• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권11호
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• pp.381-394
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• 2022

최근 인터넷 기반 서비스는 데이터의 개인화 및 맞춤화로 인해 사용자의 상황이나 요구사항에 따라 즉시 처리해야 하는 실시간 AI 추론 및 데이터 분석과 같은 실시간 처리에 대한 요구사항이 증가하고 있다. 실시간 작업은 각 작업이 시작되고 결과를 반환하기까지의 데드라인이 정해져 있으며, 데드라인의 보장은 서비스의 품질과 직접적으로 연결된다. 하지만, 기존 컨테이너 시스템에서는 컨테이너에서 실행되는 작업의 데드라인을 할당하고 관리하기 위한 기능이 제공되지 않기 때문에 실시간 작업을 운용하는데 제한적이다. 또한, AI 추론 및 데이터 분석과 같은 작업은 GPU(Graphic Processing Unit)를 기본적으로 사용하는데, 일반적으로 GPU 자원은 컨테이너 사이에 성능 격리가 제공되지 않기 때문에 서로 성능 영향을 미치며, 노드의 자원 사용량만으로는 각 컨테이너의 데드라인 보장률이나 새로운 실시간 컨테이너의 배치 여부를 결정할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 컨테이너에서 실행되는 GPU 작업의 실시간 처리를 지원하기 위해 컨테이너의 데드라인 및 실시간 GPU 작업의 실행 상태를 추적하고 관리하기 위한 모니터링 기법과 클러스터 환경에서 실시간 GPU 작업을 실행하는 컨테이너가 데드라인을 보장할 수 있도록 적절한 노드에 배치하기 위한 노드 리스트 관리기법을 제안한다. 또한, 실험을 통해 제안하는 기법이 시스템에 매우 작은 영향을 미친다는 것을 증명한다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.55-61
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• 2011

We propose power-saving real-time scheduling method for mixed task sets which consist of both time-based periodic and event-based aperiodic tasks in the automotive operating system. In this system, we have to pursue maximization of power-saving using the slack time estimation and minimization of response time of aperiodic tasks simultaneously. However, since these two goals conflict each other, one has to make a compromise between them according to the given application domain. In this paper, we find the adjustment factor which gives better response time of aperiodic tasks with slight power consumption increase. The adjustment factor denotes the gravity of response time for aperiodic tasks. We apply the ccEDF scheduling for time-based periodic tasks and then calculate new utilization to be applied to the adjustment factor. In this paper, we suggest the lccEDF algorithm to make a tradeoff between the two goals by systematically adjusting the factor. Simulation results show that our approach is excellent for variety of task sets.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.641-644
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• 2003

본 논문은 RTOS(Real-Time Operation System, 리턴어드레스를 위한 유저스택사용 RTOS가 탑재된 CE(Consumer Electronic)제품상에서 리턴어드레스가 유저스택으로 저장하는 것을 지원하지 않는 컴파일러를 위한 알고리즘이며 실험을 위하여 제안된 알고리즘을 상용 컴파일러에 적용하여 비교해보도록 하겠다. 우선 기존 컴파일러 알고리즘으로는 Task마다 할당된 유저스택영역이 존재하며 Task가 수행중 발생된 리턴어드레스는 즉시 할당된 유저스택으로 저장하는 알고리즘을 갖고있다. 이런 알고리즘으로 인하여 인스트럭션이 수행중 빈번한 메모리 접근(external memory)가 발생한다. 그러나 제안된 알고리즘은 Task 수행중에는 리턴어드레스를 시스템스택(internal memory)에 저장한 후 Task 전환이 발생할 경우 일시에 시스템 스택에 저장된 리턴어드레스를 유저스택으로 이동하게 되므로 Task 수행중에는 시스템 스택만을 접근하므로 task의 수행시간을 단축할 수가 있다. 그리고 실험을 위하여 상용 컴파일러들에 본 알고리즘을 적용하였다. 상용 컴파일러로는 매번 리턴어드레스를 자동으로 Task별 할당된 유저스택에 저장할 수 있도록 지원해주는 TASKING 컴파일러(Altium 사)와 그렇지 않은 KEIL컴파일러(KEIL사)가 있으며 본 알고리즘을 KEIL 컴파일러에 적용하여 실험을 하여 TASKING 컴파일러와 비교한 결과 유저스택을 지원하는 TASKING(Altium사) 컴파일러에서 구현한 CE제품의 Response time이 KEIL 컴파일러에서 구현한 CE제품의 Response time 값이 같게 나왔다. 그러므로 KEIL 컴파일러상에 본 알고리즘을 적용시킬 경우 RTOS가 탑재된 CE제품을 보다 용이하게 구현할 수가 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권2호
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• pp.174-182
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• 2002

