• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.492-495
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• 2003

최근들어 내장형 시스템의 설계에 있어서 고도의 집적화와 동작주파수 증가 및 이동형 시스템 수요 증가로 인해 전력 소모에 대한 중요성이 계속적으로 증가하고 있다. 이러한 제약을 해결하기 위해 태스크 형태의 소프트웨어가 나타나기 시작했다. 기존의 일반적인 내장형 시스템에서는 슈퍼루프(Super-loop) 형태의 소프트웨어가 기반을 이루고 있는데 이 구조내에 서는 저전력 모드 구현이 어렵다. 저전력 모드 진입 시점과 복귀 시점을 정하기가 어럽고 바꾸더라도 전체 시스템에 영향을 미치기 때문에 전체를 다 수정해주어야 한다. 하지만 태스크 형태의 내장형 소프트웨어에서는 각 태스크들이 독립적으로 돌아가고 태스크 내에서만 저전력 모드를 적용하게 되면 쉽게 저전력 모드 구현이 가능하다 이는 기능의 다양화와 복잡성에도 쉽게 대응할 수 있다는 일반적인 태스크 형태의 소프트웨어가 갖는 특징을 잘 나타내준다. 일반적으로 태스크 구조의 소프트웨어는 재사용성이 높아지고 실시간 운영체제를 사용함으로서 실시간 성능이 향상된다. 본 논문에서 보여주는 모델은 디바이스에 의존적이면서 빠른 응답시간을 요구하는 평면 디스플레이를 위한 소프트웨어이다. 태스크 기반의 소프트웨어에서 유휴 상태(idle state)를 활용하는 것을 기반으로 구현하였고, 이는 기존 슈퍼루프형태의 소프트웨어에 비하여 전력소모량이 줄어듬을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권4호
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• pp.232-243
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• 2002

TLB(translation lookaside buffer) 성능 향상을 위한 전형적인 방법으로 TLB로 하여금 더 많은 엔트리 수를 지원하는 방법, 페이지 크기를 증대시키는 방법, 그리고 다중 페이지 크기를 지원하는 방법이다. 현재 TLB 성능을 높이기 위한 가장 좋은 방법으로 다중 페이지 크기를 지원하는 연구가 효과적이다. 다중 페이지 크기를 지원하는 방법들 중에서 가장 적합한 것은 운영체제나 컴파일러로부터 일정한 정보를 받아서 가장 적합한 페이지 크기를 TLB에 할당하는 것이다. 그러나 운영체제의 시스템 영역에서 는 이러한 방식이 가능하나 사용자 영역에서는 현실적으로 이러한 방식을 지원하기 어렵기 때문에 우리는 사용자 영역까지 운영체제의 지원 없이 이중 페이지를 지원할 수 있는 새로운 TLB 구조를 제안하고자 한다. 고성능을 보장하기 위한 방법으로 이중페이지를 하드웨어 방식으로 지원하는 방식을 제시하고, 또한 저전력의 효과를 높이기 위하여 하나의 완전 연관 TLB를 두 개의 서버 TLB로 나누는 방식을 사용하였다. 이러한 두 가지 방식을 내장형 프로세서에 적합하도록 하나로 집적화 하여 저전력과 고성능의 효과를 모두 얻을 수 있었다. 시뮬레이션 결과에 따르면 적은 엔트리만을 사용하고도 높은 성능 향상효과를 얻을 수 있으며 또한 완전 연관 TLB에 비해 거의 50%이상 소비전력을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1463-1466
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• 2005

상황인지로부터 알아 낼수 있는 여러가지 정보들 중에 하나가 위치정보이다. 위치인지는 어떠한 대상의 위치를 알아내는 것으로서 가장 대표적인 위치인지 시스템으로는 GPS 가 있다. 그러나 GPS 는 건물 내부에서 사용될 수 없는 단점을 지니고 있다. 이를 극복하기 위해 본 논문은 센서 네트워크 기반의 저전력 실내 위치인지 시스템 설계에 대해 기술한다. 구현된 실내 위치인지 시스템은 센서 네트워크 기반으로 설계되었다. 하드웨어 플랫폼은 모트를 기반으로 하고 있으며 운영체제는 Tiny OS 를 사용한다. 거리측정 방식은 RF 신호와 초음파 신호 사이의 시간차를 이용하고 위치측정은 삼각측량법을 이용하였다. 초음파를 이용한 다른 위치인지 시스템에 비해 저전력으로 동작한다는 점이 특징이며 위치추적이 정확하고 속도가 빠른 장점을 지니고 있다. 현재까지의 실내 위치인지 시스템은 몇가지 극복해야할 문제점들이 남아있지만 지속적인 연구를 통해 문제점들을 해결하면 홈 시큐리티나 오토메이션, 헬스케어 등과 연동하여 실내 환경에서 인간의 삶의 질 향상에 기여 할 수 있을 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1753-1756
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• 2005

센서 네트워크 환경에서 센서 노드에게 가장 큰 이슈는 저전력이다. 이러한 센서 노드에서 저전력화를 제공하는 것은 하드웨어 뿐만 아니라 소프트웨어에서도 중요하다. 유휴 시간에 마이크로 컨트롤러가 활성 상태로 대기 하는 대신 마이크로 컨트롤러가 제공하는 파워 슬립 모드를 이용하여 모든 주변 장치의 전원을 차단함으로서 저전력을 실현할 수 있다. 그러나 빈번한 슬립 모드 진입은 오히려 더 많은 전력을 소비하기 때문에 슬립 모드로 들어가는 시기와 나오는 시기를 적절하게 제어 하는 것은 쉬운 일이 아니다. 그러므로 본 논문에서는 타이머 인터럽트를 활용하여 슬립 모드 제어 정책을 포함하는 컴포넌트 기반의 멀티 스레드 지원 센서 OS를 구현하였다. 코드 크기의 최적화로 성능 향상을 꾀하였으며, 이로서 전력 소비도 줄일 수 있다. 또한, 컴포넌트 기반의 구조는 다양한 하드웨어를 쉽게 지원할 수 있으며, 응용 분야에 따라 다양한 어플리케이션을 쉽게 제작할 수 있도록 설계하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권6호
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• pp.293-303
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• 2008

