• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.125.2-125.2
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• 2012

최근 아태지역 국제민간항공기구는 GPS의 항공이행을 위한 전리층 연구 태스크포스(Ionospheric Study Task Force, ISTF)를 결성하였다. 안전한 GPS 항공이행을 위해서는 지역적 그리고 전지구적 전리층 특성을 파악한 후 이를 기반으로 실시간 전리층 모델이 필요하다. 한국천문연구원은 ISTF의 전리층 변화 특성 분석에 관한 기술분과를 담당하고 있으며 GPS 항공이행 실시간 전리층 모델개발을 위한 아태지역 전리층 분석방법 및 표준규범을 수립하고 있다. 아태지역 전리층 연구에 앞서 우리나라 전리층 특성을 파악하고자 한국천문연구원이 1998년부터 운영 중에 있는 대전 국제 GPS 기준점으로부터 관측된 자료를 이용하여 태양 11년 주기에 해당하는 GPS TEC를 분석하였다. 또한, 해당 기간 동안 우리나라 양/음 전리층 폭풍 발생 빈도에 관한 통계분석을 실시하였다. 본 발표에서는 GPS TEC의 태양 극자외선 플럭스와 10.7 cm 태양전파와의 상관관계 차이점, 연변화 및 계절적 변화 그리고 이에 대한 시간 변화에 대해 보고한다. 또한 GPS TEC의 27일 주기 변화에 특성에 대해 토의하며, 우리나라 상공 전리층 폭풍의 계절적 분포에 대해 논의할 것이다. 끝으로 최근 한국천문연구원 GPS TEC 상시 관측자료에 나타난 태양 및 지자기 폭풍에 따른 전리층 폭풍 사례에 대해 고찰하고 이를 바탕으로 고층대기 연구가 GPS로 대표되는 현업에 적용되는 최근 현황을 소개할 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권10호
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• pp.1264-1274
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• 1999

본 논문에서는 분산된 클록들을 주기적으로 동기화 시키는 분산 실시간 시스템에서 시간적 제약을 만족시키기 위한 정적/동적 시간 제약(timing constraint) 변환 기법을 제안한다. 전형적인 이산클록동기화(discrete clock synchronization) 알고리즘은 클록의 값을 순간적으로 조정하여 클록의 시간이 불연속적으로 진행한다. 이러한 시간상의 불연속성은 시간적 이벤트를 잃어버리거나 다시 발생시키는 오류를 범하게 한다.클록 시간의 불연속성을 피하기 위해 일반적으로 연속클록동기화(continuous clock synchronization) 기법이 제안되고 있지만 소프트웨어적으로 구현되면 많은 오버헤드를 유발시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 시간적 제약을 동적으로 변환시키는 DCT (Dynamic Constraint Transformation) 기법을 제안하였으며, 이를 통해 기존의 이산클록동기화 알고리즘을 수정하지 않고서도 클록 시간의 불연속성에 의한 문제점들을 해결할 수 있도록 하였다. 아울러 DCT에 의해 이산클록동기화 하에서 생성된 태스크 스케쥴이 연속클록동기화에 의해 생성된 스케쥴과 동일함을 증명하여 DCT의 동작이 이론적으로 정확함을 증명하였다.또한 분산 실시간 시스템에서 지역 클록(local clock)이 기준 클록과 완벽하게 일치하지 않아서 발생하는 스케쥴링상의 문제점을 다루었다. 이를 위해 먼저 두 가지의 스케쥴링 가능성, 지역적 스케쥴링 가능성(local schedulability)과 전역적 스케쥴링 가능성(global schedulability)을 정의하고, 이를 위해 시간적 제약을 정적으로 변환시키는 SCT (Static Constraint Transformation) 기법을 제안하였다. SCT를 통해 지역적으로 스케쥴링 가능한 태스크는 전역적으로 스케쥴링이 가능하므로, 단지 지역적 스케쥴링 가능성만을 검사하면 스케쥴링 문제를 해결할 수 있도록 하였고 이를 수학적으로 증명하였다.Abstract In this paper, we present static and dynamic constraint transformation techniques for ensuring timing requirements in a distributed real-time system possessing periodically synchronized distributed local clocks. Traditional discrete clock synchronization algorithms that adjust local clocks instantaneously yield time discontinuities. Such time discontinuities lead to the loss or the gain of events, thus raising serious run-time faults.While continuous clock synchronization is generally suggested to avoid the time discontinuity problem, it incurs too much run-time overhead to be implemented in software. We propose a dynamic constraint transformation (DCT) technique which can solve the problem without modifying discrete clock synchronization algorithms. We formally prove the correctness of the DCT by showing that the DCT with discrete clock synchronization generates the same task schedule as the continuous clock synchronization.We also investigate schedulability problems that arise when imperfect local clocks are used in distributed real-time systems. We first define two notions of schedulability, global schedulability and local schedulability, and then present a static constraint transformation (SCT) technique. The SCT ensures that it is sufficient to check the schedulability of a task locally in a node with a local clock, since the global schedulability of the task is derived from its local schedulability through SCT. We formally prove the correctness of SCT.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권1_2호
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• pp.11-19
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• 2001

