실시간 응용 제품을 개발하기 위해 운영체제는 실시간 태스크의 시간 보장성(timeliness guarantee)이 지원되어야한다. 그러나 현재 대부분의 운영체제는 실시간 태스크의 시간적 제약조건(timing constraints)을 효율적으로 지원할 수 있는 방법을 제공해 주지 못하고 있다. 실시간 응용의 시간적 제약조건을 지원하기 위해서는 운영체제 커널 변경 방법과 미들웨어 방법이 있다. 본 논문에서는 운영체제 변경없이 잘 알려진 Real-time Object Model인 TMO에 근거한 미들웨어 접근 방식을 적용한다. 현재 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 모델을 기반으로 한 미들웨어로 다양한 운영체제 시스템 상에서 개발되어온 TMOSM(TMO Support Middleware)이 있다. 리눅스 기반의 TMOSM의 스케줄링 알고리즘은 효율적으로 실시간 스케줄링을 지원하지만 주기적인 실시간 태스크를 위해 몇 가지 고려해야할 사항들이 있다. 본 논문에서 는 주기적인 실시간 태스크를 효율적으로 처리할 수 있는 개선된 실시간 미들웨어 스케줄링 알고리즘을 제안하고 성능을 비교한다. 제안한 알고리즘은 실시간 미들웨어의 구조를 간단하게 함으로써 시스템 성능 향상과 주기적인 실시간 태스크의 적시성을 더욱더 보장함을 확인하였다.
TMOSM/Linux v2.0 은 리눅스/임베디드 리눅스에서 분산 실시간 객체 모흼인 TMO로 작성된 프로그램을 실행시키는 미들웨어이다. 최근 임베디드 환경의 급속한 발전과 더불어 다양한 실시간 기반 제어 틴 개발 방법론에 대한 요구사항 역시 증가하고 있지만, 임베디드 리눅스를 비롯한 여러 임베디드 OS에서는 이들을 모두 충족시키는데 여러 단정들이 존재하고 있다. 따라서 TMO기반 미들웨어는 임베디드 OS의 단점들을 보완함은 물론 TMO의 장점을 최대한 끌어낼 수 있는 형태로 구축되어야 할 것이다. 본 논문은 리눅스/임베디드 리눅스에서 TMOSM/Linux v2.0이 TMO 기반 미들웨어로서 그 역할을 최대한 발휘할 수 있도록 구성한 방법중 가상 쓰레드를 이용한 설계와 그 결과를 보인다.
본 논문에서는 개폐상태를 알릴 수 있는 스위치나 센서들을 이용하여, 수면자의 수면상태를 인식할 뿐 아니라 올바른 수면상태로 제어할 수 있는 수면제어 및 원격모니터링 시스템을 제안하였고, 이 시스템을 헬스케어 수면매트에 실제 적용한 예를 보였다. 제안한 시스템은 센서를 이용한 수면상태 감지부, 센싱데이터 검출 및 송수신부, 수면상태 제어 및 모니터링부로 구성되었다. 시스템 구축을 위해 먼저, 수면상태 감지부는 접촉 방식의 개폐형식의 스위치센서를 사용하였다. 둘째, 센싱데이터 검출 및 송수신부는 임베디드 보드를 자체 개발하였으며, 실시간 데이터 추출과 수면상태 제어 및 모니터링부와는 소켓 기반의 통신이 지원된다. 그리고 세 번째 수면상태 제어 및 모니터링부에서는 입력된 센서 ID와 센싱된 데이터를 기반으로 올바른 수면자세의 유도 및 전반적인 수행상태 정보를 모니터링 하도록 하였다. 마지막으로 이들 서비스 모듈 및 그들 간의 통신구현은 실시간 객체지향형 모델인 TMO 스키마와 이들 간의 실시간 통신을 위해 분산 미들웨어로서 TMOSM을 이용하였다.
