• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.5 no.4
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• pp.467-478
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• 1999

실시간 태스크의 최악 실행시간을 예측할 때 과예측이 발생하는 원인은, 첫째 프로그램의 동적인 최악 실행 행태를 정적으로 분석하는 것이 근본적으로 어렵기 때문이며, 둘째 최근의 RISC 형태 프로세서에 포함되어 있는 파이프라인 실행 구조와 캐쉬 등이 그러한 정적 분석을 더욱 어렵게 만들기 때문이다. 그런데 기존의 연구에서는 각각의 과예측 원인을 해결하기 위한 방법에 대해서만 언급하고 있을 뿐 분석의 정확도에서 각 원인이 차지하는 비중에 대해서는 언급하고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 최악 실행시간 예측시 과예측을 유발하는 원인들, 즉 분석 요소들의 영향을 정량적으로 조사함으로써 기존의 최악 실행시간 분석 기법들이 보완해야 할 방향을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 실험이 특정 분석 기법에 의존하지 않도록 하기 위하여 시뮬레이션 방법에 기반한다. 이를 위해 분석 요소별 스위치가 포함된 MIPS R3000 프로세서를 위한 시뮬레이터를 구현하였는데, 각 스위치는 해당 분석 요소에 대한 분석의 정확도 수준을 결정한다. 모든 스위치 조합에 대해서 시뮬레이션을 반복 수행한 다음 분산 분석을 수행하여 어떤 분석 요소가 가장 큰 영향을 끼치는지 고찰한다.Abstract Existing analysis techniques for estimating the worst case execution time (WCET) of real-time tasks still suffer from significant overestimation due to two types of overestimation sources. First, it is unavoidably difficult to predict dynamic behavior of programs statically. Second, pipelined execution and caching found in recent RISC-style processors even more complicate such a prediction. Although these overestimation sources have been attacked in many existing analysis techniques, we cannot find in the literature any description about questions like which one is most important. Thus, in this paper, we quantitatively analyze the impacts of overestimation sources on the accuracy of the worst case timing analysis. Using the results, we can identify dominant overestimation sources that should be analyzed more accurately to get tighter WCET estimations. To make our method independent of any existing analysis techniques, we use simulation based methodology. We have implemented a MIPS R3000 simulator equipped with several switches, each of which determines the accuracy level of the timing analysis for the corresponding overestimation source. After repeating simulation for all of the switch combinations, we perform the variance analysis and study which factor has the largest impact on the accuracy of the predicted WCETs.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.11 no.1
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• pp.15-25
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• 2005

Embedded systems have a set of tasks to execute. These tasks can be implemented either on application specific hardware or as software running on a specific processor. The design of an embedded system involves the selection of hardware software resources, Partition of tasks into hardware and software, and performance evaluation. An accurate estimation of execution time for extreme cases (best and worst case) is important for hardware/software codesign. A tighter estimation of the execution time bound nay allow the use of a slower processor to execute the code and may help lower the system cost. In this paper, we consider an ARM-based embedded system and developed a tool to estimate the tight boundary of execution time of a task with loop bounds and any additional program path information. The tool we developed is based on an exiting timing analysis tool named 'Cinderella' which currently supports i960 and m68k architectures. We add a module to handle ARM ELF object file, which extracts control flow and debugging information, and a module to handle ARM instruction set so that the new tool can support ARM processor. We validate the tool by comparing the estimated bound of execution time with the run-time execution time measured by ARMulator for a selected bechmark programs.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.265-267
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• 2003

내장형 컴퓨터 시스템은 특정 기능을 수행하기 위해 소프트웨어와 이를 구동시키기 위한 프로세서로 구성되어 있다. 이러한 시스템의 대부분은 실시간 제약들을 만족해야 한다. 실시간 제약들을 만족하는 애플리케이션을 빠른 시간안에 구현하기 위해서는 제작 전 성능을 예측하는 도구가 필수적이다. 본 논문에서는 현재 내장형 시스템 플랫폼으로 널리 활용되고 있는 ARM 기반의 내장형 애플리케이션의 극단적인(최적, 최악) 경우의 수행 시간 경계를 예측하는 문제를 연구하였다. ARM 기반의 내장형 시스템의 수행시간의 경계를 예측하기 위하여 기존의 실시간 내장형 소프트웨어의 성능 예측 도구인“Cinderella”의 기본 프레임웍을 ARM 프로세서를 지원하도록 확장하여 성능분석도구를 설계하였다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.17 no.5
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• pp.157-163
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• 2017

The binary and interpolation search algorithms are the most famous among search area algorithms, the former running in $O(log_2n)$ on average, and the latter in $O(log_2log_2n)$ on average and O(n) at worst. Also, the interpolation search use only the probability of key value location without priori information. This paper proposes another search algorithm, which I term a 'hybrid block and interpolation search'. This algorithm employs the block search, a method by which MSB index of a data is determined as a block, and the interpolation search to find the exact location of the key. The proposed algorithm reduces the search range with priori information and search the reduced range with uninformed situation. Experimental results show that the algorithm has a time complexity of $O(log_2log_2n_i)$, $n_i{\simeq}0.1n$ both on average and at worst through utilization of previously acquired information on the block search. The proposed algorithm has proved to be approximately 10 times faster than the interpolation search on average.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.73-73
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• 2003

