최근 무선 센서 네트워크가 대규모의 네트워크 시스템을 대상으로 진행됨에 따라 네트워크 관리 및 유지 기술이 발전하고 있지만, MMU가 없는 센서 노드 디바이스에서의 응용 에러 발생에 대한 대처 방안이 존재하지 않는다. 센서 응용 구현에서 멀티스레딩은 자동적인 프로그램 흐름 제어와 스택 관리와 같은 편의를 제공하나, 이벤트 모델에 비해 많은 데이터 메모리 요구량과 ...
최근 무선 센서 네트워크가 대규모의 네트워크 시스템을 대상으로 진행됨에 따라 네트워크 관리 및 유지 기술이 발전하고 있지만, MMU가 없는 센서 노드 디바이스에서의 응용 에러 발생에 대한 대처 방안이 존재하지 않는다. 센서 응용 구현에서 멀티스레딩은 자동적인 프로그램 흐름 제어와 스택 관리와 같은 편의를 제공하나, 이벤트 모델에 비해 많은 데이터 메모리 요구량과 에너지 소비량을 가지는 것으로 여겨졌다. 기존의 센서 운영체제들이 이를 해결할 수 없음에 따라 본 논문에서는 신뢰성을 제공하는 멀티스레드 기반 센서 네트워크 운영체제 기법을 제시한다. 제안하는 기법은 신뢰성 제공 기법과 멀티스레드 최적화 기법으로 구성된다. 신뢰성 제공 기법은 듀얼모드 운영과 정적/동적 코드 검사를 통해 구현된다. 듀얼 모드 운영은 커널과 응용의 수행 영역을 분리하고 응용 코드의 정적/동적 검사는 응용에 할당된 영역 외부로의 접근을 제한한다. 멀티스레드 최적화 기법은 센서 노드에서 스레드 구현의 문제점을 메모리 자원, 에너지 소비, 스케줄링 정책으로 분류하고 이를 해결하였다. 단일 커널 스택과 스레드 스택 검사 기법은 스레드 모델의 메모리 요구량을 감소시키며, Variable Timer는 에너지 소모량을 감소시킨다. Event-boosting 스레드 스케줄링 센서 응용의 특성을 반영하여 스레드의 반응성을 향상시킨다. 제시하는 기법은 RETOS 운영체제를 실제 구현되었으며, 실험을 통해 응용의 에러로부터 시스템을 보호할 수 있으며 자원 효율적인 멀티스레딩 시스템 구축이 가능함을 보인다.
최근 무선 센서 네트워크가 대규모의 네트워크 시스템을 대상으로 진행됨에 따라 네트워크 관리 및 유지 기술이 발전하고 있지만, MMU가 없는 센서 노드 디바이스에서의 응용 에러 발생에 대한 대처 방안이 존재하지 않는다. 센서 응용 구현에서 멀티스레딩은 자동적인 프로그램 흐름 제어와 스택 관리와 같은 편의를 제공하나, 이벤트 모델에 비해 많은 데이터 메모리 요구량과 에너지 소비량을 가지는 것으로 여겨졌다. 기존의 센서 운영체제들이 이를 해결할 수 없음에 따라 본 논문에서는 신뢰성을 제공하는 멀티스레드 기반 센서 네트워크 운영체제 기법을 제시한다. 제안하는 기법은 신뢰성 제공 기법과 멀티스레드 최적화 기법으로 구성된다. 신뢰성 제공 기법은 듀얼모드 운영과 정적/동적 코드 검사를 통해 구현된다. 듀얼 모드 운영은 커널과 응용의 수행 영역을 분리하고 응용 코드의 정적/동적 검사는 응용에 할당된 영역 외부로의 접근을 제한한다. 멀티스레드 최적화 기법은 센서 노드에서 스레드 구현의 문제점을 메모리 자원, 에너지 소비, 스케줄링 정책으로 분류하고 이를 해결하였다. 단일 커널 스택과 스레드 스택 검사 기법은 스레드 모델의 메모리 요구량을 감소시키며, Variable Timer는 에너지 소모량을 감소시킨다. Event-boosting 스레드 스케줄링 센서 응용의 특성을 반영하여 스레드의 반응성을 향상시킨다. 제시하는 기법은 RETOS 운영체제를 실제 구현되었으며, 실험을 통해 응용의 에러로부터 시스템을 보호할 수 있으며 자원 효율적인 멀티스레딩 시스템 구축이 가능함을 보인다.
Active research has recently been conducted on large scale wireless sensor networks, especially network management and maintenance, but the technique for managing application errors on MMU-less sensor node devices has not been seriously considered. While a multithreading approach provides a convenie...
Active research has recently been conducted on large scale wireless sensor networks, especially network management and maintenance, but the technique for managing application errors on MMU-less sensor node devices has not been seriously considered. While a multithreading approach provides a convenient sensor application developing environment with automatic control flow and stack managment, it is considered to have a larger data memory requirement and energy consumption than an event-driven model. Current threaded sensor operating systems unfortunately do not provide appropriate solutions. This paper presents a resilient operating system mechanism and multithreading optimization techniques for wireless sensor networks. The proposed safety mechanism separates the kernel from the user execution area via dual mode operation, and the access violation of applications is controlled by static/dynamic code checking. Our multithreading optimization focuses on the three major problems of implementing threads on resource-constraint sensor nodes—memory resources, energy consumption, and scheduling policy. Single kernel stack and the thread stack-size analysis techniques reduce the RAM requirement of thread model. The variable timer saves energy consumption and the event-boosting thread scheduling reflects the characteristics of sensor applications and provides fast response time to threads. The experimental results on a common sensor node show that the safe multithreaded system could be effectively implemented with reasonable overhead.
Active research has recently been conducted on large scale wireless sensor networks, especially network management and maintenance, but the technique for managing application errors on MMU-less sensor node devices has not been seriously considered. While a multithreading approach provides a convenient sensor application developing environment with automatic control flow and stack managment, it is considered to have a larger data memory requirement and energy consumption than an event-driven model. Current threaded sensor operating systems unfortunately do not provide appropriate solutions. This paper presents a resilient operating system mechanism and multithreading optimization techniques for wireless sensor networks. The proposed safety mechanism separates the kernel from the user execution area via dual mode operation, and the access violation of applications is controlled by static/dynamic code checking. Our multithreading optimization focuses on the three major problems of implementing threads on resource-constraint sensor nodes—memory resources, energy consumption, and scheduling policy. Single kernel stack and the thread stack-size analysis techniques reduce the RAM requirement of thread model. The variable timer saves energy consumption and the event-boosting thread scheduling reflects the characteristics of sensor applications and provides fast response time to threads. The experimental results on a common sensor node show that the safe multithreaded system could be effectively implemented with reasonable overhead.
주제어
#센서네트워크 운영체제 안전성 보장 기법 멀티스레딩 최적화 기법 sensor network operating system resilient operating system mechanism multithreading optimization technique
학위논문 정보
저자
김효승
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
컴퓨터과학과
지도교수
차호정
발행연도
2007
총페이지
5, 38장
키워드
센서네트워크 운영체제 안전성 보장 기법 멀티스레딩 최적화 기법 sensor network operating system resilient operating system mechanism multithreading optimization technique
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