초록

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무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 또한 센서 네트워크는 외부 물리 환경의 변화에 반응하여 동작하는 시스템이기 때문에 여러 이벤트를 동시에 재빠르게 처리 할 수 있는 기능을 제공해야 하며, 센서네트워크 어플리케이션 프로그래머에게 이러한 반응형 어플리케이션 개발이 용의하도록 하는 프레임워크를 제공해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 반응형 시스템에 적합한 상태머신 프레임 워크를 멀티쓰레드 기반의 Nano-Qplus 운영체제 상에서 센서 네트워크의 자원적 제약을 준수하면서 효율적으로 이벤트를 처리 할 수 있는 프레임워크를 지원하는 센서네트워크용 운영체제의 구조를 제안한다.

무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 또한 센서 네트워크는 외부 물리 환경의 변화에 반응하여 동작하는 시스템이기 때문에 여러 이벤트를 동시에 재빠르게 처리 할 수 있는 기능을 제공해야 하며, 센서네트워크 어플리케이션 프로그래머에게 이러한 반응형 어플리케이션 개발이 용의하도록 하는 프레임워크를 제공해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 반응형 시스템에 적합한 상태머신 프레임 워크를 멀티쓰레드 기반의 Nano-Qplus 운영체제 상에서 센서 네트워크의 자원적 제약을 준수하면서 효율적으로 이벤트를 처리 할 수 있는 프레임워크를 지원하는 센서네트워크용 운영체제의 구조를 제안한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 센서 노드의 자원적 제한을 지키면서 응용프로그램을 상태머신 기반으로 개발할 때 기반이 되는 프레임워크의 구조를 제안하였다. 이 프레임워크는 상태표현과 전이, 저장에 대한 방법을 API를 통해 제공하고, 멀티 쓰레드 기반의 운영체제 사용하여 Run-To-Completion를 지키면서 메시지 핸들러를 위한 긴 코드를 지원한다.
• 본 논문에서는 센서네트워크가 갖는 자원의 제약을 준수 하면서, 멀티 쓰레드 환경의 특징을 이용해 반응 시간이 빠른 상태기반 프레임워크를 설계하고 제안하고자 한다.

제안 방법

• Nano-Qplus는 기존의 유닉스 시스템과 유사한 계층적 구조를 가진다. 기존의 클래식한 운영체제 형태를 유지하면서 불필요한 모듈을 제거하고, 운영체제의 각 기능들을 경량화 하였다. 전체적인 운영체제의 형태는 기존의 운영체제와 유사하지만 센서 네트워크에 최적화하기 위하여 모듈화를 통한 재구성이 가능하다[6, 7].
• 원하는 상태 머신에게 전달해야 한다. 이를 위해 인터럽트 서비스 루틴 안에서 이벤트를 가공하고 전달하는 함수를 호출하도록 하고, 비동기적으로 발생하는 네트워크 데이터에 대해서는 이를 반복적으로 체크하여, 데이터가 전달된 즉시 이를 상태머신으로 전달하도록 하여야 한다. 또한 추가적으로 상태머신들 간의 통신을 위해 이 모듈을 사용할 수 있다.

성능/효과

• 두 번째 비동기적으로 발생하는 이벤트에 대해서는 이벤트가 발생한 즉시, 이벤트를 메시지로 가공하여 구독을 원하는 상태 머신에게 전달해야 한다. 이를 위해 인터럽트 서비스 루틴 안에서 이벤트를 가공하고 전달하는 함수를 호출하도록 하고, 비동기적으로 발생하는 네트워크 데이터에 대해서는 이를 반복적으로 체크하여, 데이터가 전달된 즉시 이를 상태머신으로 전달하도록 하여야 한다.

후속연구

• 향후 과제로, 본 논문에서 제시한 프레임워크를 실제 센서 네트워크 운영체제에 구현하여, 프레임워크로 인한 코드 크기의 증가와 실행 시간에 따른 메모리 오버헤드를 측정하여 기존 응용프로그램에서 상태머신을 구현한 것과 비교, 평가해야 하며, 이 프레임워크를 사용하여 응용프로그램을 작성할시 프로그래머가 좀 더 쉽게 FSM 모델을 검증하고 구현할 수 있도록 코드를 자동 생성할 수 있는 CASE툴의 설계와 개발에 대한 연구가 이루어져야 한다.

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이 논문을 인용한 문헌

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