셋탑 박스와 같은 내장형 타겟 시스템의 자원 제약으로 인해 내장형 실시간 응용을 효율적으로 개발하기 위해서는 원격 호스트 상에서 동작하는 응용 개발 도구가 필요시 된다. 본 논문에서는 호스트 상의 원격 디버거, 대화형 쉘, 자원 모니터와 같은 응용 개발 도구들의 타겟 접근을 최소화하고 통신 채널을 하나로 유지하기 위해 호스트와 타겟 간의 중개자 역할을 하는 타겟 서버를 설계 구현한 내용에 대해 기술한다. 우리가 개발한 타겟 서버는 호스트-타겟 통신 방식, 실행 모듈 형식에 독립적인 구조이며, 도구의 확장성을 고려하여 Open API를 제공한다.
1989년 웹 기술이 등장한 이래 지속적인 발전을 거듭하여 현재 HTML5 까지 정의되었다. 웹 기술만을 사용하여 네이티브 응용을 대체하여 개발하려는 경향이 생겨났으며 이에 실행 속도를 높이기 위하여 GPGPU를 활용하는 방법이 모색되어왔다. WebCL은 자바스크립트에서 OpenCL을 활용하기 위한 표준이며 크로노스 그룹에서 최근 표준화 되었다. 고속화 웹 응용을 개발하기 위해서는 C 기반의 커널코드를 작성해야 하며 개발시에 이를 지원하기 위한 도구가 필요하다. 본 연구에서는 커널 코드 작성을 위한 C 편집기를 기존의 도구에 통합시키고 개발 시점에서 온라인 컴파일을 통하여 사전 검증할 수 있게 지원하려고 한다. 또한 웹 응용을 타켓 디바이스에서 실행시켜 볼 수 있는 웹 응용 실행 관리를 지원한다. 향후 WebCL 개발을 지원하는 도구의 등장으로 웹 고속화 응용이 많이 등장할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 사진 이미지를 이용하여 사용자가 직관적으로 이미지상의 3차원 물체의 특이점을 바탕으로 대화적 방법을 이용하여 메쉬를 생성하고 렌더링을 거쳐 3차원 모델로 완성시키는 캐릭터 개발 도구에 대해 기술한다. 3차원 물체를 모델링하는 데에는 CAD 분야에서 많이 쓰이는 것과 같이 기하학적 모델링을 근거로 하여 개발된 많은 3차원 그래픽 도구를 이용하여 정교한 모델을 구성하는 방법도 있겠지만 응용에 따라서는 정교한 구성보다는 짧은 시간에 쉽게 모델링과 애니메이션 장면을 구성하는 방법이 필요할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 응용 분야에서 쉽게 이용할 수 있는 도구의 개발 과정을 설명한다.
임베디드 시스템을 위한 응용 프로그램 개발 도구로서 통합개발환경을 이용하는 것은 소프트웨어 개발의 생산성과 코드의 완성도를 향상시킬 수 있다는 점에서 매우 중요하게 인식되고 있다. 최근에 USN에 대한 관심이 높아지면서 이를 위한 여러 가지 응용소프트웨어들이 개발되고 있으나, 통합개발환경의 부재로 명령어 라인 기반의 개발 방식이 사용되고 있는 실정이다. 이와 같은 방식은 불편함을 야기할 뿐만 아니라 개발 시간을 증가시킬 수 있으며, 궁극적으로 USN 응용 소프트웨어의 개발을 어렵게 만드는 요인이 된다. 본 고에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 USN 응용 소프트웨어를 빠르고 편리하게 개발할 수 있는 통합개발환경의 동향을 살펴보고 ETRI의 본 연구팀에서 개발한 USN 소프트웨어 통합개발 도구인 “NanoEsto”를 기술하고 상용 제품과의 비교를 수행하였다.
