본 논문은 무선의 임베디드 시스템 환경에서, VoIP 시스템을 구성하는 프로토콜 요소 중의 하나인 SIP를 이용한 User Agent의 구현에 관한 연구이다. User Agent는 설정 블록과, 주변 장치를 제어하기 위한 디바이스 쓰래드 블록, SIP 메시지를 처리하기 위한 SIP 스택 블록으로 구성하였다. 디바이스 쓰래드는 RTP 쓰래드 블록과 사운드 카드 처리 블록으로 구성하였으며, SIP 스택은 프락시 이벤트를 처리하는 워커 쓰래드 블록과 SIP 메시지를 전송하여 처리하는 SIP 트랜시버 및 SIP 쓰래드 블록으로 구성하였다. 하드웨어 플랫폼은 Intel XScale PXA25S 프로세서 기반에 플래쉬 메모리, SDRAM, AC'97 오디오 코덱, 무선 랜카드와 연결된 PCMCIA 소켓이 내장된 보드를 구성하였으며, 오디오 입출력으로 마이크로폰과 헤드폰을 사용하였다. 본 연구의 실험을 위한 타겟 시스템 구성은 임베디드 리눅스커널 2.4.19를 포팅하였다. 임베디드 시스템의 자원 효율을 높이고자, User Agent의 속성과 SIP 메소드의 기능을 최소화하였고, TCP를 배제하여, 주변 장치 제어를 최소화함으로써, 자원의 소비를 $12.9\%$ 절감할 수 있었다.
본 논문은 무선의 임베디드 시스템 환경에서, VoIP 시스템을 구성하는 프로토콜 요소 중의 하나인 SIP를 이용한 User Agent의 구현에 관한 연구이다. User Agent는 설정 블록과, 주변 장치를 제어하기 위한 디바이스 쓰래드 블록, SIP 메시지를 처리하기 위한 SIP 스택 블록으로 구성하였다. 디바이스 쓰래드는 RTP 쓰래드 블록과 사운드 카드 처리 블록으로 구성하였으며, SIP 스택은 프락시 이벤트를 처리하는 워커 쓰래드 블록과 SIP 메시지를 전송하여 처리하는 SIP 트랜시버 및 SIP 쓰래드 블록으로 구성하였다. 하드웨어 플랫폼은 Intel XScale PXA25S 프로세서 기반에 플래쉬 메모리, SDRAM, AC'97 오디오 코덱, 무선 랜카드와 연결된 PCMCIA 소켓이 내장된 보드를 구성하였으며, 오디오 입출력으로 마이크로폰과 헤드폰을 사용하였다. 본 연구의 실험을 위한 타겟 시스템 구성은 임베디드 리눅스 커널 2.4.19를 포팅하였다. 임베디드 시스템의 자원 효율을 높이고자, User Agent의 속성과 SIP 메소드의 기능을 최소화하였고, TCP를 배제하여, 주변 장치 제어를 최소화함으로써, 자원의 소비를 $12.9\%$ 절감할 수 있었다.
This paper is about the research of the User Agent implementation under wireless embedded environment, using SIP which is one of protocol components construct the VoIP system. The User Agent is made of the User Agent configuration block, the device thread block to control devices and the SIP stack b...
This paper is about the research of the User Agent implementation under wireless embedded environment, using SIP which is one of protocol components construct the VoIP system. The User Agent is made of the User Agent configuration block, the device thread block to control devices and the SIP stack block to process SIP messages. The device thread consists of the RTP thread and the sound lard device processing block. Futhermore, the SIP stack consist of the worker thread to process proxy events, the SIP transceiver and SIP thread to transfer and receive SIP messages. The H/W platform is a board included the Intel's XScale PXA255 processor, flash memory, SDRAM, Audio CODEC module and wireless LAN threough PCMCIA socket, furthermore a microphone and headphone is used by the audio 1/0. The system has embedded linux kernel 2.4.19. For embedded environment, the function of User Agent and SIP method is diminished. Finally, the resource of system could be reduced about $12.9\%$, compared to overall system resource, by minimizing peripherals control and excepting TCP.