근래에 들어, 백플레인 버스를 기반으로 하는 멀티프로세서 시스템의 프로세서간 통신에도 TCP/IP와 같은 표준 네트워크 프로토콜을 이용하여 표준 MAC 계층을 구현하는 것이 일반적이다. 본 논문은 이러한 MAC 에뮬레이션 기반 버스 네트워크상에서 내장형 실시간 은용을 지원하기 위한 최악 응답 시간 분석법을 제시한다. 본 논문의 분석법은 구체적으로 MAC 에뮬레이션 방법의 하나인 ANSI BusNet 프로토콜을 대상으로 진행된다. 각 실시간 태스크를 주기, CPU 시간, 종료시한, 메시지 패킷 개수로 모델링하고 스케쥴 가능성, 즉 주어진 종료 시한 내에 작업을 완료할 수 있는지의 여부를 검사하는 수식을 유도한다. 이를 위해 물리적인 버스 특성을 고려한 버스 전송 모델을 제시하고, 버스 중재 방식과 버스 하드웨어의 캐슁 지원 여부에 따른 스케쥴 가능성을 분석한다. 또한 본 논문에서는 실험을 통해 블록 전송이 실시간 통신 성능에 미치는 영향을 살펴본다. 비록 본 논문의 분석법이 BusNet에 기반하여 개발되었지만, BusNet이 대부분의 백플레인 하드웨어가 지원하는 기본적인 기능만을 가정하고 있으므로, 본 논문의 분석법은 다른 종류의 백플레인 네트워크 프로토콜에도 쉽게 적용될 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권12호
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• pp.736-748
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• 2003

동적 전압 조절(DVS: Dynamic Voltage Scaling)은 온라인 상태에서 CMOS 회로의 공급 전압과 클락 속도를 동적으로 조절하는 것으로 내장형 실시간 시스템의 에너지 소모량을 줄이는데 매우 효과적인 기법이다. 일반적으로 DVS 알고리즘의 에너지 효율은 이의 슬랙 측정 방법에 의해 크게 좌우된다. 본 논문에서는, 향상된 슬랙 측정 방법에 기반한 주기적 경성 실시간 태스크들을 위한 새로운 DVS 알고리즘을 제안한다. 기존의 방법들과는 달리, 제안된 온라인 슬랙 측정 방안은 우선순위 기반 스케줄링의 기본적인 특성을 이용하며, 따라서 대부분의 우선순위 기반 스케줄링 정책에 대해 적용이 가능하다. 본 논문에서는, 이른종료시한우선(EDF: Earliest Deadline First) 스케줄링 정책과 주기-단조(RM: Rate Monotonic) 스케줄링 정책으로 대변되는 동적 및 고정 우선순위 스케줄링 정책에 대해 제안된 슬랙 측정 방안을 적용하는 방안을 제시한다. 또한, 모의 실험을 통해, 제안된 알고리즘은 기존의 DVS 알고리즘에 비해 프로세서의 에너지 소모량을 효과적으로(20∼40% 정도) 줄일 수 있음을 보인다.

• 지능정보연구
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• 제5권2호
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• pp.43-61
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• 1999

