• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권2호
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• pp.132-137
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• 2015

실시간 시스템은 시스템의 행동이 입력 값 뿐만이 아니라 입력 값의 시간에도 의존적인 시스템이고, 타임드 오토마타는 실시간 시스템 모델링 및 분석에 대표적으로 쓰이는 모델이다. 모델 기반 테스팅은 소프트웨어의 요구사항을 표현한 모델로부터 생성된 테스트 케이스를 테스트 대상 프로그램에 수행함으로써 테스트 대상 프로그램이 모델에 명세된 대로 작동하는지 여부를 확인하는 기법이다. 본 연구에서는 타임드 오토마타 모델 기반 테스팅 도구인 UPPAAL-TRON, UPPAAL-COVER, SYMBOLRT를 동일한 시스템에 적용하는 사례 연구를 수행하고, 이를 기반으로 테스팅 기법 및 도구를 비교 분석한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권12호
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• pp.1307-1312
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• 2017

ICT 기술과의 융합으로 인해 산업 자동화 시스템은 복잡도와 신뢰성 요구 수준이 급격히 증가하고 있다. 최근에는 이러한 요구에 대응하기 위해 응용 개발 초기 과정에서부터 정형 기법을 활용하는 연구들이 주목받고 있다. 본 논문에서는 산업 자동화 응용을 위한 타임드 오토마타 모델 기반 네이티브 코드 자동 생성 프레임워크를 제안한다. 사례 연구로 산업용 네트워크를 사용하는 신호등 제어 시스템을 모델링하고, 탑재되는 응용의 타이밍 속성을 검증하였다. 제안하는 프레임워크의 유효성을 검증하기 위해 자동 변환된 네이티브 코드를 사용하여 EtherCAT 네트워크 기반 테스트베드의 동작을 확인한 결과, 모델 명세와 동일하게 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.77-90
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• 2000

실시간 검증은 명세와 요구사항과의 논리적 정확성 뿐만 아니라 시간적 정확성을 확인하는 일련의 과정이다. 하지만 시간의 무한성에 의해 시스템 상태가 무한히 증가할 수 있는 상태 폭발 문제가 검증과정에서 중요한 문제점이 되고 있다. 본 논문에서는 형식 검증에 기반을 두며, 시스템의 행위 측면을 시간 오토마타로 기술한 시스템 모델이 Timed mu-calculus로 표현된 시스템의 특성에 만족하는지의 여부를 통해 명세의 완전성을 확인하는 실시간 검증 비법을 기술한다. 이를 위해 초기상태의 논리값에 초점을 두어 검증과정에서 필요로 하는 노드로만 Product Graph를 구성하여 노드 값을 결정해나가는 지역모형검사 기법에 대해 제안한다. 이 방법은 모델의 모든 상태를 조사하지 않으므로 상태 폭발 문제를 최소화 시킬 수 있어 실시간 시스템 검증에 효과적으로 적용이 가능하다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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• pp.385-387
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• 2000

실시간 시스템은 그 특성상 시스템 내에서의 오류가 매우 위험하고 때론 치명적일 수 있다. 따라서, 시스템의 정확성과 안전성을 보장하는 것은 매우 중요한 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 정형기법을 사용한 명세와 검증을 통해 실시간 시스템의 안전성을 보장하려는 시도들이 많이 이루어져 왔다. 이 논문에서는 월성 원자로 운전 중지 시스템의 기존 명세의 문제점을 보완하여, 실시간 요구사항들을 타임드 오토마타(timed automata)로 기술할 것을 제안한다. 또한 명세를 실시간 모델 체커 UPPAAL의 입력으로 넣어서, 모델 체킹 기법을 이용해 자동적으로 시간 제약 속성을 검증한다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제9권1호
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• pp.9-19
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• 2015

The most important challenge in the region-based abstraction method as an approach to compute the state space of time Petri Nets (TPNs) for model checking is that the method results in a huge number of regions, causing a state explosion problem. Thus, region-based abstraction methods are not appropriate for use in developing practical tools. To address this limitation, this paper applies a modification to the basic region abstraction method to be used specially for computing the state space of TPN models, so that the number of regions becomes smaller than that of the situations in which the current methods are applied. The proposed approach is based on the special features of TPN that helps us to construct suitable and small region graphs that preserve the time properties of TPN. To achieve this, we use TPN-TCTL as a timed extension of CTL for specifying a subset of properties in TPN models. Then, for model checking TPN-TCTL properties on TPN models, CTL model checking is used on TPN models by translating TPN-TCTL to the equivalent CTL. Finally, we compare our proposed method with the current region-based abstraction methods proposed for TPN models in terms of the size of the resulting region graph.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제27권4호
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• pp.482-488
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• 2000

