[논문]확장된 xUML을 사용한 MDA 기반 이종 임베디드 소프트웨어 컴포넌트 모델링에 관한 연구

김우열; 김영철

doi:10.3745/kipstd.2007.14-d.1.083

확장된 xUML을 사용한 MDA 기반 이종 임베디드 소프트웨어 컴포넌트 모델링에 관한 연구
A Study on Modeling Heterogeneous Embedded S/W Components based on Model Driven Architecture with Extended xUML 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.14D no.1 = no.111, 2007년, pp.83 - 88

초록
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본 논문에서는 MDA(Model Driven Architecture) 기반의 임베디드 소프트웨어 컴포넌트 개발 방법을 소개한다. 이 방법은 이종의 임베디드 시스템에서 소프트웨어의 재사용성에 관한 문제점을 해결하고자 MDA기법을 임베디드 소프트웨어 개발에 적응한 것이다. 제안한 방법을 통해 하나의 메타 모델(Target Independent Model)을 각각의 다른 도메인에 맞는 타겟 종속적 모델(Target Specific Model)들을 만들고, 그에 따른 소스 코드(Target Dependent Code)를 개발하는 것이다. 이때 기 개발된 메타모델은 이종의 임베디드 시스템 개발에 재사용하려는 것이 목적이다. 우리는 이 방법에 따른 도구에 기존 xUML의 동적 모델링에서 표현되지 못하는 부분(병렬성, 실시간 등)을 보완하기 위해 확장하여 채택하였다. 확장된 xUML 노테이션을 기반으로 구현한 모델링 도구를 소개한다. 이는 임베디드 또는 병렬/실시간 소프트웨어의 모델링이 가능하다. 제안한 방법의 적응사례로서 이종 임베디드 시스템의 모델링을 통한 필드 개발을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we introduce MDA based Development Method for Embedded Software Component. This method applies MDA approach to solve problems about reusability of the heterogeneous embedded software system. With our proposed method, we produce 'Target Independent Meta Model'(TIM) which is transformed into 'Target Specific Model'(TSM) and generate 'Target Dependent Code' (TDC) via TSM. We would like to reuse a meta-model to develop heterogeneous embedded software systems. To achieve this mechanism, we extend xUML to solve unrepresented elements (such as real things about concurrency, and real time, etc) on dynamic modeling of the particular system. We introduce 'MDA based Embedded S/W Modeling Tool' with extended XUML. With this tool, we would like to do more easily modeling embedded or concurrent/real time s/w systems. It contains two examples of heterogeneous imbedded systems which illustrate the proposed approach.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

설계와 코드의 재사용이 어렵다고 한다[1]. 본 논문에서는 MDA 기반의 임베디드 개발 방법론인 HiMEM을 소개하였다. 제안한 방법을 통해 임베디드 소프트웨어를 재사용하려 한다.
(그림 3)는 타겟 독립 모델을 설계한 것이다. 본 논문에서는 하드웨어를 변경하지 않고 소프트웨어의 변경만으로 시스템을 컨트롤 하고자 하였다. 그래서 센서에 닿으면 멈추도록 설계되었던 기존의 모델을 변경하여 좌우로 회전할 수 있는 메소드인MoveLeftO과 MoveRightO을 추가하였다.
한다. 본 논문은 소프트웨어 개발 프로세스인 MDA를 임베디드 소프트웨어 개발에 적용하려는데 목적을 두고 있으며 확장된 xUML(Executable UML)[4-7, 12]이 적용된 자동화 도구를 제안한다. 그리고 이를 이용하여 임베디드 소프트웨어를 모델링하고자 한다.
우리는 임베디드 소프트웨어 개발에 MDA 메커니즘을 접목하여 메타모델의 재사용을 통해 개발시간을 단축시키고자 한다. 본 논문은 소프트웨어 개발 프로세스인 MDA를 임베디드 소프트웨어 개발에 적용하려는데 목적을 두고 있으며 확장된 xUML(Executable UML)[4-7, 12]이 적용된 자동화 도구를 제안한다.

