Gunes, Volkan;Peter, Steffen;Givargis, Tony;Vahid, Frank
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권12호
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pp.4242-4268
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2014
The Cyber-Physical System (CPS) is a term describing a broad range of complex, multi-disciplinary, physically-aware next generation engineered system that integrates embedded computing technologies (cyber part) into the physical world. In order to define and understand CPS more precisely, this article presents a detailed survey of the related work, discussing the origin of CPS, the relations to other research fields, prevalent concepts, and practical applications. Further, this article enumerates an extensive set of technical challenges and uses specific applications to elaborate and provide insight into each specific concept. CPS is a very broad research area and therefore has diverse applications spanning different scales. Additionally, the next generation technologies are expected to play an important role on CPS research. All of CPS applications need to be designed considering the cutting-edge technologies, necessary system-level requirements, and overall impact on the real world.
Mobile computing devices such as smartphones, tablet computers have become the dominant personal computing platforms. Energy efficiency is a prime design requirement for smart devices. In order to reduce the energy consumption of the smart devices, analysis of performance and energy consumption has become important. However, so far, there is no framework for the analysis and systematic approach to improve the power consumption of the heterogeneous multi-core system. In this paper, we describe a new framework for the analysis of heterogeneous multi-core systems. Also, by use of an analysis tool, can be provide reliability and productivity of development results.
본 논문에서는 임베디드 시스템에서의 양자화 기계학습을 수행할 경우 발생하는 양자화 오차를 효과적으로 보상하기 위한 방법론을 제안한다. 경사 도함수(Gradient)를 사용하는 기계학습이나 비선형 신호처리 알고리즘에서 양자화 오차는 경사 도함수의 조기 소산(Early Vanishing Gradient)을 야기하여 전체적인 알고리즘의 성능 하락을 가져온다. 이를 보상하기 위하여 경사 도함수의 최대 성분에 대하여 직교하는 방향의 보상 탐색 벡터를 유도하여 양자화 오차로 인한 성능 하락을 보상하도록 한다. 또한, 기존의 고정 학습률 대신, 내부 순환(Inner Loop) 없는 비선형 최적화 알고리즘에 기반한 적응형 학습률 결정 알고리즘을 제안한다. 실험결과 제안한 방식의 알고리즘을 비선형 최적화 문제에 적용할 시 양자화 오차로 인한 성능 하락을 최소화시킬 수 있음을 확인하였다.
As the convergence between the conventional physical systems and IT computing resource is increased, the new paradigm of embedded system called Cyber Physical System (CPS) emerged. CPSs have many sensors, actuators and computing devices to understand and to control the physical system. As these all components are tightly coupled each other, standardized middleware such as Data Distribution Service (DDS) is considered to be deployed. But DDS takes too long time to discover each other in the large-scal CPS environment and has not precise specification of its execution architecture to provide efficient data exchange. In this paper, we design the efficient DDS architecture for development with interoperability to provide the high reliable data distribution. in real-time and propose the communication entity discovery procedure.
In this paper, we have designed a Fingerprint Recognition System based on the Embedded LINUX. The fingerprint is captured using the AS-S2 semiconductor sensor. To extract a feature vector we transform the image of t10he fingerprint into a column vector. The image is row-wise filtered with the low-pass filter of the Haar wavelet. The feature vectors of the different fingerprints are compared by computing with the probabilistic neural network the distance between the target feature vector and the stored feature vectors in advance. The system implemented consists of a server PC based on the LINUX and a client based on the Embedded LINUX. The client is a Tynux box-x board using a PXA-255 CPU. The algorithm is simple and fast in computing and comparing the fingerprints.
최근 VLSI 회로 직접도가 급속도로 증가함에 따라 하나의 시스템 칩에 고밀도와 고용량의 내장 메모리가 구현되고 있다. 고장난 메모리를 여분의 메모리로 재배치함으로써 메모리 수율 향상과 사용자에게 메모리를 투명하게 사용할 수 있도록 제공 할 수 있다. 본 논문에서는 고장난 메모리 부분을 여분의 행과 열 메모리 사용으로 고장난 메모리를 고장이 없는 메모리처럼 사용할 수 있도록 여분의 메모리 재배치 알고리즘을 제안하고자 한다.
최근 휴대용 정보기기 사용이 보편화되어지고, 정보의 디지털화로 인해 휴대용 정보기기에서 처리되어야 하는 정보가 무수히 많아지고 있다. 이로 인해 휴대용 정보기기에서는 정보들을 효과적으로 관리하기 위해 모바일 DBMS의 사용이 요구되고 있다. 또한 휴대용 정보기기에서 보편적으로 사용되는 저장장치는 NAND형 플래시 메모리로 단위 공간당 비용이 기존의 하드디스크에 비해 수십 배 가량 높아 저장 공간의 효율적인 관리가 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 플래시메모리를 저장매체로 사용하는 모바일 DBMS에서 압축 기법을 사용한 효율적인 데이터 관리 시스템을 제안한다. 제안되는 압축 기반 시스템은 저장 공간의 절약을 가져오고, 데이터 입출력을 줄인다. 이러한 이점은 플래시 메모리의 수명을 연장시키는 효과 또한 기대할 수 있다.
Edge Computing enables image-based inference in close proximity to end users and real-world objects. However, since edge servers have limited computational and accelerator resources, efficient resource management is essential. In this paper, we present HeteroAccel system that performs optimal scheduling in Kubernetes platform based on available node and accelerator information for various inference requests. Our experiments showed 25.3% improvement in overall inference performance over the default scheduling scheme in edge computing environment in which four types of inference services are requested.
Recently ARM processor's processing power has been increasing rapidly as it has been applied to consumer electronics products. Because of its computing power and low power consumption, it is used to various embedded systems.( including vision processing systems.) Embedded linux that provides well-made platform and GUI is also a powerful tool for ARM based embedded systems. So short period to develop is one of major advantages to the ARM based embedded system. However, for real-time date processing applications such as an image processing system, ARM needs additional equipments such as FPGA that is suitable to parallel processing applications. In this paper, we developed an embedded system using ARM processor and FPGA. FPGA takes time consuming image preprocessing and numerical algorithms needs floating point arithmetic and user interface are implemented using the ARM processor. Overall processing speed of the system is 60 frames/sec of VGA images.
An embedded system is a computer system designed to perform one or a few dedicated functions often with real-time computing constraints. A traditional design process of embedded systems is the development of document-centric approach, and it is difficult to develop an embedded system efficiently because communication between teams or steps is not smooth. So the Model Based Design Process are applied to the development of embedded systems. This paper will compare the Model Based Design Process and the traditional design process, and introduce example of development of vehicle device applied the Model Based Design Process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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