최근 NAND 플래시 메모리를 데이터뿐만 아니라 프로그램 코드를 저장하기 위한 목적으로 사용하는 실시간 시스템이 증가하고 있다. 그러나 데이터의 순차 접근만을 허용하는 NAND 플래시의 물리적인 특성 때문에, NAND 플래시 메모리 기반의 시스템에서는 일반적으로 shadowing 기법을 통해 프로그램을 수행한다. 그러나 shadowing 기법은 시스템의 부팅 시간을 증가시키고 불필요한 DRAM 영역을 차지한다는 단점이 있다. 이에 대한 대안 중 하나는 demand paging 기법을 활용하는 것이다. 그러나 demand paging 환경에서는 프로그램 실행 도중 임의로 발생하는 page fault 때문에 프로그램의 최악 응답 시간을 예측하기 어렵다. 본 논문에서는 demand paging 환경에서의 태스크 최악 응답 시간 분석 기법을 제안한다. 분석 기법은 분석의 정확도와 시간 복잡도에 따라 DP-Pessimistic. DP-Accurate으로 나뉜다. 또한 시뮬레이션을 통해 DP-Pessimistic과 DP-Accurate 분석 기법의 정확도를 비교한다.
NAND 플래시 메모리 기반의 실시간 임베디드 시스템에서는 일반적으로 shadowing 기법을 통해 프로그램을 수행한다. 그러나 shadowing 기법은 시스템의 부팅 시간을 증가시키고 불필요한 DRAM 영역을 차지한다는 단점 때문에 자원 제약이 심한 실시간 임베디드 시스템에는 적합하지 않다. 이에 대한 대안 중 하나는 demand paging 기법을 활용하는 것이다. 단, demand paging 환경에서는 page fault에 의한 시간 지연 때문에 태스크의 최악 실행 성능을 예측하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 기반의 실시간 임베디드 시스템에서 demand paging 비용을 고려한 태스크 최악 성능 분석 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 각 태스크에 대해 demand paging 비용을 계산하고, 이를 전통적인 WCRT 분석 기법과 결합하는 방법을 사용한다. 또한 demand paging 비용과 WCET 분석을 독립적으로 고려함으로써, 최악의 경우에도 분석 결과의 안정성을 보장하고 기존의 방법에 비해 분석 복잡도를 줄였다.
In this paper, we try to improve the performance of the demand paging loader suggested to use the demand paging way that is not based on operating system. The demand paging switching strategy used in the existing operating system can know the recently used pages by running multi-processing. Then, based on it, some page switching strategies have been made for the recently used pages or the frequently demanded pages. However, the strategies based on operating system cannot be applied in single processing that is not based on operating system because any context switching never occur on the single processing. So, this paper is trying to suggest the demand paging switching strategies that can be applied in paging loader running in single process. In the Return-Prediction-Algorithm, we saw the improved performance in the program that the function call occurred frequently in a long distance. And then, in the Most-Frequently-Used-Page-Remain-Algorithm, we saw the improved performance in the program that the references frequently occurred for the particular pages. Likewise, it had an enormous effect on keeping the memory reduction performance by the demand paging and reducing the running time delay at the same time.
NAND와 NOR 플래시의 장점을 결합한 OneNAND 플래시가 출시되면서 기존의 NAND 플래시를 빠르게 대체하게 되었다. 하지만 기존의 NAND 플래시 기반 요구 페이징 시스템에서는 OneNAND 플래시의 기능들이 제대로 활용되지 않았다. 본 연구에서는 OneNAND 플래시의 임의 접근 기능과 이중 페이지 버퍼를 활용하는 새로운 OneNAND 플래시 기반 요구 페이징 기법인 지연 이중 버퍼링 기법을 제안하였다. 이 기법은 요구된 폐이지를 페이지 버퍼로부터 주기억장치로 이동하는 데 걸리는 시간을 효과적으로 절감함으로써 폐이지 반입 비용을 절감하였다. 실험 결과, 본 연구에서 제안한 기법은 평균 28.5%의 수행 시간 절감 효과와 4.4%의 페이징 시스템 에너지 절감 효과를 보였다.
For a NAND booting based embedded system, an application program on the NAND flash memory is downloaded to the RAM when the system is booted. In this case, the application program exists in both the RAM and the NAND flash so the RAM usage is increased. In this paper, we suggested the demand paging technique for the decreasing of the RAM usage for OS-less NAND booting based embedded systems. As a result of a benchmark test, 40~80% of the code memory usage was reduced with below 5% of execution time delay.