제안 방법

본 논문에서는 하드웨어를 변경하지 않고 소프트웨어의 변경만으로 시스템을 컨트롤 하고자 하였다. 그래서 센서에 닿으면 멈추도록 설계되었던 기존의 모델을 변경하여 좌우로 회전할 수 있는 메소드인MoveLeftO과 MoveRightO을 추가하였다. 또한 두 센서 에 동시에 이벤트가 발생했을 때에는 시스템이 후진할 수 있도록 Backward。를 Concurrent_MoveBackward0S.
그래서 우리는 MDA 기반으로 모델을 재사용하여 코드를 생성 하고자 한다. 현재는 모델 자동화 도구에서 코드 발생기를 개발 중이다.
그리고 각각의 시스템이 사용하는 모터가 상이하기 때문에 모터의 행위를 분리하여 모델링 하였다.
두 번째 절에서는 개발한 모델링 자동화 도구를 사용하여 타겟에 독립적인 메타모델을 생성하였다. 그리고 세 번째 절에서는 기 개발된 메타모델을 이용하여 타겟에 종속적인 모델을 생성하였다. 본 논문에서는 자동화 도구를 이용한 모델링을 설명하는 관계로 타겟 독립 모델에서 타겟 종속적인 모델로 변환 시의 세부적인 연관관계는 생략하였다.
본 논문은 소프트웨어 개발 프로세스인 MDA를 임베디드 소프트웨어 개발에 적용하려는데 목적을 두고 있으며 확장된 xUML(Executable UML)[4-7, 12]이 적용된 자동화 도구를 제안한다. 그리고 이를 이용하여 임베디드 소프트웨어를 모델링하고자 한다.
또한 확장된 xUML을 제안함으로서 임베디드 시스템의 동적인 모델링을 향상시켰다. 기존의 시퀀스 다이어그램에 AND/OR/XOR 등의 개념과 병렬과 Fork/Join등의 개념도 추가함으로서 임베디드 소프트웨어 시스템의 동시 발생 문제 등도 모델링이 가능하였고 모델링 도구를 구현하였다. 이는 모델링을 자동화하고 수작업을 통한 코딩 이 가능하게 하역 보다 빠르고 안정적으로 시스템을 개발할 수 있었다.
비교 설명하였다. 두 번째 절에서는 개발한 모델링 자동화 도구를 사용하여 타겟에 독립적인 메타모델을 생성하였다. 그리고 세 번째 절에서는 기 개발된 메타모델을 이용하여 타겟에 종속적인 모델을 생성하였다.
제안한 방법을 통해 임베디드 소프트웨어를 재사용하려 한다. 또한 확장된 xUML을 제안함으로서 임베디드 시스템의 동적인 모델링을 향상시켰다. 기존의 시퀀스 다이어그램에 AND/OR/XOR 등의 개념과 병렬과 Fork/Join등의 개념도 추가함으로서 임베디드 소프트웨어 시스템의 동시 발생 문제 등도 모델링이 가능하였고 모델링 도구를 구현하였다.
본 논문에서는 자동화 도구를 이용한 모델링을 설명하는 관계로 타겟 독립 모델에서 타겟 종속적인 모델로 변환 시의 세부적인 연관관계는 생략하였다. 마지막 절에서는 타겟 종속 모델을 이용하여 타겟 종속적인 코드를 생성하였다. 도구는 현재 모델링 단계까지만 자동화 되므로 수작업을 통해 코드화하였다.
본 논문에서는 기존의 동적 다이어그램에서 표현 못하는 점을 보완한 병렬 메시지 다이어그램을 사용하였다. 이는 기존의 시퀀스 다이어그램에 Role과 Rule 개념을 첨가하고, 동시성을 표현 못했던 한개를 보완하여 제안한 노테이션이다.
이때 CPU와 프로그램 언어를 고려하여 타겟종속 모델이 파생된다. 본 논문에서는 자동화 도구를 이용하여 이루어지는 모델링을 설명하므로 타겟 독립 모델과의 세부 연관 관계는 생략하였다.
그리고 세 번째 절에서는 기 개발된 메타모델을 이용하여 타겟에 종속적인 모델을 생성하였다. 본 논문에서는 자동화 도구를 이용한 모델링을 설명하는 관계로 타겟 독립 모델에서 타겟 종속적인 모델로 변환 시의 세부적인 연관관계는 생략하였다. 마지막 절에서는 타겟 종속 모델을 이용하여 타겟 종속적인 코드를 생성하였다.
본 장에서는 적용사례로서 이종의 임베디드 시스템을 모델링 해 보았다. 첫 번째 절에서는 이종의 시스템이 보유하고 있는 하드웨어 및 소프트웨어 성능을.
ogix의 Harmony 프로세스 [8] 와 한국전자통신연구원의 EMMA (Enbedded MARMI)[9]가 있다.<표 ]>에 Harmony와 EMMA, HiMEM의 특징 및 장단점을 비교하였다.
이번 절에서는 앞서 생성된 타겟 종속 모델을 사용하여 수작업으로 코드화 하였다. 코드 자동화 도구에 관한 연구가 여전히 진행 중이다.
본 논문에서는 MDA 기반의 임베디드 개발 방법론인 HiMEM을 소개하였다. 제안한 방법을 통해 임베디드 소프트웨어를 재사용하려 한다. 또한 확장된 xUML을 제안함으로서 임베디드 시스템의 동적인 모델링을 향상시켰다.