본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 모바일 협업 서비스를 위한 컴팩트 분산객체그룹 프레임워크(Compact Dostributed Object Group Frorework : CDOGF)에 대해 기술한다. CDOGF는 논리적인 영역에 따라 각 센서 및 기기의 네트워크 연결과 다수의 모바일 컴퓨팅 장치의 관리, 모바일 협업응용 서비스의 수행하는 객체들의 그룹화를 지원한다. 이를 위해, CDOGF의 구성요소의 세부적인 기능을 메소드와 이를 이용하기 위한 인터페이스를 설계하였다. 그리고 각 구성요소간의 상호작용을 센서와 응용, CDOGF와 응용, CDOGF 내부 구성요소간, CDOEF와 DOGF등 네 가지 형태로 구분하여 기술하였다. 또한 기존 모바일 협업을 위한 기술들의 분석하여 모바일 협업 환경을 정의하였다. 본 환경에서 모바일 협업 응용 서비스의 구현과 위에서 언급한 네 가지 상호연동을 위해 TMO 스킴과 분산 미들웨어인 TMOSM를 사용하였다. 끝으로 u-병원 응용을 본 환경에서 수행하도록 하였다. u-병원 응용은 유비쿼터스 환경을 갖춘 병실로부터 병실의 환경정보와 환자의 건강정보를 모바일 장치인 PDA를 통해 수집한다. 또한 환자관리 업무를 위한 정보 서비스를 제공한다.
본 논문에서는 다수의 모바일 장치가 협업을 할 수 있는 환경을 제안하고, 이를 기반으로 헬스케어 응용 서비스에 적용함을 보였다. 제안한 협업 환경은 센서와 모바일 장치, 모바일 장치와 모바일 장치, 모바일 장치와 홈 서버의 상호작용을 3가지 타입으로 정의 하였다. 또한 이들간의 정보 교환은 Push와 Pull방식으로 구분하였으며, 다수의 센서로부터 수집된 정보는 보안 정책에 따라 모바일 장치간 정보를 교환하거나 홈 서버에게 전달한다. 보안 정책은 개인 의료 처방과 예방을 위한 개인 정보와 주변 환경에 관련된 공개 정보로 나누어 관리하여 협업 환경에 적용하였다. 이는 개인 사용자마다 상이한 서비스를 제공하는데 기반이 된다. 이를 위한 구현 기술로는 적시성을 보장하는 TMO 스킴을 이용하여 컴포넌트를 설계 및 구현하였으며, 이들간의 상호작용은 TMOSM을 사용하였다.
본 논문은 도로상에 설치된 각종 교통정보 기기로부터 수집된 정보를 이용하여 교통정보 데이터베이스를 구축하고 이를 이용하여 교차로를 기점으로 도로의 구간별 실시간 교통흐름을 동적으로 관리할 수 있는 교차로 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 본 시스템은 계층적인 3 부분으로 구성된다. 하위계층은 실제 도로 상에서 교통정보가 수집되는 물리계층이다. 중간계층은 하위계층의 교통정보를 이용하여 교차로들의 그룹, 실시간 교통흐름 정보의 수집, 원격 모니터링 및 제어를 지원하는 교통흐름 제어 프레임워크가 존재한다. 본 계층은 분산객체그룹 프레임워크를 확장하여 설계됐다. 상위계층에는 교차로들의 그룹화로 교통흐름을 제어하는 교차로 시뮬레이터 응용들이 존재한다. 교차로 응용은 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 스킴 기반의 구현객체들로 이루어진다. 교차로 시뮬레이션 시스템에서는 도로상의 각 교차로를 하나의 응용 그룹으로 고려하며, 교차로들 간에 상호통신으로 수집된 실시간 도로소통 상태정보를 이용하여 주어진 도로상황에 따라 동적인 교통흐름 제어기법들의 적용이 가능하도록 하였다. 본 시스템 구축을 위해 TMO 스킴과 TMOSM(TMO Support Middleware) 지원교통흐름 제어 프레임워크 기반에서 시스템 구조와 구성요소의 상호작용을 정의했으며, 교통흐름 모니터링 및 제어를 위한 응용 시뮬레이터와 사용자 인터페이스를 설계했다.