This paper is about the research of the User Agent implementation under wireless embedded environment, using SIP which is one of protocol components construct the VoIP system. The User Agent is made of the User Agent configuration block, the device thread block to control devices and the SIP stack block to process SIP messages. The device thread consists of the RTP thread and the sound lard device processing block. Futhermore, the SIP stack consist of the worker thread to process proxy events, the SIP transceiver and SIP thread to transfer and receive SIP messages. The H/W platform is a board included the Intel's XScale PXA255 processor, flash memory, SDRAM, Audio CODEC module and wireless LAN threough PCMCIA socket, furthermore a microphone and headphone is used by the audio 1/0. The system has embedded linux kernel 2.4.19. For embedded environment, the function of User Agent and SIP method is diminished. Finally, the resource of system could be reduced about $12.9\%$, compared to overall system resource, by minimizing peripherals control and excepting TCP.
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문제 정의
본 논문에서는 무선 네트워크 개념과, 임베디드 환경으로 가져갈 수 있도록 Vovida의 SIP User Agent의 바이너리 파일 사이즈를 줄이는 연구를 시도하였다. SIP에 대한 개념과 이를 이용한 User Agent의 개념을 II 장에 기술하였고, User Agent를 무선 임베디드 시스템 환경으로 가져가기 위한 타 겟 보드의 설정과, User Agent 구현에 관하여 Ⅲ 장에 기술하였으며, 타겟 보드의 자원 사용을 최소화하기 위한 실험에 관하여 IV장에 기술하였다.
본 논문은 통화 세션 설정 과정이 비교적 간단한 SIP를 이용하여 무선인터넷 환경의 임베디드 SIP User Agent의 구현에 관한 연구이다. 현재 PDA 시스템에 사용되고 있는 Intel XScale PXA- 255 프로세서에 임베디드리눅스를 포팅하고, wireless LAN과 사운드 카드 장치에 대한 드라이버를 적재하여, 타겟보드의 환경을 구축하였고, 자원의 소비를 최소화하여 SIP User Agent를 구현한 결과 음성통화의 가능성을 확인하였다.
제안 방법
디바이스 쓰래드는 미디어 타입에 따라 주변 장치를 제어하게 되는데, 음성 포맷의 데이터를 처리하기 위하여 사운드 카드를 제어하도록 하였으며, 텍스트, 이미지 등의 미디어 타입을 갖는 세션에도 참여할 수 있도록 하였다. RTP 쓰래드는 미디어 데이터의 실시간 전송 기능을 수행하도록 구현하였다. 프락시 서버는 User Agent 속성을 설정하여 User Agent 개체를 만들어내는 UaBuilder 와 SIP 메시지를 처리하는 쓰래드 들로 구성하였다.
User Agent 구성 쓰래드는 그림 6과 같이 크게 디바이스 쓰래드, RTP 쓰래드, 프락시 쓰래드로 구성된다. 디바이스 쓰래드는 미디어 타입에 따라 주변 장치를 제어하게 되는데, 음성 포맷의 데이터를 처리하기 위하여 사운드 카드를 제어하도록 하였으며, 텍스트, 이미지 등의 미디어 타입을 갖는 세션에도 참여할 수 있도록 하였다. RTP 쓰래드는 미디어 데이터의 실시간 전송 기능을 수행하도록 구현하였다.
임베디드 환경으로 가져가기 위한 노력으로 Invite 메시지를 보낼 때, 리 다이렉트 서버를 가상으로 처리하기 위해, 콘솔 상태에서 수신자의 주소를 써주는 대신 단축다이얼 형식의 설정을 하였으며, 자원 소비의 최소화를 위하여 VoIP 시스템의 최소한의 기능만을 수행하도록 하였다. User Agent의 속성과 SIP 메소드의 기능을 최소화하고, TCP를 배제하였으며, 주변장치로는 사운드'카드만을 제어하도록 구현한 결과, 68 Mbyte의 용량을 갖는 Vovida의 SIP User Agent와 비교하여 57 Mbyte의 용량으로 줄임으로써, 12.
대상 데이터
타겟 보드의 H/W는 그림 7과 같이 ARM 코어와 다양한 주변장치를 온 칩화한 Intel XScale PXA255 프로세서와 32MByte의 플래쉬 메모리, 128MByte의 SDRAM, AC '97 CODEC, Full Uart, PCMCIA socket, Wireless LAN으로 구성하였다 [6].
