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내장형 시스템을 위한 실시간 자바 쓰레드의 구현 및 성능 평가

Implementation and Performance Evaluation of Real-Time Java Thread for Embedded Systems

2000년 봄 학술발표논문집(A) Proceedings of The 27th KISS Spring Conference, 2000 Apr., 2000년, pp.95 - 97  

강희구 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  성민영 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  김태현 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  이동렬 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  김소영 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  김광영 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  김형수 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  장래혁 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과) ,  신현식 ((주)바로비젼 서울대학교 컴퓨터공학과)

초록
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자바는 플랫폼 독립성, 보안, 멀티 쓰레드 지원, 가베지 콜렉터 등 많은 장점을 갖고 있는 언어이다. 하지만 현재의 자바 가상 기계(JVM)는 시간 제약 조건을 갖는 주기적인 태스크 수행, 실시간 스케쥴링 등 실시간 응용을 위한 지원이 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실시간 운영체제인 VxWorks와 내장형 JVM인 퍼스널 자바 상에서 실시간 응용 프로그램의 지원을 위한 자바 쓰레드를 설계, 구현한다. 이를 위해 기존의 자바 쓰레드에 시작시간, 주기, 종료시한 등의 시간 속성을 삽입하고, 실시간 자바 쓰레드 API 클래스를 구현한다. 실시간 스케쥴러를 세가지 방식으로 구현한다. 첫째는, JVM을 수정하지 않고 시간 속성에 따라 쓰레드에 우선 순위를 할당하여 스케쥴링하는 방식이고, 둘째는 JVM을 수정하여 시간 속성에 따라 VxWorks 커널 스케쥴러를 통해 스케쥴링하는 방식이며, 셋째는 독립적인 스케쥴링 태스크를 구현하는 방식이다. 쓰레드 생성, 문맥 교환 등의 오버헤드와 스케쥴링 시 종료시한 초과 비율 등의 기준을 통해 각각의 성능을 비교한 결과, VxWorks 커널 스케쥴러를 이용한 방식이 가장 적합하다는 결론을 얻을 수 있었다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서, 현재로서는 자바를 경성 실시간 시스템 (hard real-time system)보다는 연성 실시간 시스템(soft real-time system)에 적용하는 것이 타당하다. 본 논문에서는 대표적 RTOS인 VxWorks에 PJAVA를 이식하고, 실시간 자바 쓰레드의 구현 및 성능을 살펴본다. 자바 쓰레드에 시작시간(start time), 주기(period), 종료시한(deadline) 등의 시간 속성을 추가하고, 세 가지 방식의 실시간 스케쥴러 구현을 제시한다.

가설 설정

  • 2. 쓰레드 시작 전에 쓰레드 리스트에 있는 쓰레드들의 주기에 따라 우선 순위 할당한다. 전체 쓰레드의 개수가 10개 이상일 경우 1부터 10까기 각각의 우선 순위마다 같은 개수의 쓰레드를 갖도록 한다.
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