인공위성은 발사체에 실려 임무궤도에 도달하는 동안 여러 과정을 겪고 이에 따른 우주 열환경에 노출되게 된다. 본 연구에서는 발사체의 페어링(Fairing)이 열리고 이후 인공위성이 임무궤도에 도달하는 동안까지 인공위성에 대한 열해석을 수치적인 방법을 이용하지 않고 해석해를 이용하여 수행하였다. 일반적으로 발사시 인공위성에 대한 열해석은 수치모델을 개발하여야 하는 시간과 노력이 많이 드는 작업이다. 그러나 수치 모델이 완성되기 전에 주요 부품에 대한 극한 환경에서의 온도 예측이 필요한 경우가 있다. 본 연구는 해석 기법을 이용하여 주요 부품의 온도를 비교적 간단한 방법으로 예측하는 것이다. 이를 위하여 열관련 지배방정식에 여러 가정을 적용하여 지배방정식을 최대한 단순화시켰다. 그 결과, 최종적으로 1차 미분 방정식 형태의 단순화된 지배방정식을 얻게 되었다. 또한 본 연구에서는 여러가지 조건에 대한 연구가 시도하였다. 즉 고려하는 대상의 질량이 일정하게 유지 되는 경우와 일정한 비율로 질량이 감소하는 경우, 인공위성이 최악의 고온환경과 최악의 저온환경에 처한 경우, 그리고 시간에 대한 변수항 때문에 약간의 수치작업이 필요한 경우가 연구되었다. 본 연구에서 제안된 해석해 기법은 적절한 우주 열환경 조건과 결합하게 되면 발사과정에 대한 완전한 수치모델이 완성되기전에 위성체 부품에 대한 열적 안정성을 검토하는데 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.199-202
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• 2006

실시간 시스템에서는 정해진 시간 안에 작업을 수행해야 하는 것이 가장 중요하다. 때문에 실시간 시스템에서의 응답시간 위반은 물질 또는 인명 피해와 직결된다. 이에 응답시간을 보장하기 위해 실시간 시스템을 분석하는 기법들에 대한 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기존의 분석 방법들은 최악실행시간을 도출하기위해 실시간 프로그램의 흐름을 분석하거나 분석을 위한 제약을 생성할 때 부하가 생기는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 프로그램에서 나타나는 함수 또는 변수 등이 중복해서 사용되는 특성들을 이용하여 실행시간 분석에 대한 부하를 줄일 수 있는 방법을 제안하고, 제안한 방법을 기반으로 실시간 프로그램에서 실행시간을 예측할 때 필요한 기본 자료들을 도출할 수 있는 소스코드 분석 도구를 제안한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.28 no.11
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• pp.573-580
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• 2001

When tasks access shared resources in real-time systems, the unbounded priority inversion may occur. In such cases it is impossible to guarantee the schedulability of real-time tasks. Several resource access protocols have been proposed to bound the duration of priority inversion and sufficient conditions are given to guarantee the schedulability of periodic task set. In this paper, we show an improved sufficient condition for schedulability when the dynamic priority ceiling protocol is used. Our approach exploits the fact that a lower priority task can continue to execute as far as the higher priority tasks do not miss their deadlines. This permitting execution time of the higher priority tasks for a lower priority task can be excluded from the worst-case blocking time of the higher priority tasks. Since the worst-case blocking time of tasks can be reduced, the sufficient condition for schedulability of dynamic priority ceiling protocol becomes further tight.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.277-279
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• 2003

본 논문에서는 최악 수행시간이 알려진 주기 및 비주기 실시간 태스크 집합에 대한 수락제어 기법을 제안한다. 제안된 수락제어 기법은 주기 및 비주기 태스크가 혼합된 태스크 집합에 대해 이용율 요구(utilization demands)를 계산하여 태스크의 수락여부를 결정한다. 이용율 요구는 혼합 태스크 집합의 모든 태스크가 종료시한 내에 수행을 마치기 위한 프로세서의 이용율로 정의된다. 따라서 제안된 수락제어 기법은 수락된 모든 태스크의 종료시한을 보장한다. 제안된 이용율 요구 분석에 의한 수락제어 기법은 복잡한 스케줄링 가능성 분석이 필요하지 않아서 실시간 수락제어를 가능하게 한다.

• The KIPS Transactions:PartC
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• v.8C no.3
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• pp.367-372
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• 2001

지도제작, 해양생태감시, 기상관측, 및 우주환경감시 등의 분야에 이용되는 저궤도 위성을 관제(위성추적, 원격측정 및 명령)하기 위해 본 논문에서는 최적의 PM 변조지수를 결정하는 방법을 기술하고 수신 데이터의 성능을 평가한다. 이 저궤도 위성인 아리랑 위성은 한국에서는 첫 번째 저궤도 위성이며 1999년 12월 발사되어 현재 임무를 충실히 수행하고 있다. 아리랑 위성 관제시스템의 파라미터에 의해 위성링크를 설계하면, PB 원격측정 신호의 최적 변조지수는 Eb/No마진과 PFD마진의 교차점이 되며 1.92라디안으로 결정된다. 또한 위성의 통과시간에 따라 예측되는 BER은 RT모드에서 최고의 성능을 나타애고, RT+RNG모드에서 최악의 성능을 나타내기 때문에 데이터 전송순서를 위성의 통과시간에 따른 BER 성능 순서인 RT, PB, RT+RNG모드의 순서로 결정함으로써 수신성능을 높일 수 있다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.36 no.2
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• pp.111-123
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• 2009

We present an efficient algorithm for computing the Hausdorff distance between two 2D convex polygons. Two convex polygons are bounded by k-DOPs and the regions of interest are traced using the orientational and hierarchical properties of k-DOP. The algorithm runs in a logarithmic time in the average case, and the worst case time complexity is linear.