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분산 로봇 플랫폼에서 임베디드 소프트웨어의 동적 재구성을 지원하는 통합 미들웨어
RSCA 원문보기

정보통신 : 한국통신학회지 = The journal of the Korean Institute of Communication Sciences, v.21 no.10, 2004년, pp.22 - 35  

홍성수 (서울대학교 전기.컴퓨터공학부)

초록
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정보통신부에서는 기술 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기기 위하여 URC 로봇 프로젝트를 진행하고 있다. 본고에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 개발 중인 RSCA를 소개한다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 구체적으로 RSCA의 운영 환경은 실시간 운영체제, 분산 미들웨어, 배치 미들웨어의 3 계층으로 정의된 구조를 갖는다. 여기서 실시간 운영체제는 다양한 하드웨어 디바이스 위에서 로봇 응용을 신뢰성 있고 안정적으로 처리하는 동시에 탄력적이고 유연성 있게 구동하기 위하여 필요한 기본적인 추상화 계층을 제공한다. 분산 미들웨어는 URC 로봇의 분산 노드들의 다양한 이기종성을 숨기고 분산 응용의 부분들이 유연하게 상호 작용할 수 있도록 분산성을 감추는 추상화 계층을 제공한다. 마지막으로 배치 미들웨어는 로봇 응용의 재구성성을 지원하며 분산 컴포넌트 기반 응용 프로그램의 배치를 지원한다. 이는 응용의 다운로드와 설치 및 제거, 응용의 생성과 소멸, 시작과 정지를 포괄하는 응용 컴포넌트들의 재구성 과정을 지원하는 계층이다. 현재 RSCA 표준과 구조를 만족시키는 프로토타입이 구현되었으며, URC 로봇에 적용 중이다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 따라 세계적으로도 많은 연구가 진행되어 왔으나 아직 국제적 동의를 이루는 소프트웨어 표준이 등장하지 못하고 있는 실정이다. 본고에서는 URC 로봇 연구의 일환으로 개발되고 로봇 소프트웨어 통신구조 (RSCA: robot software communications architecture)0!] 대해서 기술하고, 이 RSCA 가 URC 로봇의 어려운 요구사항들을 어떻게 만족시킬 수 있는지 설명하도록 한다.
  • 대해서 자세히 살펴본다. 그런 다음 URC 로봇의 시스템 소프트웨어가 이런 구조를 잘 지원하기 위해 가져야 할 특징들에 대해서 살펴본다.
  • 따라서 URC 로봇의 경성 실시간 주기와 비주기 태스크의 스케줄링 요구 조건을 모두 만족시키기 위해서는 보다 개선된 스케줄링 기법을 사용해야 한다. 논문 [기의 저자는 기존의 EDF 알고리즘을 발전시켜 주기뿐만 아니라 경성 실시간성 보장을 요구하는 비주기 태스크들을 포함한 통합된 스케줄링 기법을 제안하고 있다.
  • 본 연구진은 본고에서 제시한 RSCA를 실제 로봇에 적용할 수 있도록 그 유용성을 검증하기 위하여 프로토타입을 구현하였다. RTOS 와 RT-CORBAS- 위해서는 공개 소프트웨어인 Linux와 TAO를 각각 사용하였고, RSCA 배치미들웨어는 C++을 이용하여 구현하였다.
  • 본 절에서는 URC 로봇의 시스템 소프트웨어로서 분산 미들웨어의 개념과 역할, 그리고 RSCA에서 지정한 표준안으로서 CORBA에 대해 알아본다.
  • 본 절에서는 URC의 시스템 소프트웨어로서배치 미들웨어인 RSCA 코어 프레임워크의 개념, 역할, 구조 등에 대해서 살펴본다.
  • 지원할 수 있다고 하였다. 본 절에서는 이들이 각각 어떤 식으로 URC 배치 미들웨어에 의해서 지원되는지 살펴보도록 하겠다.
  • 본 절에서는 일반적인 RTOS의 개념과 역할, URC 로봇을 위한 RTOS의 설계, 그리고 RSCA에서지정한 표준안으로써 IEEE POSIX.13[4]에 대해 알아보도록 한다.
  • 본고에서는 U旧C의 분산 로봇 플랫폼에서 임베디드 소프트웨어의 동적 재구성을 지원하는 통합 미들웨어로서 RSCA(Robot Software Communications Architecture)의 구조에 대해서 설명하였다. 구체적으로 明C의 하드웨어와 응용소프트웨어 구조를 소개하고, RSCA의 표준 운영 환경의 필요성과 역할에 대해서 살펴보았다.
  • URC란 ubiquitous robotics companion의 약자로서 “언제 어디서나 우리 주변에서 친구처럼 서비스를 지원하는 로봇”을 의미한다. 이 URC 로봇의 목표는 로봇 기술의 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기는 것이다. 이를 위해 로봇의 기능을 지능화시키면서도 개인이 소유할 수 있을 정도로 가격을 낮추어야 한다.
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참고문헌 (9)

  1. Object Management Group. 'Real-Time CORBA Specification Revision 1.1.' OMG document formal/02-08-02 (August 2002) 

  2. Erann Gat. On Three-Layer Architectures. Artificial Intelligence and Mobile Robots, 1997. MIT/AAAI press 

  3. R. Alami, R. Chatila, S. Fleury, M. Ghallab, and F. Ingrand. 'An Architecture for Autonomy,' the International Journal of Robotics Research Special Issue on' Integrated Architectures for Robot Control and Programming (1998) 

  4. ISO/IEC ISP 15287-2, IEEE Std 1003.13, Information Technology-Standardized Application Environment Profile-POSIX Realtime Application Support (AEP), February 2000 

  5. J. Lehoczky, I. Sha, and Y. Ding, 'The Rate Monotonic Scheduling Algorithm: Exact Characterization and Average Case Behavior,' In Proceedings of IEEE Real-ime Systems Symposium, pp. 166-171, Dec. 1989 

  6. C. Liu and J. Layland, 'Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard Real-Time Environment,' J. ACM, vol. 20, no. 1, pp. 46-61, Jan. 1973 

    상세보기 crossref

  7. J. Park, M. Ryu, and S. Hong, 'Deterministic and Statistcal Admission Control for QoS-Aware Embedded Systems,' Journal of Embedded Computing. 2004 

  8. L. Sha, R. Rajkumar, and J. Lehoczky, 'Priority Inheritance Protocols: An Approach to Real-Time Synchronization,' IEEE Transactions on Computers, 39(3), pp. 1175-1185, Sep. 1990 

  9. Object Management Group. 'The Common Object Request Broker Architecture: Core Specification Revision 3.0,' December 2002 

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