실시간 시스템이 복잡해짐에 따라 이를 개발하는 과정에서 객체 지향 설계 방법론과 이를 지원하는 CASE 도구들이 널리 사용되고 있다. 그러나 이런 객체 지향 CASE 도구를 사용할 경우, 설계자들은 별도의 과정으로 객체 중심으로 설계된 모델을 실제 수행되는 주체인 태스크로 변환시켜야 한다. 불행하게도 객체 모델과 태스크는 특성이 근본적으로 다르고, 스케줄 가능성을 분석하기가 어렵기 때문에 이러한 과정을 자동화하기는 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 많은 CASE 도구에서는 개발자가 직접 수동으로 객체를 태스크로 변환시키도록 요구하고 있다. 결과적으로 개발자들은 자신의 경험을 바탕으로 하여 임시 변통적인 방법에 의존하여 태스크를 유도하고 있다. 유도된 태스크 집합은 결과 시스템의 스케줄 가능성에 직접적으로 중요한 영향을 미친다. 본 논문에서는 실시간 객체 지향 설계 모델을 스케줄 가능성을 고려해 다중 스레드 구현으로 자동적으로 변환하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 태스크는 다른 주기와 종료시한을 갖는 상호 배타적인 트랜잭션들로 이루어진다. 이러한 새로운 태스크 모델에 대하여 스케줄 가능성 분석 알고리즘을 제시한다. 또한 제안된 방법을 지원하기 위하여 런 타임 시스템과 코드 생성이 어떻게 지원되어야 하는지에 대하여 설명한다. 사례 연구는 단일 태스크 매핑의 부적절성을 보여줌과 함께, 다중 태스크를 수동으로 유도하는 것이 매우 어렵고, 제안된 방법이 실질적으로 유용하다는 것을 명백하게 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권11호
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• pp.1333-1343
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• 1999

경성 실시간 시스템의 태스크들은 논리적으로 올바른 결과를 산출해야 하지만 또한 각자의 시간 제한 조건을 만족하여야 한다. 간격제한 스케줄링은 시간 제한 조건이 시간 간격 제한으로 주어지는 실시간 태스크들을 스케줄하기 위하여 도입되었다. 간격제한 스케줄링에서의 각 태스크들은 시간 간격 제한 조건을 갖는데, 이것은 태스크의 두 연속적인 수행의 종료시간에 대해 제한을 가한다. 다시 말해, 간격제한 스케줄링에서의 각 태스크 수행은 그 태스크의 직전 수행 완료 시간으로부터 발생하는 데드라인을 갖는다. 간격제한 태스크 스케줄링에 관한 많은 연구는 단순화 방법에 기초하고 있다. 그러나, 우리는 이 논문에서 단순화 방법을 사용하지 않고, 정적 우선순위 및 정적 분리 제한 정책을 채용한 새로운 간격제한 태스크 스케줄링 방법을 제안한다. 제안된 정적 할당 방법은 스케줄링 분석 및 구현을 매우 간단히 할 수 있으며, 또한 스케줄러의 실행시간 오버헤드를 줄일 수 있다.Abstract Tasks in hard real-time systems must not only be logically correct but also meet their timing constraints. The distance-constrained scheduling has been introduced to schedule real-time tasks whose timing constraints are characterized by temporal distance constraints. Each task in the distance-constrained scheduling has a temporal distance constraint which imposes restriction on the finishing times of two consecutive executions of the task. Thus, each execution of a task in the distance-constrained scheduling has a deadline relative to the finishing time of the previous execution of the task.Much work on the distance-constrained task scheduling has been based on the reduction technique. In this paper, we propose a new scheme for the distance-constrained task scheduling which does not use the reduction technique but adopts static priority and static separation constraint assignment policy. We show that our static assignment approach can simplify the scheduling analysis and its implementation, and can also reduce the run-time overhead of the scheduler.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제4권3호
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• pp.189-206
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• 2010

