[논문]임베디드 시스템을 위한 HAL과 JAVA API 설계 및 구현

이진관; 이대형; 정규철; 이종찬; 박기홍

[국내논문] 임베디드 시스템을 위한 HAL과 JAVA API 설계 및 구현
Design and Implementation of HAL and Java API for Embedded System 원문보기

정보·보안논문지 = Journal of information and security, v.8 no.1, 2008년, pp.57 - 65

이진관 (군산대학교 컴퓨터정보과학과) , 이대형 (군산대학교 컴퓨터정보과학과) , 정규철 (군산대학교 컴퓨터정보과학과) , 이종찬 (군산대학교 컴퓨터정보과학과) , 박기홍 (군산대학교 컴퓨터정보과학과)

초록
AI-Helper

임베디드 시스템을 지원하는 JAVA API를 개발하면 임베디드 시스템을 개발자가 JAVA를 사용하므로써 코드의 재사용, 객체지향 개념의 시스템 개발들을 가능하게 한다. JAVA API를 구현하는데 있어 시스템에 의존적인 부분들이 존재하게 되는데, 이는 native 함수에서 구현한다. 본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베디스 시스템 디바이스의 JAVA API를 통한 제어에 초점을 두었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The implement of JAVA API for supporting the embedded system is capable of developing the object oriented system with code reuse because the developer is able to use JAVA in the embedded system. The system dependant parts for implementing JAVA API are realized from a native function. In this paper, we devide JAVA API into the platform-independent JAVA part and platform-dependent native part for the implementation of JAVA API to manage the linux based embedded system devices, and focus on the control of the embedded system devices using JAVA API.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 임베디드 시스템의 플랫폼에 상관없이 어플리케이션에서 이용할 수 있는 HAL 관련 JAVA API를 추가하였다.

제안 방법

본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베 디드 시스템의 디바이스를 JAVA API를 통해 제어하는데에 초점을 두었다. 플랫폼에 의존적인 native 부분은 JNI(Java Native Interface)를 통해 구현하였다.
본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베 디드 시스템의 디바이스를 JAVA API를 통해 제어하는데에 초점을 두었다. 플랫폼에 의존적인 native 부분은 JNI(Java Native Interface)를 통해 구현하였다. JNI란 자바와 자바 이외의 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이브러리가 상호 작동할 수 있도록 연결시켜주는 인터페이스로 자바에 서 지원하지 못하는 플랫폼 종속적인 기능들과 이미 다른 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이 브러리를 사용할 수 있게 한다.
CLCD 를 통해 문자열을 출력하고((그림 3) 참조), CC2420 을 통해 지그비 통신을 가능케 하였다((그림 4) 참조). 또한 버튼 클릭 시, 특정 기능을 처리할 수 있도록 버튼 이벤트를 추가하였다.
어플리케이션 자바 API에서 하드웨어에 종속적인 JNI에 상관없이 JNI를 이용하기 위해 HAL 자바 API를 설계하였다.
Packet 단위로 통신을 함으로 IPacket이라는 인터페이스를 사용하여 클래스를 운용한다. 또한 통신 디바이스 클래 스는 패킷의 송수신을 여부를 파악하기 위하여 Runnable 인터페이스를 상속하여 이를 감시토록 한다.
버튼 장치의 경우는 OS에서 버튼 클릭 시, Event 를 발생시켜 자바의 다른 EventListener와 동일하게 구동해야 하지만 디바이스 특성상 완전한 EventListener형태로 구현하기는 어렵다. 따라서 특정 옵저버 패턴을 사용하여 주제(Subject)역할을 하는 ButtonHook 클래스를 구축하였고, 실제 디바이스를 감시하는 Poll Thread를 사용하여 디바이스 감지 Button Event 를 발생시킨다.
4버전의 개발툴을 이용하였다. 타겟 컴퓨터는 하이버스의 XHyper270-TKU를 이용하여 임베디드 시스템용 JAVA API를 개발하였 고, 임베디드 시스템의 JVM은 JamVM을 이용하 였다. JamVM은 GNU Classpath 자바 클래스 라이브러리를 이용하게 설계되었다[1].
◦ 타겟 시스템 : XHyper270-TKU - 커널 : Linux 2.6- JVM : JamVM 1.4.5- Classpath : GNU Classpath 0.9.3◦ 호스트 컴퓨터 : IBM 호환 PC - OS : Redhat FC4- 자바 컴파일러 : J2SDK 1.4- IDE : Eclipse 3.3자바 API를 구현하였으므로, 이들 API가 올바 르게 동작하는지를 알아보기 위하여 간단한 임베 디드 어플리케이션으로 테스트를 한다.