성능/효과
임베디드 환경으로 가져가기 위한 노력으로 Invite 메시지를 보낼 때, 리 다이렉트 서버를 가상으로 처리하기 위해, 콘솔 상태에서 수신자의 주소를 써주는 대신 단축다이얼 형식의 설정을 하였으며, 자원 소비의 최소화를 위하여 VoIP 시스템의 최소한의 기능만을 수행하도록 하였다. User Agent의 속성과 SIP 메소드의 기능을 최소화하고, TCP를 배제하였으며, 주변장치로는 사운드'카드만을 제어하도록 구현한 결과, 68 Mbyte의 용량을 갖는 Vovida의 SIP User Agent와 비교하여 57 Mbyte의 용량으로 줄임으로써, 12.9% 정도의 메모리를 절약 할 수 있었다. 그 외에 디버깅을 위한 방대한 소스들을 제거한다면 자원의 소비를 더 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
타겟 보드에는 임베디드 리눅스 커널 2.4.19를 ARM-PXA255 아키텍처에 대한 패치를 하여 포팅하였고, 오디오 CODEC과 PCMCIA, Wireless LAN 드라이버를 커널에 탑재하였으며, gcc-3.3을 ARM 용으로 컴파일한 크로스 컴파일러를 사용하여, C++로 구현한 User Agent를 컴파일하였다[7]~ [9], 크로스 컴파일된 User Agent의 바이너리 파일을 NFS로 마운트 하여 PC 환경의 User Agent와 음성 통화를 테스트함으로써 무선 환경에서 임베디드 SIP User Agent의 실행 가능성을 확인하였고, 80 Mbyte의 램 디스크 안에 직접 바이너리 파일을 실어 독립적인 User Agent의 기능이 가능하였다.
본 논문은 통화 세션 설정 과정이 비교적 간단한 SIP를 이용하여 무선인터넷 환경의 임베디드 SIP User Agent의 구현에 관한 연구이다. 현재 PDA 시스템에 사용되고 있는 Intel XScale PXA- 255 프로세서에 임베디드리눅스를 포팅하고, wireless LAN과 사운드 카드 장치에 대한 드라이버를 적재하여, 타겟보드의 환경을 구축하였고, 자원의 소비를 최소화하여 SIP User Agent를 구현한 결과 음성통화의 가능성을 확인하였다. 자원의 소비를 더 줄이기 위한 노력과, 다양한 미디어 타입의 데이터를 처리할 수 있는 환경을 위해 확장해 나갈 계획이다.
후속연구
아울러, SIP-MGCP, SIP-H323과 같은 SIP 메시 지를 변환해 주는 프락시 서버의 기능을 확장 할 수 있을 것으로 보이며, SIP가 1개 이상의 다양한 미디어 타입의 데이터 처리를 지원하기 때문에, 영상 데이터를 처리할 수 있는 환경을 구축하여, 화상회의와 같은 동영상 서비스로도 확장해 나갈 계획이다.
현재 PDA 시스템에 사용되고 있는 Intel XScale PXA- 255 프로세서에 임베디드리눅스를 포팅하고, wireless LAN과 사운드 카드 장치에 대한 드라이버를 적재하여, 타겟보드의 환경을 구축하였고, 자원의 소비를 최소화하여 SIP User Agent를 구현한 결과 음성통화의 가능성을 확인하였다. 자원의 소비를 더 줄이기 위한 노력과, 다양한 미디어 타입의 데이터를 처리할 수 있는 환경을 위해 확장해 나갈 계획이다.
참고문헌 (9)
박성진, '분산형 SIP 기반 PC to Phone 시스템의 설계 및 구현', 공학석사 학위논문, 2002
Vovida, 'Voice over IP Protocols An Overview'
'주간 기술 동향', 한국전자통신연구원 제 1056호, p.14-29, 2002
J. Rosenburg et al. 'SIP : Session Initation Protocol', RFC 3261, June 2002
Luan Dang, Cullen Jennings & David Kelly, 'Practical VoIP using Vocal', July 2002
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