대상 데이터

Javelin의 CPU는 Ubicom사의 SX48AC이다. 이 CPU는 32Kbyte의 RAM 용량과 32 kbyte의 EEPROM을 가지고 있다.

성능/효과

l 으로 명명하였다. HiMEMe 이해하기 쉬운 단계로 구분되어 있고 방법론에 따라 개발된 컴포넌트의 메타모델을 재사용함으로써 이종의 임베디드 소프트웨어 컴포넌트 시스템 개발을 쉽게 할 수 있다. 대표적인 임베디드 소프트웨어 개발방법론으로는 Ⅱ.
기존의 모호한 모델과 달리, Executable 모델은 시간에 관련된 문제와 동기화에 관련된 문제, 그리고 자원의 획득과 이용에 관련된 문제들을 자세히 서술한다. 결론적으로, Executable UMLe 복잡한 실시간 (realtime) 분산(distributed) 임베디드(embedded) 시스템의 스펙을 서술하기에 적합하며 많이 이용된다.
이에 반해 HiMEMe 한 번의 개발 라이프 사이클 중에 하나의 메타모델을 만든 후, 메타 모델을 재사용하여 여러 개의 새로운 시스템 개발이 가능하다. 그리고 세 가지 모두 고품질의 임베디드 시스템을 적시에 경제적으로 개발할 수 있다는 점은 동일하지만 Harmony와 EMMA는 단일 제품군을 개발하기에 용이한 반면, HiMEMe MDA를 기반으로 이종의 제품군 개발에도 용이하다. 하지만 HiMEM이 EMMA에 비해 장점만 있는 것은 아니다.

후속연구

ECACEvenV Condition/ Action) 법칙을 따르기 때문에 이벤트가 들어오면 객체 내부에서 조건에 맞는지 검사를 한 후, 조건에 맞으면 액션을 수행하게 되고 맞지 않으면 예외처리를 하게 된다. 그리고 메시지가 지정한 시간 안에 수신이 되어야 하는 Time delay도 추가하여 사용자 행위를 좀 더 자세히 모델링 할 수 있다. 병렬 상태 다이어그램(CSD: Concurrent State Diagram) 은기본적으로 OCL(Object Constraint Language)을 포함하여 서술된다.
그리고 이 다이어그램은 Deterministic/ Stochastic 메커니즘을 포함한다. 향후 Non-deterministic 상태를 Deterministic 상태로 자동 변환할 수 있도록 연구를 진행 중이다.

참고문헌 (12)

Axel Jantsch, 'Modeling Embedded System and SOCs', Mogan Kaufmann, 2004
A. Kleppe, J.Warrner, W.Bast, 'MDA Explained: The Model Driven Architecture: Practice and Promise', Addison-Wiseley, 2003
W. Kim, R. Y. Kim, 'Adapting Model Driven Architecture for Modeling Heterogeneous Embedded S/W Components,' ICHIT, Vol. 2, 2006. 11
Leon Starr, 'Executable UML: How to Build Class Model', Prentice Hall, 2002
Mellor, Stephen J., Marc J.Balcer, 'Executable UML: A Foundation for Model-Driven Architecture'. Boston: Addison-Wesley, 2002
Kennedy Carter Ltd., Executable UML: An Online Tutorial, http://www.kc.com
김인기 역, 'Executable UML: 클래스 모델 만들기, 정보문화사', 2003
Bruce Powel Douglass, 'Real-Time UML: Developing Efficient Objects for Embedded Systems', 2nd Edition, Addison-Wesley, 1999
양영종, 조진희 하수정, 차진희, '임베디드 시스템 개발 방법론 및 재사용 체계', 전자통신동향분석, 제21권 제1호 2006. 2

원문보기 상세보기
Kyo C. Kang, Jaejoon Lee, and Patrick Donohoe, 'Feature-Oriented Product Line Engineering,' IEEE Software, Vol.9, No.4, Jul./ Aug., 2002

상세보기
Object Management Group, OMG Unified Modeling Language Specification (draft) Version 1.3, June, 1999
김우열, 김영철, '실시간 임베디드 소프트웨어 모델링을 위한 xUML 확장에 관한 연구', KIPS, 춘계학술대회 논문집, Vol.13, No.1, 2006. 5

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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