최근 무선 접속망의 급속한 발전으로 이동 통신 환경에서 인터넷 서비스 제공에 대한 요구가 늘어남에 따라, IP기반의 이동성 지원과 마이크로 이동성에 따른 위치관리 트래픽을 줄일 수 있도록 해주는 HMIPv6 프로토콜이 제안되었다. HMIPv6에 페이징을 적용함으로써 MN의 위치등록에 필요한 시그널링 및 위치정보 데이타베이스의 갱신을 위한 처리를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 각기 다른 특성을 갖는 이동 노드들에 하나의 동일한 페이징 영역이 정적으로 적용되는 것이 아닌, 각 이동 노드의 특성를 고려하여 각각의 이동 노드에 적합한 최적의 페이징 영역이 설정되는 HMIPv6 환경에서의 새로운 동적 페이징 기법(DP-HMIPv6)을 제안한다. 수학적 성능 분석을 통해 정적 페이징 기법보다 제안 기법인 동적 페이징 기법을 이용하였을 때 비용이 절감되었음을 확인 할 수 있었다. 또한 네트워크 상에 이동 노드의 수가 많아질수록 동적 페이징 기법을 통한 비용 절감은 더욱더 효과적임을 알 수 있다.
SPM (Scratch-Pad Memory)을 위한 코드 배치 기법과 demand paging기법을 Post pass optimizer를 사용하여 구현한다. 코드 배치 문제는 ILP (Integer Linear Programming) 문제로 변환하여 해결한다. 최적 화기는 ILP 해답의 질을 높이기 위해 응용 프로그램의 프로파일 정보를 사용하고, 코드로부터 natural loop을 추출한다. 또한 SPM을 사용하여 demand paging을 할수 있도록 추가 코드를 삽입한다. 이 기법을 사용해 6개의 내장형 응용 프로그램을 실험하였고, 프로그램 크기의 $20\%$에 해당하는 SPM에 대해 전력 소모는 $75.9\%$로 감소하였고 성능은 $54.5\%$ 증가하였다.
대부분의 휴대기기는 보조 기억장치로 NAND flash 메모리를 사용하고 있다. 또한, firmware의 크기를 줄이고 NAND flash로부터 주기억장치로 로딩하는 시간을 줄이기 위해서 압축된 코드를 NAND flash에 저장한다. 특히, 압축된 코드는 매우 빠르게 해제가 되어야 demand paging 이 적용 가능하게 된다. 본 논문에서는 이를 위하여 새로운 사전식 압축 알고리즘을 제안한다. 이 압축방식은 기존의 LZ형식과는 다르게 현재 압축하고자 하는 명령어(instruction)가 참조된 명령어와 같지 않을 경우, 프로그램 코드의 명령어의 특성을 이용하여 두 명령어의 배타 논리합(exclusive or) 값을 저장하는 방식이다. 또한, 압축 해제 속도를 빠르게 하기 위해서, 비트 단위의 연산을 최소화한 압축형식을 제공한다. 실험결과 zlib과 비교해서 최대 5배의 압축해제 속도와 4%의 압축률 향상이 있었으며, 이와 같이 매우 빠른 압축해제 속도에 따라 부팅 (booting) 시간이 10~20% 단축되었다.
본 논문에서는 플래시 메모리 기반의 가상 메모리 시스템에서 페이지 부재를 처리하는 과정에 있어서 플래시 메모리에 대한 삭제연산을 줄여 시스템에서의 전력 소모를 줄일 수 있고 플래시 메모리를 균등하게 사용함으로써 플래시 메모리의 마모도 평준화 정도를 좋게 할 수 있는 CFLRU/C, CFLRU/E, DL-CFLRU/E 페이지 교체 알고리즘을 연구하였다. 제안한 기법은 메인 메모리의 페이지를 클린 페이지와 더티 페이지로 구분하고 가장 오랫동안 사용되지 않았던 페이지들 중에서 클린 페이지를 빅팀으로 선택한다. 이때, 클린 페이지가 없다면 CFLRU/C 기법은 정해진 윈도우 내에서 참조 횟수가 가장 적은 더티 페이지를 빅팀으로 선택하고, CFLRU/E 기법은 페이지가 속한 블록의 삭제 연산 횟수가 적은 더티 페이지를 빅팀으로 선택한다. DL-CFLRU/E 기법은 클린 페이지 리스트와 더티 페이지 리스트를 따로 관리하며 페이지 부재가 발생할 때 우선 클린 페이지 리스트에서 클린 페이지를 선택하며, 클린 페이지 리스트가 빈 경우, 더티 페이지 리스트에서 블록 삭제 연산 횟수가 적은 페이지를 선택한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해서 제안한 기법이 기존 기법들(LRU, CFLRU)보다 플래시 메모리의 삭제 연산을 줄일 수 있었고, 마모도 평준화 정도를 향상시킬 수 있음을 보였다.
The purpose of this paper is to examine whether there are relationships of substitutability or complementarity between the call demand of fixed telecommunication and mobile telecommunication services. In order to clarify the relationships, we suggest a model of call demand of fixed telecommunication service which incorporates the variables representing the diffusion of mobile telecommunications subscription and estimate it with relevant time series data. Finally it is shown that there is complementary relationship between the call demand of fixed telecommunication and mobile paging services, and it is also found that there is substitutable relationship between the long distance call demand of fixed telecommunication and mobile phone services.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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