It is generally accepted that dynamic voltage scaling (DVS) is one of the most effective techniques of energy minimization for real-time applications in embedded system design. The effectiveness comes from the fact that the amount of energy consumption is quadractically proportional to the voltage applied to the processor. The penalty is the execution delay, which is linearly and inversely proportional to the voltage. According to the granularity of tasks to which voltage scaling is applied, the DVS problem is divided into two subproblems: inter-task DVS problem, in which the determination of the voltage is carried out on a task-by-task basis and the voltage assigned to the task is unchanged during the whole execution of the task, and intra-task DVS problem, in which the operating voltage of a task is dynamically adjusted according to the execution behavior to reflect the changes of the required number of cycles to finish the task before the deadline. Frequent voltage transitions may cause an adverse effect on energy minimization due to the increase of the overhead of transition time and energy. In addition, DVS needs to be carefully applied so that the dynamically varying chip temperature should not exceed a certain threshold because a drastic increase of chip temperature is highly likely to cause system function failure. This paper reviews representative works on the theoretical solutions to DVS problems regarding inter-task DVS, intra-task DVS, voltage transition, and thermal-aware DVS.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.373-380
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• 1997

In order to implement the real-time operating systems for robot controller, this paper proposes a systematic method for implementing the real-time kernel under the DOS environment. So far, we designed the robot control software and its own operating system simultaneously. Though robot operating systems have simple structure, it allows the developer to have a surplus time and effort to implement complete robot systems. In addition to this, in most cases of this type, operating systems does not support multitasking function, thus, low level hardware interrupts are used for real-time execution. Subsequently, some kinds of real-time tasks are hard to implement under this environment. Nowadays, the operating systems for robot controller requires multitasking functions, intertask communication and task synchronization mechanism, and rigorous real-time responsiveness. Thus, we propose an effective and low costs real-time systems for robot controller satisfying the various real-time characteristics. The proposed real-time systems are verified through real implementation.

• 방송공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.53-60
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• 2007

Digital Broadcasting Satellite (DBS) 수신기는 실시간으로 위성으로부터 수신되는 방송신호를 실시간으로 NTSC A/W 스트림으로 변환하는 기능을 수행한다. 따라서 Multi-tasking 방식은 실시간 응용시스템에서 프로세서의 효율적인 사용에 매우 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 H/W, S/W micro kernel을 이용한 hybrid approach를 통하여 H/W micro kernel과 multi-tasking programming과의 관계를 적절히 조절하여 시스템의 처리속도를 증가시켰다. 또한 DBS수신기에서의 실시간 처리를 위해 각각의 프로세스들간의 스케줄 적정성을 확보하기 위해 시스템의 요구사항이 만족되도록 개발된 critical hard real-time task들에 대한 스케줄 적정성을 먼저 평가하고, 그 밖의 soft real-time task 들에 대한 스케줄링 가능성에 대한 평가를 진행하여 전체적으로 실시간 처리에 문제가 발생하지 않도록 embedded 소프트웨어를 개발하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.43-48
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• 2022

최근 스마트폰의 성능이 급격히 향상되고 모바일 플랫폼에서 백그라운드 앱의 실행이 늘면서 모바일 환경의 멀티태스킹이 활성화되고 있다. 모바일 환경에서는 종래의 데스크탑 및 서버 응용들과 달리 응답시간이 중요한 대화형 작업들이 대부분을 차지하고 있으며, 일부 응용은 데드라인이 존재하는 실시간 작업에 해당된다. 본 논문에서는 스마트폰에서 실시간 작업과 대화형 작업이 동시에 실행될 때 메모리 관리를 어떻게 함으로써 이질적인 멀티태스킹 환경의 요구사항을 충족할 수 있는지에 대해 연구한다. 본 논문에서는 실시간 작업의 요구 조건 만족을 위해 필요한 메모리 크기를 분석 및 모델링하고 이에 기반해서 멀티태스킹 작업 간의 메모리를 할당하는 방안을 제안한다. 이종 앱의 스토리지 접근 트레이스를 추출하고 이에 기반한 시뮬레이션을 통해 제안한 기법이 실시간 작업의 요구를 일정 수준으로 보장하면서 대화형 작업에 합리적인 성능을 제공함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권6호
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• pp.177-184
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• 2015

본 논문에서는 DVFS 기반의 멀티코어 프로세서상에서 실시간 병렬 작업들의 마감시한을 만족하면서 전력 소모량을 최소화시키는 스케줄링 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 먼저 모든 프로세싱 코어들의 계산부하가 동일해지도록 각 작업에게 할당될 프로세싱 코어들의 실수 개수를 찾는다. 그리고 프로세싱 코어들의 계산부하가 동일하도록 유지하면서 찾은 실수 개수의 프로세싱 코어들을 자연수 개수의 프로세싱 코어들로 변환시켜 각 작업들의 실행에 할당한다. 제안된 방법은 단일 시점에 동일한 속도로 동작하는 주파수 공유형 멀티코어 프로세서의 전력 소모량을 최소화하도록 설계되었다. 성능 평가 실험에서 제안된 기법이 기존 방법의 전력 소모량을 최대 38%까지 감소시킴을 확인하였다.