국방정보체계는 종류가 다양하고 대규모로 추진되기 때문에 소프트웨어 개발을 위한 사업관리에 어려움이 많이 따른다. 더구나, 현재 국방정보체계의 사업관리는 자동화시스템을 이용하여 체계적으로 실시하지 않고 수동으로 처리하기 때문에 많은 문제점이 야기되고 있고 현재의 소프트웨어 개발 표준인 ISO 12207을 수정 없이 그대로 대규모 실시간 국방정보체계의 소프트웨어 개발사업에 적용하는 것도 한계가 있다. 따라서 본 논문의 목적은 효율적인 국방정보체계 소프트웨어 개발 사업관리를 위해서 국방정보체계별로 적절한 개발 생명주기 모델을 선정하고, 각 단계별로 사업관리자가 수행할 태스크를 식별하는 등의 도메인 지식을 개발하여 궁극적으로 국방정보체계 사업관리용 전문가 시스템을 개발할 때 활용함과 동시에 국방정보체계 사업관리의 일환으로 최종 산출물에 대한 품질을 높일 수 있도록 체계적인 시험평가 방안에 대한 도메인 지식도 개발하여 사업관리용 전문가 시스템 구축 시에 활용하고자 하는 것이다. 이를 위해서 국방정보체계의 소프트웨어 개발 사업관리에 영향을 미치는 요소들을 식별하고 이를 이용하여 국방정보체계 소프트웨어 개발 사업관리를 위한 전문가 시스템을 구축할 수 있도록 생명주기 모델 선정을 위한 도메인 지식, 생명주기 각 단계별 세부활동을 위한 도메인 지식, 시험평가 방안선정을 위한 도메인 지식을 개발하여 제시하였다. 본 논문에서는 이러한 도메인 지식을 전문가 시스템 개발도구에서 지원되는 각종 에디터에 사용되는 형태나 IF A, THEN B 형태로 개발하지 않고 사업관리용 전문가 시스템의 지식베이스에 포함될 지식들을 식별하는 것을 중심으로 개발하였다. 즉, 본 논문에서는 국방정보체계 사업관리용 전문가 시스템 개발의 필요성과 가능성을 검증하는 용역연구과제로써 프로토타입 혹을 완벽한 사업관리용 전문가 시스템을 개발한 것이 아니며, 전문가 시스템 개발 시 가장 어렵고 중요한 지식베이스 모듈속에 포함될 도메인 지식을 개발하는 것이 이 연구의 목적이다. 이러한 연구는 궁극적으로는 이러한 도메인 지식이 국방정보체계의 사업관리를 위한 전문가 시스템의 지식베이스 모듈 구축 시 기초/기반 및 핵심 지식으로 활용될 수 있을 것이다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권4호
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• pp.315-319
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• 2015

본 논문은 실시간 정밀 모션 제어를 위한 안드로이드 응용의 설계와 구현을 다룬다. 안정적인 실시간 성능을 제공하기 위해서 다축 모터들이 특정 모션을 만들어낼 수 있도록 실시간 필드버스에 주기적으로 좌표 벡터 명령을 전달하고 그에 대한 피드백을 받는 모션 제어부를 데몬 프로세스 형태의 안드로이드 서비스로 구현하고, 이 모션 제어 서비스에 모션의 좌표 벡터들을 생성하여 전달하는 모션 계획부를 안드로이드 UI 응용으로 구현하였다. 이러한 소프트웨어 구성을 지원하기 위해서 멀티코어 프로세서를 모션 제어 서비스의 실행을 전담하는 실시간 코어들과 UI 응용의 실행을 전담하는 비실시간 코어로 나누었으며, 모션 제어 서비스와 응용 사이의 통신을 공유 메모리 형태로 구현하였다. 성능 측정 결과, 8축 모터들을 2개씩 그룹지어 4개의 쓰레드로 제어하는 경우에도 태스크 활성화 지터의 99%를 ${\pm}55{\mu}s$ 미만으로 유지하면서, 모션 제어 주기를 2ms까지 달성할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.709-714
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• 2017

다리 혹은 건물과 같은 구조물들은 그들의 안전상태를 진단하기 위하여 지속적으로 점검할 필요가 있다. 그러나 사람이 이러한 구조물의 모든 지점을 직접적으로 접근하여 점검해야 하는 치명적인 어려움이 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 오늘날에는 WSN(Wireless Sensor Node)를 이용한 SHM(Structural Health Monitoring)에 대한 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 WSN을 이용한 SHM에서 보다 정밀한 점검을 위하여 실시간 처리를 제공하는 Xenomai의 성능을 기존 리눅스 커널과 실험적으로 비교 평가하였다. 이를 위하여 상용 임베디드 보드인 라즈베리 파이(Raspberry Pi) 보드의 기존 리눅스 커널에 Xenomai를 패치 시키고, 캔틸레버 빔(cantilever beam)의 고유 주파수(natural frequency)를 분석하기 위하여 가속도 센서로부터 z-축 진동 데이터를 주기적으로 읽어 들이는 태스크를 구현하였다. 동일한 방법으로 기존 리눅스 커널에서 데이터를 측정한 후, Smart Office Analyzer를 이용하여 캔틸레버 빔의 고유 주파수를 분석하였다. 마지막으로, WSN을 위한 Xenomai의 타당성을 검토하기 위하여 가속도 센서의 z-축 진동 데이터를 유선으로 측정하여 동일한 방법으로 비교 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권12호
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• pp.1338-1345
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• 2014