프로토콜 검증에 있어서 reachability analysis를 사용하는 방법은 널리 알려지고 많이 사용되는 방법이다. Reachability analysis를 통한 검증 방법에 있어서는 프로토콜의 동작을 나타내는 reachability graph의 생성이 중요하다. 그러나 시간이 관련되는 경우 발생하는 상태 수 폭증또는 시간의 실수적 성질의 문제가 있어서 reachability graph의 생성에 큰 장애가 되어왔다. 실시간 시스템이나 프로토콜에 있어서 타이머는 대기 시간의 한계를 지정하거나 일정한 시간간격을 시스템에 알릴 수 있도록 하는 등 시간의 상대적 기준점으로 사용되며 이외에도 여러 가지 용도로 타이머를 사용하게 되어 프로토콜을 모델링하는데 있어서 타이머는 불가결하다. 본 논문에서는 타이머를 모델링하지 못하며 통신 프로토콜과 그 환경을 모델링하는데 적절치 못하던 기존의 방법과 달리 타이머를 포함하며 통신 프로토콜과 그환경을 적절히 표현할 수 있도록 시스템을 기술하는 방법과 함께 상대적 시간 개념으로 천이와 타이머를 다루는 방법을 통해서 시간개념과 타이머가 들어있는 프로토콜의 reachability graph를 유도하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 통해서 기존방법으로는 찾아낼수 없었던 시스템의 오류를 찾아낼 수 있었다. 이를 통해 보다 실제 프로토콜에 가깝에 모델링하고 검증할 수 있는 기반을 마련하고 있다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.104-112
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• 2013

Computer-based modeling and simulation (M&S) techniques have become an essential component in the development of new weapons systems. M&S techniques provide a means to simulate military training, strategies, military doctrines, and weapons acquisition processes. This paper proposes a small scale engagement scenario generation method. This work also includes a process for scenario generation and visualization. The proposed scenario generation methodology employs the Timed-FSA (finite state automata) and DFS (depth first search) algorithms. The proposed scenario generation method is verified using a one-on-one combat engagement scenario between two submarines. In addition, we suggest a scenario generation process including whole scenario generation and scenario visualization.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(B)
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• pp.138-140
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• 2012

타임드 오토마타 모델 기반 개발 방법을 지원하는 TIMES 도구는 실시간 소프트웨어에 대한 타임드 오토마타 모델 명세, 시뮬레이션, 검증, BrickOS 기반 코드 생성을 지원한다. 하지만 BrickOS 기반 코드는 엄격한 실시간 제약성 만족을 지원하지 않아서 실시간 내장형 소프트웨어 개발에 그대로 사용하기가 어렵다. 본 논문에서는 타임드 오토마타 모델로부터 실시간 내장형 소프트웨어 구현에 사용될 수 있는 VxWorks 기반 코드를 체계적으로 생성하기 위한 방법을 제안한다. TIMES 도구를 사용해 자동 생성된 BrickOS 기반 코드에서 플랫폼 독립적인 코드는 활용하고, 플랫폼 의존적인 코드들을 분류해 내어 각각 VxWorks 기반 코드로 변환하는 방법을 제안한다. 내장형 소프트웨어 개발시 타임드 오토마타 모델 기반 개발 방법의 적용 가능성을 확인하기 위해 변환 항목들을 통해 생성된 VxWorks 기반 코드에 대한 테스트를 수행하고 결과를 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권4호
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• pp.385-396
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• 2014

In this paper, we present a formal method for modeling and checking an enhanced version of the carrier sense multiple access with collision avoidance protocol related to the IEEE 802.11 MAC layer, which has been proposed as the standard protocol for wireless local area networks. We deal mainly with the distributed coordination function (DCF) procedure of this protocol throughout a sequence of transformation steps. First, we use the unified modeling language state machines to thoroughly capture the behavior of wireless stations implementing a DCF, and then translate them into the input language of the UPPAAL model checking tool, which is a network of communicating timed automata. Finally, we proceed by checking of some of the safety and liveness properties, such as deadlock-freedom, using this tool.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.511-512
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• 2023

자율주행 소프트웨어의 안전성에 대한 요구가 높아짐에 따라 소프트웨어를 개발 시 정형 검증 기법을 적용하여 안전성을 확보하고자 하는 노력이 증가하고 있다. 본 논문에서는 ROS 기반의 자율주행 소프트웨어의 동작을 Timed Automata를 사용하여 모델링하고 그 정확성(실시간적 특성)을 모델체킹을 통해 정형 검증하는 방법을 제시한다. ROS 기반 응용 프로그램의 동작은 ROS가 제공하는 노드 간의 통신에 영향을 받기 때문에 자율주행 소프트웨어뿐 아니라 그 동작에 영향을 끼치는 ROS의 큐를 통한 통신을 통합한 모델을 제시한다. 또한 통합 모델에서 큐 크기, 타임아웃, 프로세스의 주기를 매개 변수로 주어 다양한 조합에 따른 실시간 요구사항의 만족 여부를 검증함으로써 ROS에서 매개 변수 설정 기준을 제시한다.