• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.328-330
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• 2006

동적 전력 관리 기법을 활용한 프로세서의 등장은 고성능 임베디드 장치들의 저전력 설계에 있어서 큰 영향을 주고 있다 특히, XSCALE과 같은 고성능 프로세서의 소비전력은 동작 클럭의 속도와 비례하여 빠르게 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위한 다양한 기법이 제시되었다. 동적 전력 관리 기법은 크게 1) 동적 전압 관리 기법과 동적 프리퀀시 관리 기법으로 구분된다. 동적 프리퀀시 관리 기법을 사용한 프로세서는 필요에 따라 프로세서의 동작 클럭 속도를 변경한다. 이는 전체적인 프로세서 성능의 저하를 수반하게 된다 특히, 주변 장치들의 전력 관리가 동시에 이루어지지 않을 경우에는 시스템의 전체적인 성능에 큰 영향을 끼치게 된다. I/O 장치의 인터럽트는 CPU의 현재 실행을 잠시 멈추고, 인터럽트 처리를 우선적으로 수행하도록 한다. 따라서 CPU가 처리할 수 있는 양보다 많은 인터럽트 발생은 인터럽트 처리 이후에 실제 응용 프로그램들이 동작할 시간을 줄이게 되어 CPU는 살아있으나, 인터럽트 이외의 실제 프로세스 실행을 진행할 수 없는 라이브륵(livelock) 현상이 발생한다. 동적 프리퀀시 스케일링을 사용하는 경우, 프로세서의 동작 속도 저하로 인한 livelock 현상이 발생할 수 있으며 이를 막기 위하여, 인터럽트 처리를 제한하는 기법을 제시한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.841-843
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• 2005

본 논문에서는 UML-RT(Real-Time) 모델에서 태스크를 직접 제어하기 위한 목적으로 일정 시간마다 틱을 발생하는 소프트 타이머 인터럽트 모델을 구현하였으며 생성된 모델 코드의 실행 성능 결과를 제시하였다. 그리고 소프트 타이머 인터럽트 모델 코드의 실시간 실행이 가능하도록 UML-RT 도구의 TargetRTS 라이브러리를 실시간 확장 윈도우 환경에 맞게 수정하였다. 실시간 확장 윈도우 운영체제와 UML-RT 개발 환경에서 설계, 구현한 소프트 타이머 인터럽트 모델의 성능 측정 결과 실시간으로 동작 가능함을 보여주었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권5호
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• pp.177-180
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• 2011

본 논문에서는 인터럽트의 기록과 재현을 통해 소프트웨어의 실행을 동일하게 재현하는 리코드-리플레이(record-replay) 기법을 제안한다. 전통적인 리코드-리플레이 방법에서는 경합(race) 현상을 대표적인 비결정적 요인으로 간주하여 임계영역으로의 진입/진출, 공유 메모리 접근, 메시지 교환 등을 기록하고 동일한 순서(order)로 재현하는 방법을 다루어 왔다. 하지만, 인터럽트 역시 프로그램의 실행에 영향을 끼칠 수 있는 중요한 비결정적 요인이며, 게다가 인터럽트의 경우 발생 순서는 물론 정확한 발생 시점을 재현하는 것이 필요하다. 이에 본 논문에서는 프로세서 하드웨어가 제공하는 성능 카운터와 디버깅 기능을 이용하여 인터럽트의 발생 시점을 정확하게 기록하고 재현하는 방법을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5134-5139
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• 2013

복잡한 현대의 제어시스템 설계에 PLC를 사용하면 프로그램은 LD언어나 SFC언어를 사용한다. 대부분은 LD 언어를 사용하지만 최근에는 SFC 언어의 사용빈도수가 높아졌다. SFC 언어는 제어의 흐름을 이해하기가 쉽지만, 조합논리를 표현하는데는 단점을 가지고 있다. SFC언어에서 인터럽트를 처리할 때 인터럽트 요인이 발생하게 되면 메인프로그램을 중지하고 인터럽트 프로그램을 실행하여 프로그램이 종료된 후 메인프로그램으로 복귀하게 된다. 그러면 인터럽트 프로그램이 복잡할수록 메인프로그램 정지시간은 그만큼 길어지게 된다. 본 논문에서는 SFC언어에서 메인프로그램의 휴지시간이 없는 인터럽트 처리방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 그의 타당성을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.183-189
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• 2019

ARM은 저가임에도 불구하고, 저전력 소비와 신뢰할만한 성능으로 인하여 스마트폰, 디지털 카메라, 가정용 네트워크 장치, 무선 기술 등에 널리 쓰이고 있다. 국내는 메모리 반도체 설계에 있어서 세계 최고의 수준이나, 프로세서의 설계는 그에 미치지 못하여 메모리와 프로세서의 균형있는 발전을 이루지 못하고 있다. 일반적으로 프로세서를 설계할 때는 반드시 예외처리 및 인터럽트 기능까지 갖춰야하지만 연구단계에서는 이것이 누락되는 경우가 많다. 그러나, 프로세서가 완벽하게 동작하기 위하여 예외처리 및 인터럽트 기능까지 포함되어야 한다. 본 논문에서는 VHDL을 이용하여 예외처리 및 인터럽트 기능을 갖는 32 비트 ARMv4 계열의 프로세서를 설계하고, ModelSim으로 검증하였다. 그 결과, ARM의 예외처리 및 인터럽트 기능을 성공적으로 수행할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.100-102
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• 2004