최근 정보기술, 가전기술, 그리고 통신기술이 융합된 정보가전 기기들이 가정 내에 나타나고 있으며, 이러한 환경에서는 흠 네트워크를 통해 이들 기기들 사이의 상호작용 및 실시간 제어를 지원하는 모니터링 기술이 요구된다. 본 논문에서는 실시간 서비스를 지원하는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 스킴을 적용하여 정보가전 동작객체들을 구현하고, TMOSM(TMO Support Middleware)을 이용한 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 구조에서 이들의 원격제어 및 모니터링 서비스를 제공하는 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터를 구축했다. TMO로 구현된 정보가전기기들은 자치적인 동작으로 주거정보의 교환이 가능하며, 새로운 기기의 추가로 인한 정보가전들의 수행환경을 편리하게 재구성 할 수 있다. 본 시뮬레이터를 구축하기 위해, 분산 실시간 서비스 지원 플랫폼 상에서 가정 내 온도관리, 조도관리, 시간관리 제어서비스를 수행하는 정보가전 동작 TMO들의 기능과 그들 간의 원격 상호작용을 설계했다. 마지막으로 분산 플랫폼 상에서 정보가전기기들의 시뮬레이션 환경을 구현하여 실제 기기들로 대응되는 정보가전 동작객체들의 실시간 제어 및 모니터링 서비스 과정이 주어진 수행조건에 따라 정확하게 수행하는지를 보였다.
본 논문에서는 모바일 디바이스들 간에 협업을 제공할 수 있는 프레임워크를 제시하고, 그를 기반으로 헬스케어 응용 서비스를 구현하였다. 제안한 프레임워크는 3가지의 구성요소인 센서와 모바일 디바이스 그룹, 홈 서버의 상호작용을 위한 인터페이스를 정의하고, 고정형과 이동형 디바이스들(PDAs)을 이용한 협업 환경을 제시한다 이동형 디바이스들 간의 정보의 교환은 Push와 Pull 방식을 사용하였으며, 다수의 센서로부터 수집된 정보는 모바일 디바이스들과 홈 서버에 의해 공유 또는 교환한다. 우리의 협업 프레임워크는 이전 연구에서 개발된 분산객체그룹프레임워크(DOGF)에서 구현된 객체그룹관리, 정보저장, 접근제어에 따른 허가와 승인기능들을 응용 인터페이스를 통해 제공받게 된다. 헬스케어 서비스의 중요한 부분인 보안을 지원하기 위해 보안정보를 구분하였고, 정보의 이용 권한을 DOGF의 보안 객체를 통하여 인증할 수 있는 절차를 제시하였다. 또한, 사용자의 프로필 정보를 제공함으로써 사용자에 따른 서비스 객체에 대한 권한 검사를 하였다. 각 모바일 디바이스와 홈 서버에 구현된 컴포넌트는 TMO 스킴을 적용하였으며, 이들 분산된 컴포넌트들 간의 통신을 지원하기 위해 분산 실시간 미들웨어인 TMOSM을 사용하였다. 끝으로 협업 프레임워크 상에서 제시한 헬스케어 응용 시나리오의 수행성을 GUI를 통해 보였다.
본 논문에서는 분산 실시간 서비스를 지원하는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 객체를 기반으로 정보가전 기기들을 관리하기 위한 실시간 정보가전 제어 시뮬레이터를 설계 및 구현한다. TMO객체는 기존 객체를 확장한 실시간 특성을 자체적으로 가지는 객체를 UCI의 DREAM연구소에서 제안한 분산 실시간 객체이다. 이러한 TMO 객체를 기반으로 TMOSM(TMO Support Middelware) 상에서 실시간 정보가전 제어를 위한 TMO 객체들의 상호 동작과 실시간 속성을 설계하여 보장된 실시간 서비스를 지원하도록 한다. 본 시뮬레이션 모델은 온도제어, 조도제어, 방법제어 서비스를 지원하는 컴포넌트들로 구성된다. 온도제어 서비스를 위해 Fan_TMO와 Air_Conditioner_TMO, Heater_TMO가 상호 작용하여 적정 실내 온도를 유지하도록 하며, 조도제어 서비스를 위해 Light_TMO가 조도의 변화에 따라 동작하여 일상생활에 적당한 조명 환경을 제공한다. 또한 방범제어서비스를 위해 Camera_TMO가 정해진 시간을 주기적으로 동작하여 방범 활동을 수행한다. 그리고, 각각의 TMO 정보가전 객체들의 동작을 관리하고 서비스 수행 결과를 모니터링 하는 Home_Server_TMO가 존재한다. 마지막으로 설계된 시뮬레이션 환경을 구현하여 본 모델의 실시간 정보가전 제어 서비스를 정확하게 지원하는지를 검증한다. 제안한 시뮬레이션 환경은 일반 정보가전기기를 추가 작업 없이 실시간 서비스 지원 객체로 적용할 수 있는 모델이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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