• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.133-137
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• 2018

아두이노는 소형 마이컴으로 다양한 산업에 사용되고 있으며 특히, 오픈소스 하드웨어 IoT 디바이스로 널리 사용되고 있다. 아두이노의 멀티태스킹 방식은 크게 수퍼루프 타이밍과 RTOS 쓰레드 방식으로 나뉘며 수퍼루프 타이밍 방식은 구현이 단순하고 이해하기 쉽다는 장점이 있지만 하나의 작업이 길어지면 다음 작업의 실행에 영향을 줄 수 있다는 단점을 가진다. 또 RTOS 쓰레드 방식은 다른 작업시간에 영향을 받지 않고 실행할 수 있다는 장점을 갖지만 소형 마이컴인 아두이노는 쓰레드의 개수가 늘어나면 쓰레드의 컨텍스트 스위칭타임으로 수퍼루프 타이밍 방식에는 없는 부가 시간이 발생하는 단점이 있다. 본 논문은 이와 같은 서로 다른 특징들을 분석하기 위하여 아두이노 우노 R3와 FreeRTOS를 사용하였으며 실험을 위한 태스크는 빌트인 LED 포트에 8000번의 디지털 신호를 보내도록 작성하였다. 같은 크기의 태스크를 두 방식으로 실행하면 수퍼루프 방식이 FreeRTOS 멀티태스킹 보다 3ms 빠른 실행을 보인다. 여러 개의 태스크를 동시에 실행하면 수퍼루프 방식의 태스크는 순차 실행으로 첫 태스크와 마지막 태스크의 실행시간 차가 크게 나타나며 FreeRTOS 방식은 모두 중첩되어 동시에 실행 가능하지만 30ms 정도의 컨텍스트 스위칭타임의 실행 시간지연이 발생한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.839-846
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• 2013

본 연구에서는 실시간 선박관리시스템을 위한 최적 프로그램방법을 설계 및 개발하였다. 종래의 인터럽트 프로그램방식을 대신하여 다중작업과 시각화되어진 임베디드 실시간 관리시스템을 제안한다. 데이터 관리는 임베디드 실시간 운영체계상에서 개발하였고, 인공지능방식으로 중앙연산장치(CPU)를 최적화하도록 설계되었다. 최종적으로 시스템에서의 데이터손실을 최소화하면서 최적프로그램모델을 통하여 데이터처리를 향상시켰다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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• pp.3-4
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• 2017

본 논문에서는 가상화 기술을 지원하는 ARMv7 Cortex-A15 프로세서가 탑재된 임베디드 보드를 위한 실시간 운영체제(RTOS) 구현을 위한 방법을 제안한다. ARM Cortex-A15 프로세서가 지원하는 Generic Interrupt Controller와 Generic Timer에 대해 알아보고, 가상화 시스템에서 인터럽트 오버헤드를 줄이는 GICv2와 가상 타이머인 Generic Timer를 사용하여 실시간 운영체제인 FreeRTOS를 임베디드 보드에 이식하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.48-53
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• 2018

본 논문에서는 RTOS과 항공기의 3차원 충돌회피 알고리즘을 세 개의 MCU에 적용하여 각 MCU의 성능을 비교하였다. MCU는 많이 사용되는 Microchip Technology사의 ATmega2560과 STM사의 ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M4를 선정하였으며, RTOS는 공개되어 있는 FreeRTOS 를 사용하였다. 성능을 확인하기 위해 적용된 3차원 충돌회피 알고리즘은 수직회피와 수평회피를 통합한 알고리즘이며 C++로 구현하였다. MCU의 성능은 각 MCU의 사용 메모리와 계산 시간을 측정하여 비교하였다. 비교 결과 세 MCU 중, 계산 시간은 ARM Cortex-M4가 빨랐으며, ATmega2560이 적은 메모리를 사용하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1195-1201
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• 2011

Since the release of safety standard IEC 61508 which defines functional safety of electronic safety-related systems, SIL(Safety Integrity Level) certification for railway systems has gained lots of attention lately. In this paper, we propose a new design technique of the computer board for train control systems with high reliability and safety. The board is designed with TMR(Triple Modular Redundancy) using a certified SIL3 Texas Instrument(TI)'s TMS570 MCU(Micro-Controller Unit) to guarantee safety and reliability. TMR for the control device is implemented on FPGA(Field Programmable Gate Array) which integrates a comparator, a CAN(Controller Area Network) communication module, built-in self-error checking, error discriminant function to improve the reliability of the board. Even if a malfunction of a processing module occurs, the safety control function based on the proposed technique lets the system operate properly by detecting and masking the malfunction. An RTOS (Real Time Operation System) called FreeRTOS is ported on the board so that reliable and stable operation and convenient software development can be provided.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.33-40
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• 2015

본 논문에서는 원격 제어 기능을 갖는 교육용 로봇 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현하였다. 로봇 시스템의 기반이 되는 센싱 정보 처리와 소프트웨어 설계, 및 프로그래밍 실습 교육을 위한 템프릿 설계 기법을 제시하였다. 시스템의 개발 환경으로 CPU는 Cortex-M3 코어를 사용한 LPC1769 프로세서, 디버깅 환경은 LPCXPRESSO, 펌웨어 개발 언어는 C언어를, OS는 FreeRTOS를 사용하였다. 시스템 동작 과정은 무선 RF 통신을 이용하여 서버의 제어 명령을 수신하여, 교육용 로봇의 다양한 센서를 구동시킨다. 교육 과정으로는 로봇의 기본 동작 프로그램을 제공하여 실습생으로 하여금 컴파일 및 로딩이후 데모 동작을 우선 실행하도록 하였다. 이후 이의 데모 기능의 프로그래밍 기술을 교육하기 위해 단계별로 교육하도록 하였다. 로봇 동작과정에 대한 실습과 그에 대한 프로그래밍 기법이다. 또한 서버와 로봇간 통신 기법은 RF 통신환경에서 독자적인 프로토콜이 설계되었고, 로봇 센싱 데이터 처리과정을 분석하여 만족할 만한 성능 처리 결과를 제시하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2022

RISC-V는 오픈 소스 명령어 집합 구조로, 간단한 기본 구조를 가지며 목적에 따라 명령어 집합을 유연하게 확장할 수 있다. 본 논문에서는 소형, 저전력 32-bit RISC-V 프로세서를 설계하여 RISC-V 임베디드 시스템 연구를 위한 기반을 마련하고자 하였다. 설계한 프로세서는 2단계 파이프라인으로 구성하였고, RISC-V ISA 중 FENCE, EBREAK 명령어를 제외한 32-bit 정수형 ISA 및 인터럽트 처리를 위한 특권 ISA를 지원한다. Vivado Design Suite를 이용하여 합성한 결과 Xilinx Zynq-7000 FPGA에서 1895개의 LUT 및 1195개의 플립플롭을 사용하였고, 0.001W의 전력을 소모하였다. 이를 GPIO, UART, 타이머와 함께 시스템을 구성하여 합성하였고, FPGA 상에서 FreeRTOS를 포팅하여 16MHz에서의 동작을 검증하였다. Dhrystone, Coremark 벤치마크를 통해 성능을 측정하여 목적에 따라 확장 가능한 저전력 고효율 프로세서임을 보였다.