예측할 수 없이 빈번하게 발생하는 인터럽트와 인터럽트 처리시간의 대부분을 차지하는 하반부 처리시간에 의해서 스케줄러는 사용자 프로세스에게 정상적으로 CPU를 할당해 줄 수 없는 이른바 “ 빼앗긴 시간 문제” 가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서, 하반부들이 사용할 수 있는 최대시간을 동적으로 계산하고, 처리시간을 제한하는 “하반부 스케줄링” 방범을 제안하고, 제안한 구조를 리눅스에서 구현하고 제안된 구조에 의해서 사용자 프로세스에게 할당된 CPU 시간을 안정화시킬 수 있음을 멀티미디어 응용을 사용한 실험을 통해서 보이고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.409-412
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• 2011

본 논문에서는 Xen-ARM 기반의 가상화 환경에서 실시간 게스트 운영체제의 I/O를 지원하기 위한 방법을 제안한다. Xen-ARM 하이퍼바이저는 서버 환경에서 주로 사용되는 Xen 가상화 기법을 모바일 구조인 ARM에서 구현한 것으로, 분할 드라이버 모델과 크레딧 스케줄러를 지원한다. 하지만, 이러한 두 가지 특성은 I/O 처리 지연의 주요 원인이 된다. 특히, 장치 드라이버와 사용자 태스크의 실행 중에 하이퍼바이저의 도메인 간 스위칭이 필요하므로, 특정 시간으로 I/O 처리 지연을 제한하기 대단히 어렵다. 본 논문에서는 게스트 운영체제의 수정을 통해 I/O 처리 지연을 제한하는 기법을 제안한다. 게스트 운영체제는 현재 실행되는 태스크의 특성을 Xen-ARM 하이퍼바이저에게 간접적으로 전달하여, 전체 시스템의 모든 태스크에 대하여 우선순위를 부여하며, 하이퍼바이저의 스케줄러에서 인터럽트 처리를 위해 가장 응급한 태스크 실행을 스케줄링 할 수 있도록 한다. 제안하는 기법은 실험을 통해, I/O를 처리하는 도메인의 1ms 이상의 처리시간이 84%에서 99%까지 줄어들 수 있음을 보인다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1068-1076
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• 2019

오늘날 우리가 사용하고 있는 대부분의 전자제품에는 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있으며, 이를 내장한 미니컴퓨터를 임베디드 시스템이라고 한다. 이러한 소규모 환경에서는 마이크로 컨트롤러에 응답성이 매우 중요한데 본 논문에서는 마이크로 컨트롤러에 기본적인 입출력 제어, 타이머/카운터 인터럽트 동작원리 및 이해에 대한 내용과 더불어 마이크로 컨트롤러 내의 플래시메모리에 각 프로그램 실행 루틴인 메인 루틴 및 인터럽트 서비스루틴에 대한 특징 및 프로그램 실행 순서를 컨트롤하여 처리율과 레이턴시를 개선하는 프로그램 로직을 제안하고 있다. 본 논문에서의 하드웨어 시뮬레이션은 아트멜사와 마이크로칩사에서 출시한 ATmega128과 PIC16F877A 마이크로 컨트롤러를 이용하여 검증이 실시되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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• pp.509-514
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• 2008

동적 전력 관리 기법은 임베디드 시스템과 같은 저전력성이 요구되는 시스템에서 널리 활용되고 있다. 동적 전력 관리 기법은 처리율과 소비전력 간의 상관 관계를 통해, 프로세서의 전압과 주기를 조절하여 소비 전력당 처리율을 높이는 기법이다. 이러한 동적 전압 관리 기법이 실시간 특성이 필요한 임베디드 시스템에 적용되는 경우, 실시간 스케줄러에 큰 영향을 끼치게 된다. 실시간 스케줄러에서는 주어진 임계 시간 이내에 작업의 수행을 마치기 위하여, 스케줄 가능성 테스트를 수행하여 적합한 작업들만을 실행하도록 한다. 하지만, 인터럽트 처리 등으로 인한 선점 가능성은 스케줄 가능성에 대한 분석을 복잡하게 만들고 있다. 본 논문에서는 인터럽트 처리를 고려한 실시간 스케줄링 분석 연구를 기반으로 하여, 동적 전력 관리가 추가된 경우의 영향을 분석하도록 한다. 동적 전력 관리로 인한 실시간 처리 요구 사항의 증가와 실제 적용 가능한 사례를 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
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• pp.373-375
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• 2002

본 논문은 실시간 운영체제에서 프로세스의 효율적인 관리를 위한 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 따라서 CPU의 활용도를 높이고 스케줄링 시간과 인터럽트 시간을 줄임으로서 자원을 효율적으로 관리할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법으로는 다중 큐에 PIT(Process Information Table)를 두어 각각의 큐에 프로세스가 들어오면 우선순위에 따라 CPU를 할당하는 방법이다. 기존의 다중 큐와는 달리 우선순위 프로세스를 보다 정확하고 빨리 찾아내어 외부 또는 내부의 인터럽트에 응답 할 수 있게 하였다. 또한 우선순위에 밀려 실행하지 못하는 프로세스는 일정 시간이 경과하면 CPU를 선점할 수 있다. 그러므로 CPU는 활용도가 높아지고 유휴 시간은 짧아지게 된다. 본 논문은 일반 펜티엄 PC에서 실험하였으며 현재 사용되는 RTOS(VxWorks, QNX)와 비교하여 다소 우수함을 보였다.