최근 무선 기술은 저가, 유연성, 쉬운 설치, 그리고 무엇보다 중요하게도 라우팅 문제를 해결할 수 있다는 측면에서 산업용 네트워크 분야에서 주목을 받고 있다. 그 중 ISA100.11a는 산업용 무선 환경에서 촉망 받는 표준들 중의 하나이다. 산업 환경에서의 데이터 트래픽은 일반적으로 주기성을 가지며, 데드라인이라는 실시간성을 만족해야 하는 요구사항을 갖는다. 본 논문은 ISA100.11a의 주기적 태스크들의 처리를 위해 deadline monotonic scheduling 을 적용하는 것을 제안하고 이러한 제안된 알고리즘을 기반으로 ISA 100.11의 성능을 schedulability 및 beacon 오버헤드 관점에서 평가한다. 모의실험 결과 제안된 알고리즘은 기존 결과 대비 schedulability를 유지하면서도 스케줄링 오버헤드를 감소시킬 수 있다는 것을 보인다. 추가로, 이러한 네트워크 오버헤드의 감소를 통해, 제안된 알고리즘은 무선 산업용 네트워크의 성능 저하 없이 더 많은 데이터 전송이 가능할 것으로 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.1-7
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• 2002

처리 요구 조건이 주기적으로 발생하는 데이터들은 전송이나 재생시 시간적인 제약조건을 가진다. 일반적인 실시간 스케줄링 알고리즘은 이러한 연속성을 고려하지 아니하므로 멀티미디어 데이터를 스케줄링하기에 적절하지 않다. 비율조정 비례지분 스케줄러는 멀티미디어 데이터의 연속성을 고려하여 설계된 스케줄링 알고리즘으로 태스크가 자신의 지분보다 더 많은 자원을 할당 받지 못하도록 제어하기 위해 비율조정기를 사용한다 그러나 엄격한 비율조정기로 인해 자원 할당의 공정성을 보장하지 못하게 된다. 이는 과부하상황에서 시스템의 성능이 급격하게 감소되는 원인 이 된다 본 논문에서 제시하는 수정된 비례지분 스케줄러는 연속성, 시간 제약성과 같은 멀티미디어 데이터의 특성을 고려할 뿐만 아니라 비율조정 기를 수정하여 자원 할당의 공정성을 유지하고 과부하시에 성능이 점진적으로 저하되게 한다. 또한 우선권 정책을 사용하여 문맥교환 횟수를 줄인다. 본 논문에서 제시하는 스케줄링 알고리즘의 성능을 측정하기 위해 스케줄링 알고리즘의 유연성을 측정할 수 있는 평가 방법을 제시하고, 평가 결과를 보인다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.15-26
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• 2002

비디오나 오디오 스트림과 같은 처리 요구 조건이 주기적으로 발생하는 데이터들은 전송이나 재생 시 시간적인 제약조건을 가진다. 일반적인 실시간 스케줄링 알고리즘은 이러한 연속성을 고려하지 아니하므로 멀티미디어 데이터를 스케줄링하기에 적절하지 않다. 비율조정 비례지분 스케줄러는 멀티미디어 데이터의 연속성을 고려하여 설계된 스케줄링 알고리즘이다. 이 알고리즘은 태스크가 자신의 지분보다 더 많은 자원을 할당받지 못하도록 제어하기 위해 비율조정기를 사용한다. 그러나 엄격한 비율조정기로 인해 비율조정 비례지분 스케줄러는 자원 할당의 공정성을 보장하지 못하게 된다. 이는 과부하상황에서 시스템의 성능이 급격하게 감소되는 원인이 된다. 본 논문에서 제시하는 수정된 비례지분 스케줄러는 연속성, 시간 제약성과 같은 멀티미디어 데이터의 특성을 고려할 뿐만 아니라 비율조정기를 수정하여 자원 할당의 공정성을 유지하고 과부하 시에 성능이 점진적으로 저하되게 한다. 또한 우선권 정책을 사용하여 문맥교환 횟수를 줄인다. 본 논문에서 제시하는 스케줄링 알고리즘의 성능을 측정하기 위해 스케줄링 알고리즘의 유연성을 측정할 수 있는 평가 방법을 제시하고, 평가 결과를 보인다.