• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06a
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• pp.516-519
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• 2011

현재 모바일 폰은 실시간 운영체제를 구동하는 CP(Communication Processor)와 범용 운영체제를 구동하는 AP(Application Processor}, 두 개의 프로세서를 사용하고 있다 임베디드 가상화는 하나의 칩 위에 실시간 운영체제와 범용 운영체제를 동시에 동작시킬 수 있는 솔루tus을 제공하면서, 각각의 운영체제가 서로 고립되어 동작하도록 한다. 따라서 임베디드 가상화 솔루션을 모바일 폰에 적용하면 하나의 집을 사용하여 비용을 절약하면서, 하이퍼바이저 위에 고립된 각각의 운영체제를 구동할 수 있기 때문에 각광을 받고 있다. Xen-ARM 은 모바일 기기에서 가장 많이 사용되는 ARM 프로세서에서 동작하는 하이퍼바이저로 임베디드 기기의 탑재를 목적으로 개발되었다. 그러나 현재의 Xen-ARM의 크레딧 스케쥴러는 CPU 공평성에 포커스를 맞추고 있어 실시간 IO를 제한된 시간 안에 처리할 수 없기 때문에, 실시간 IO를 처리해야 하는 임베디드 기기에 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 현재 Xen-ARM이 실시간 IO를 지원할 수 없는 것을 실험을 통해 보여주고, 실시간 IO를 지원하기 위한 방안을 제시한다. 또한 수정된 Xen-ARM을 모바일 폰에 적용하는 방안에 대해 제시한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.409-412
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• 2011

본 논문에서는 Xen-ARM 기반의 가상화 환경에서 실시간 게스트 운영체제의 I/O를 지원하기 위한 방법을 제안한다. Xen-ARM 하이퍼바이저는 서버 환경에서 주로 사용되는 Xen 가상화 기법을 모바일 구조인 ARM에서 구현한 것으로, 분할 드라이버 모델과 크레딧 스케줄러를 지원한다. 하지만, 이러한 두 가지 특성은 I/O 처리 지연의 주요 원인이 된다. 특히, 장치 드라이버와 사용자 태스크의 실행 중에 하이퍼바이저의 도메인 간 스위칭이 필요하므로, 특정 시간으로 I/O 처리 지연을 제한하기 대단히 어렵다. 본 논문에서는 게스트 운영체제의 수정을 통해 I/O 처리 지연을 제한하는 기법을 제안한다. 게스트 운영체제는 현재 실행되는 태스크의 특성을 Xen-ARM 하이퍼바이저에게 간접적으로 전달하여, 전체 시스템의 모든 태스크에 대하여 우선순위를 부여하며, 하이퍼바이저의 스케줄러에서 인터럽트 처리를 위해 가장 응급한 태스크 실행을 스케줄링 할 수 있도록 한다. 제안하는 기법은 실험을 통해, I/O를 처리하는 도메인의 1ms 이상의 처리시간이 84%에서 99%까지 줄어들 수 있음을 보인다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06a
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• pp.285-286
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• 2010

• Journal of KIISE
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• v.42 no.11
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• pp.1322-1331
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• 2015

According to the hypervisor scheduler, the vCPU (virtual CPU) operates under two states: the running state and the stop state. When the vCPU is in the stop state, incoming events are delayed until that vCPU's state changes to the running state. The latency in handling such events that are sent to the vCPU is regarded as the I/O latency. Since a SMP (symmetric multiprocessing) VM (virtual machine) incorporates multiple vCPUs, the event latency on a SMP VM can vary according to specific vCPU that receives the event. In this paper, we propose a new scheme named event routing that sends events according to the operation state of each vCPU to reduce the event latency on an SMP VM. We implemented the proposed event routing scheme in Xen ARM hypervisor and confirmed the reduction of I/O latency from measuring the network RTT (round trip time) and the TCP bandwidth under a variety of testing conditions. The network RTT decreases by up to 94% and the TCP bandwidth increases up to 35% when compare to native Xen ARM.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06a
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• pp.531-534
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• 2011

최근에는 가상화 기술이 임베디드 시스템 분야에도 적용 되면서, 다양한 종류의 임베디드 시스템이 하나의 물리 머신에서 동시에 실행되어야 하는 경우가 늘어나고 있다. 임베디드 시스템은 다양한 특성을 가지는데 그 중 하나가 바로 I/O 처리에 되한 지연시간의 보장이다. 본 논문에서는 임베디드 가상화 환경에서 I/O 지연 시간이 발생하는 원인을 분석하고 이를 해결 하기 위한 방법을 제안한다. 그리고 실험을 통해서 I/O 지연시간이 개선 될 수 있음을 보인다.

• IEMEK Journal of Embedded Systems and Applications
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• v.8 no.3
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• pp.145-153
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• 2013

Virtualization technology has been applied in IA-32 based server or desktop systems. Recently it has been applied in ARM based mobile systems. Virtualization technology provides many useful features that are not possible in operating system level such as isolation, interposition, encapsulation and portability. In this research, we implement an ARM based VMM(Virtual Machine Monitor) by using the following techniques. First, we use "emulation" to virtualize the processor. Second, we use "shadow page tables" to virtualize the memory. Finally, we use a simple "pass-through I/O" to virtualize the device. Currently the VMM runs ARM Linux kernel 3.4.4 on a BeagleBoard-xM, and we evaluated the performance of the VMM using lmbench and dhrystone. The result of the evaluation shows that our VMM is slower than Xen on ARM that is implemented using paravirtualization but has good performance among the VMMs using full-virtualization.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.37 no.1
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• pp.35-42
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• 2010

Guest operating systems running over the virtual machines share a variety of resources. Since CPU is allocated in a time division manner it consequently leads them to having the unknown physical time. It is not regarded as a serious problem in the server virtualization fields. However, it becomes critical in embedded systems because it prevents guest OS from executing real time tasks when it does not occupy CPU. In this paper we propose a hypercall to register a timer service to notify the timer request related real time. It enables hypervisor to schedule a virtual machine which has real time tasks to execute, and allows guest OS to take CPU on time to support real time. The following experiment shows its implementation on Xen-Arm and para-virtualized Linux. We also analyze the real time performance with response time of test application and frames per second of Mplayer.