임베디드 소프트웨어(embedded software)에서 디바이스 드라이버(device driver)는 하드웨어와 운영체제 및 응용 프로그램 사이의 연결고리 역할을 하는 핵심 구성 요소로서, 응용 프로그램이 하드웨어에서 제공하는 기능을 사용할 수 있도록 제어 및 상호동작을 위한 일관된 인터페이스를 제공하는 소프트웨어이다. 이러한 디바이스 드라이버는 하드웨어와 소프트웨어의 양쪽 측면에 모두 관련이 있어서 개발이 어렵기 때문에 개발을 지원하는 도구가 필요하다. 본 원고에서는 디바이스 드라이버 개발 도구가 갖추어야 할 기능을 크게 소스 코드 자동생성 기능, 테스팅 기능, 정형 검증 기능, 통합 개발 환경 및 개발 편의 유틸리티 기능으로 나누어서 각각의 기술에 대해서 살펴보고, 현재 상용 제품들을 살펴보았다. 그리고, ETRI의 본 연구팀에서 개발한 디바이스 드라이버 통합 개발 도구인 “QuickDriver”를 기술하고, 이 도구와 상용 제품과의 비교를 수행하였다.
한국전자통신연구원(ETRI)에서 개발한 임베디드 리눅스인 Qplus(1)의 개발환경은 타겟 설정 도구인 타겟 빌더(2)와 통합개발환경인 Esto(3)를 포함한다. 타겟 빌더는 타겟에 설치될 응용, 라이브러리 등에 대해서 패키지 형태로 관리하고 있다. 개발자가 Esto를 사용하여 개발된 응용 프로그램을 타겟 빌더의 패키지로 추가하기 위해서는 패키지 명세 구문을 익혀서 수작업으로 패키지를 작성해야 한다. 이와 같은 과정은 개발자에게 프로그램 개발 이외의 오버헤드를 제공하기 때문에 전체적인 개발 시간이 길어질 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 타겟 빌더의 패키지를 자동으로 생성하는 도구를 개발하였다. 본 도구는 Eclipse(4) 기반으로 개발되었으며, 개발중인 Eclipse 기반의 Esto와 타겟 빌더와 연동되어 개발자에게 사용하기 편리한 통합 Qplus 개발환경을 제공하여, Qplus 기반의 임베디드 시스템 개발 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 기대한다.
호스트와 타겟 간의 통신 부담과 타겟 자원이 제한적이라는 문제를 해결하기 위해서, 호스트 중심 원격 개발 환경(Remote Development Environment: RDE)을 구성하였다. 이 원격 개발 환경은 여러 개발 도구로 구성되어 있는데, 이들 도구가 타겟시스템에 접속하여 내장형 응용를 개발하는데 있어서 공통 기능, 공통 데이터가 존재한다. 그런데 이들을 각각 유지시키는 것은 타겟시스템에 부담을 줄 뿐만 아니라, 개발 도구를 추가/구현하는 것도 매우 어렵게 한다. 이 문제를 해결하기 위해 원격 개발 도구들의 공통 요소들을 모아 도구와 타겟시스템 사이에 중개자 역할을 하는 타겟관리자를 둔다. 타겟관리자는 미들웨어로서 호스트와 타겟 간의 통신 채널을 하나로 유지하면서 도구와 타겟 간의 통신을 중재하고, 도구들이 심볼 테이블을 공유할 수 있도록 심볼 테이블을 관리한다. 또한, 타겟에 있는 도구 전용 메모리를 관리하며, 호스트 상에서 개발한 내장형 소프트웨어를 타겟에 로딩하는 일을 처리한다. 이러한 타겟관리자를 사용하는 원격 개발 환경은 도구들에게 공통 인터페이스를 제공하여, 통신 방식 등의 하부 구조에 상관없이 서비스를 받을 수 있고, 새로운 도구를 추가하는 것도 용이하게 할 수 있다는 장점을 갖게 된다. 본 논문에서는 ETRI 에서 개발 중인 실시간 운영 체제인 Q+용 타겟관리자를 설계하고 구현한다. 또한, 타겟관리자가 동작하게 될 내장형 실시간 응용 개발 환경에 대하여 소개하고, 구현 결과를 도구들과 연계하여 보여주며, 타겟 관리자를 둔 원격 개발 환경이 타겟 관리자를 두지 않은 경우에 비해 호스트와 타겟 간의 통신 횟수가 얼마나 감소하는지 시험 결과를 통해 보여준다. 현재 타겟 관리자의 프로토타입을 개발하여 도구들과 통합 시험을 하였는데 기본 기능들이 성공적으로 수행됨을 확인하였다.