대상 데이터

본 논문의 실행환경은 임베디드 리눅스 상의 자바 플랫폼 환경이다. JVM은 JamVM을 이용하 였고, 자바 API 개발은 J2SDK 1.
본 논문에서는 크로스 컴파일러로 임베디드용 CLCD, CC2420, 버튼 드라이버를 제작하였다. CLCD 를 통해 문자열을 출력하고((그림 3) 참조), CC2420 을 통해 지그비 통신을 가능케 하였다((그림 4) 참조).

후속연구

본 논문에서 연구한 임베디드용 자바 API를 활용하면 다양한 임베디드용 어플리케이션을 개발할 수 있다.
본 논문에서 구현한 자바 API 들은 네트워크 연결성, 플랫폼 독립성, 클래스 동적로딩, 안전성 등의 자바 장점을 임베디드 시스템에 제공함으로서 홈 네트워크, U-씨티, 헬스케어 구축에 큰 기여를 할 것으로 예측된다. 본 연구에서 구현한 JAVA API는 임베디드 시스템 디바이스 중 주요 기능 만을 구현 한 것으로서 추후 다양한 임베디드 시스템 디바이스를 지원할 수 있는 JNI와 HAL을 추가할 필요가 있다.
본 논문에서 구현한 자바 API 들은 네트워크 연결성, 플랫폼 독립성, 클래스 동적로딩, 안전성 등의 자바 장점을 임베디드 시스템에 제공함으로서 홈 네트워크, U-씨티, 헬스케어 구축에 큰 기여를 할 것으로 예측된다. 본 연구에서 구현한 JAVA API는 임베디드 시스템 디바이스 중 주요 기능 만을 구현 한 것으로서 추후 다양한 임베디드 시스템 디바이스를 지원할 수 있는 JNI와 HAL을 추가할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자바의 장점은 무엇인가?	자바는 인터넷의 빠른 확산과 더불어 차세대 컴퓨팅 플랫폼으로 인식되고 있는 기술이다. 자바의 장점은 플랫폼 독립성과 연결성, 동적 다운로드 그리고 보안성이 있다.
	임베디드 시스템의 주요한 특징은?	· 특정기능 수행 : 다양한 작업보다 특별한 작업을 수행하기 위해 설계된다. · 강한 제약성 : 모바일 기기나 대형 시스템의 일부 기능을 수행하기 위해 소형이며, 전력 소모 량이 작고, 실시간 반응을 요구한다. · 제한된 시스템 자원 : 가격 및 휴대성과 연관되 다보니 최적화된 상품을 위해 하드웨어와 소프트웨어를 병행하여 개발한다. · 호환성 : 무수한 종류의 임베디드시스템에 최적 화된 코드, 특히 어셈블리 언어의 사용으로 인하여 이식성이 매우 적다. · 깔끔한 오류처리 : 임베디드 시스템은 대부분 비전문가들이 사용하므로 가능한 사용자의 개입을 최소화해야 한다. 이를 위해 오류가 발생할 경우 깔끔한 처리가 요구된다.
	JNI란?	플랫폼에 의존적인 native 부분은 JNI(Java Native Interface)를 통해 구현하였다. JNI란 자바와 자바 이외의 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이브러리가 상호 작동할 수 있도록 연결시켜주는 인터페이스로 자바에 서 지원하지 못하는 플랫폼 종속적인 기능들과 이미 다른 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이 브러리를 사용할 수 있게 한다. JNI를 통한 자바 네이티브 프로그램은 자바가 아닌 다른 프로그래밍 언어들로 자바 객체를 생성하고, 검사하고, 갱신하는 것과 다른 언어에서 자바 메소드 호출을 가능하게 하고 클래스를 로드하고 클래스 정보를 얻을 수 있도록 하는 것 그리고 런타임 타입 체크를 수행하는 것 등을 가능하게 해준다[3, 4].

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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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