with new design a protocol, so called TPSP(Temporary Priority Swap Protocol), by an effective solution for above-mentioned problem, eventually enabling embedded systems with constrained resources environments to run applications.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.16A no.3
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• pp.189-198
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• 2009

The traditional interrupt-based protocol processing at end hosts has two priority-inversion problems. First, low-priority packets may interrupt and delay high-priority process executionssince interrupts have the highest priority in most operating systems. Second, low-priority packet may delay high priority packets when they arrive almost simultaneously since interrupt processing is performed in a FCFS (first come, first served) order. These problems can be solved by a priority-based protocol processing policy and implementation. However, general priority-based schemes commonly have the problem of starvation and cannot support the each network flow requiring the mutually exclusive QoS since the packets are processed in the FCFS order. Therefore, the priority-based schemes are not appropriate for different QoS-demanding applications. In this paper, we present a bottom-half-based approach that relies on priority- and budget-based processing. The proposed approach allows us to solve both the starvation and priority-inversion problems, and further enables effective QoS isolation between different network connections. This feature also enables bounding the protocol processing time at an end host. We finally show through experiments that the proposed approach achieves QoS isolation and control.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.49-53
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• 2012

본 연구는 불확실성을 고려하여 홍수 취약성 평가를 정량화하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 현실 세계로부터 얻는 많은 정보들은 불확실성을 가지고 있으므로 본 연구는 우리나라의 공간적 홍수 취약성을 산정하기 위해 Fuzzy TOPSIS기법을 사용하였다. 또한 Fuzzy TOPSIS의 결과를 TOPSIS 및 가중합계법을 적용한 결과와 비교하였다. 그 결과 일부 지역의 취약성 순위가 큰 폭으로 역전되는 현상을 보였다. Spearman 순위 상관분석을 실시한 결과 TOPSIS와 가중합계법의 순위는 높은 일치성을 보였으나 Fuzzy TOPSIS의 순위와는 상당히 일치하지 않은 결과를 나타냈다. 즉, Fuzzy 개념을 반영하여 지역별 취약성을 산정할 경우 우선순위의 변동이 크게 발생할 수 있으므로 본 연구에서 제시한 모형도 하나의 취약성 평가의 방법이 될 수 있다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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• v.39 no.6
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• pp.36-46
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• 2002

This paper proposes an integrated scheduling mechanism for embedded system with real-time web server to meet the characteristics of real time task. The proposed scheduling mechanism may solve the so-called priority inversion problem in scheduling between urgent web requests and tasks with low priorities. The priority inversion problem happens because of operating two independent schedulers, web scheduler and operating system scheduler in a system without considering the requirements of each other. In the proposed mechanism, two schedulers are integrated in an operating system and the integrated scheduler schedules tasks for urgent web requests with real time characteristics and other application tasks together. Since all tasks are scheduled by one unified scheduler that knows the characteristics of tasks, the tasks are scheduled with their absolute priorities and thus the priority inversion problem can be eliminated. The performance is measured on a prototype embedded system with the proposed algorithm.