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 SDRAM의 저전력 모드를 활용할 수 있다. RDRAM의 경우 냅모드(nap mode)는 액티브 모드(active mode)의 5%이하의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 SDRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 저전력 모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓은 상태로 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권5호
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• pp.63-72
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• 2005

본 논문에서는 가정용 로봇에 적용 할 수 있는 운영체제 수준의 동적 전력 관리 기법인 EAJS(Energy-Aware Job Scheduler)를 제안한다. EAJS는 workload가 일정하지 않은 IO 장치를 사용하는 job들을 스케줄하여 장치의 idle주기를 가능하면 연속적이게 만든 후, 장치를 shutdown 시켜서 에너지 소모를 줄이는 능동적인 저전력 스케줄러이다. EAJS는 기존의 저전력 스케줄러와 달리, IO 장치를 사용하는 job의 workload, job의 buffering에 사용 가능한 메모리의 크기, buffering으로 인해 발생하는 시간 지연 등을 동시에 고려하여 job을 스케줄 하기 때문에, 에너지를 절약하면서도 시스템의 성능 저하를 최소화 할 수 있다. EAJS의 prototype을 본 연구에서 개발한 가정용 로봇인 AFM(Autonomous Family Machine)에 구현하였으며, H.263 인코더를 수행시키는 실험을 통해 무선랜과 DSP의 에너지 소모가 최대 $44\%$ 가량 줄어듬을 확인 하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권4호
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• pp.304-308
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• 2009

본 논문은 실시간 임베디드 OS인 TMO-eCos의 데드라인 기반 CPU 저전력 관리 기법을 다루고 있다. 해당 저전력 관리 기법은 경성 실시간 시스템인 TMO 시스템을 위한 태스크 순차화 기법에서 도출된 스케줄링 시나리오를 사용한다. 본 연구팀에서 개발한 스케줄링 사전 분석기는 주기적으로 동작하는 태스크의 주기, 데드라인, WCET를 기반으로 오프라인 분석을 실시한다. 최종적으로 TMO-eCos 커널은 CPU의 전력 소모를 줄이기 위하여 주기적인 태스크의 데드라인을 위반하지 않는 범위에서 CPU의 속도를 조절하여 시스템에서 사용하는 소비전력은 줄이게 된다. 본 논문은 이와 같은 과정과 실제 실험결과를 기술한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제11권6호
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• pp.477-487
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• 2005

내장형 컴퓨터의 규모가 커지고 기능이 복잡해짐에 따라 동적 메모리 할당 기법은 전체 시스템의 성능을 좌우하는 중요한 요인으로 등장하였다. 본 논문의 목적은 내장형 시스템에서 동적 메모리 할당 기법을 사용할 때 하드웨어, 소프트웨어 구성에 따른 성능을 측정하는데 있다. 기존의 연구가 운영체제를 탑재하지 않은 단일 스레드의 단일 메모리 주소 공간을 갖는 시스템을 대상으로 한 반면 본 논문은 실제 환경과 같이 리눅스 운영체제를 탑재한 내장형 시스템을 사용한다 이러한 시스템 기반에서 소프트웨어의 각 계층과 하드웨어 설계 인자의 변화에 따른 동적 메모리 할당의 수행시간을 실험적으로 분석하였다. 본 논문의 정량적인 성능분석 결과는 시스템 설계자에게 유용한 데이터를 제공함으로써 보다 효율적인 고성능 저전력 내장형 시스템의 구현을 가능하게 할 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.178-180
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• 2006

저 전력 마이크로 프로세서와 무선 통신 모듈, 통합된 시스템 장치들을 내장한 센서 노드를 이용하여 구축 된 센서 네트워크는 동작환경과 구조가 특이하며 시스템 설계 시 많은 제약 조건들이 고려되어야 한다. 이러한 센서 네트워크의 각 노드는 센서를 이용한 정보 수집과 같은 여러 가지 응용 프로그램, 노드 간 통신, 제한된 시스템 자원을 효율적으로 관리 할 수 있는 기능들이 필요하며 이에 센서 노드를 위한 여러 가지 운영체제들이 제안되었다. 본 논문에서는 센서 노드를 위해 효과적이고 응용의 변화에 대처할 수 있도록 동적 재구성 기능을 지원하도록 설계된 유한 상태 머신 (finite state machine) 기반의 운영체제인 SenOS의 특징과 구현된 SenOS를 개선한 결과를 발표한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.817-821
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• 2007

제한된 배터리를 가지고 있는 내장형 시스템에서 전력을 최소화하여 제한된 전력을 오랫동안 사용하는 기술은 중요한 문제로 인식되어 왔다. 최근 내장형 시스템은 대형 TFT-LCD와 터치스크린을 장착하면서 그에 따른 전력소비가 더 증가하고 있다. 본 논문에서는 GUI에서 전력소모를 감소할 수 있는 방안인 프레임버퍼 모니터링을 연구하였다. 프레임버퍼 모니터링 기법은 화면의 퀄리티(Quality)를 보장하는 범위 내에서 Refresh-rate과 Backlight을 조절하여 LCD에서 전력 소모를 줄이는 방법이다.