일반적으로 수십 개에서 많게는 수백 수천 개의 센서노드로 구성된 센서네트워크 환경에서 각 노드들은 제한된 저장 공간과 효율적인 에너지자원소비 등의 제약사항을 가지고 있다. 따라서 센서노드에서 응용모듈에 대한 형상관리를 수행하기에는 어려움이 있다. 본 논문은 한국전자통신연구원(ETRI)에서 개발된 나노큐플러스 운영체제(Nano-Qplus OS)기반의 센서네트워크 환경에서 각 노드들의 저장 공간이나 에너지 자원 등의 여러 제약조건을 고려한 버전동기화 도구를 제안한다. 이것은 윈도우즈 기반의 eclipse개발환경과 버전관리도구인 CVSNT와 연동하여 각 응용모듈의 버전을 관리하고, 이를 이용하여 본 논문에서 소개하는 센서노드와 버전정보 저장소간의 버전동기화 도구인 NVSync(Nano-Qplus Version Synchronization)를 사용하여 센서노드의 응용모듈과 동기화함으로써 동적으로 노드들의 응용모듈을 재구성할 수 있게 한다.
내장 프로세서에서 실행되는 응용 프로그램 개발환경에서는 타겟에서 실행될 프로그램을 호스트에서 개발하여 타겟에서 실행되도록 구성한다. 내장 프로세서 응용 개발 환경의 중심을 이루는 호스트-타겟 연결 미들웨어(이후 타겟서버라 칭함)를 개발하였다. 타겟서버는 전단부, 후단부 인터페이스를 통하여 호스트에서 개발된 목적모듈을 타겟시스템에 로딩시키는 기능을 한다. 또한, 호스트에서 운용되는 타겟 접근도구의 요구사항을 전송하고 타겟의 정보를 호스트 도구에게 전송하는 역할을 한다. 이러한 역할을 수행하기 위하여 내부 모듈에서 리더, 로더, 타겟메모리 관리, 심볼테이블 관리모듈이 구현되었다. 이렇게 구현된 타겟서버는 기존의 호스트 시스템 도구에 연결되어 정확한 수행에 대한 테스팅 과정을 마쳤고 하나의 라이브러리로 지원되었다.
응용 프로그램의 런칭시간에 관한 많은 연구를 통해 런칭시간이 길수록 사용자가 불편을 느낀다는 것이 확인되었으며, 이에 런칭시간을 최적화하는 다양한 연구가 있어왔다. 이런 연구의 일환으로 본 논문에서는 응용 프로그램의 런칭시간을 실시간으로 측정하는 도구를 개발했다. 이 도구는 안드로이드 프레임워크 내에 존재하며 응용 프로그램이 화면에 모두 그려지는 순간을 런칭의 끝으로 보고 런칭시간을 실시간으로 측정한다. 이 도구는 안드로이드 시스템의 응용 프로그램 런칭시간 최적화 기법에 사용될 수 있다. 또한 이 도구를 이용하여 모바일 시스템에서 "미리 읽기"(prefetching) 기법이 안드로이드 시스템에서 얼마나 효과가 있을지를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 실험 결과, "미리 읽기" 기법은 안드로이드 시스템에서 효과가 작은 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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