초록

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실시간 시스템은 신뢰성이 중요하므로 실시간 시스템을 설계하는데 있어서 각 태스크의 기능적인 정확성의 검증은 물론 모든 태TM크에 대한 시간적인 요구사항들을 보장해야만 한다. 본 논문에서는 이러한 조건 즉, 실시간 시스템의 정확성과 시간성 보장을 위하여 기존의 객체 지향적 모델을 기반으로 하는 실시간 시스템을 위한 정형명세 언어인 TSC(Timed State Chart)에 자원(resource)의 개념을 추가한 TSCR(Timed State Chart with Resource)를 제안한다. TSCR을 통하여 실시간 시스템의 다양한 요구 사항을 명세하며, 태스크들의 시간성 보장을 위한 스케줄링 가능성 분석(schedulability analysis)을 할 수 있다. 실시간 시스템의 대표적인 예로 철도 건널목 제어 시스템을 TSCR를 이용하여 명세한다.

실시간 시스템은 신뢰성이 중요하므로 실시간 시스템을 설계하는데 있어서 각 태스크의 기능적인 정확성의 검증은 물론 모든 태TM크에 대한 시간적인 요구사항들을 보장해야만 한다. 본 논문에서는 이러한 조건 즉, 실시간 시스템의 정확성과 시간성 보장을 위하여 기존의 객체 지향적 모델을 기반으로 하는 실시간 시스템을 위한 정형명세 언어인 TSC(Timed State Chart)에 자원(resource)의 개념을 추가한 TSCR(Timed State Chart with Resource)를 제안한다. TSCR을 통하여 실시간 시스템의 다양한 요구 사항을 명세하며, 태스크들의 시간성 보장을 위한 스케줄링 가능성 분석(schedulability analysis)을 할 수 있다. 실시간 시스템의 대표적인 예로 철도 건널목 제어 시스템을 TSCR를 이용하여 명세한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• TSCRe 정형 명세 언어인 TSC에 자원의 개념을 추가한 것으로 대부분 TSC와 유사하다. 그러므로 우선 TSC에 대해 간단하게 설명하고 TSCR에서의 추가된 자원에 대해 설명하기로 한다.
• 본 논문에서는 신뢰성 높은 시스템을 개발할 수 있도록 객체 지향 설계 기법을 위한 정형 명세 언어인 TSC(Timed State Chait)[기을 확장한 TSCR(Timed State Chart with Resource)를 제안하고, TSCR롤 이용하여 실시간 시스템의 예제인 철도 건널목 제어 시스템을 명세한다.
• 본논분에서는 살 시간 객체 모넬인 dRTO 모델을 비롯한 객체 지향 기반의 실시간 시스템의 행위를 명세하기 위한 정형명세 언어인 TSCR를 제안하였다. TCSRe TSC를 바탕으로 시스템의 계충적 설계 및 분석, 다양한 시간 제약사항, 객체 간의 퉁신, 자원, 우선순위 둥 실 시간 시스템에 필요한 여러 개념음 지원하므로 실시간 시스템을 명세하고 검증하는 데 적합하다.
• 철도 건널목 제어 시스템의 요구사항으로는 철도 건널목은 기차가 들어오고 나가는 경계 영역을 감지하여, 건널목에 있는 게이트를 안전하고 실용적으로 열고 닫는 데 목적을 둔다. 안전하다는 것은 기차가 횡단하고 있을 때에는 게이트는 내려겨 았어야 하며, 실용적이라는 것은 기차가 횡단하고 있지 않을 때에는 되도록 게이트는 올라가 있어야 한다.

제안 방법

• TSC는 실시간 시스템을 구성하는 실시간 객체 단위로 명세된다. TSC의 시멘틱스(semantics)에 대한 실행모엘을 정이함으로써 실시간 시스템의 시뮬레이션, 코드 생성 그리고 검 중 도구의 개발을 위한 기반이 되며, TSC에 자원과 우선순위의 개념을 추가한 TSCR를 제안함으로써 실시간 시스템의 다양한 요구사항의 명세 는 물론 태스들의 시간성 보장을 위한 스케줄링가눙성 분석 (s아idulabiHty analysis)을 할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한, 실시간 시스템의 예제로 철도 건널목 제어시스템을 TSCR를 이용하여 명세 하였다.
• TSC에서는 객체, 메쏘드를 모두 상태의 형태로 표현하고 그 상하 관계에 따라 계층적으로 표현한다. 또한 실시간 시스템의 다양한 시간 제약사항과 시간의 흐름에 따른 실시간 객체의 상태 변화를 표현하기 위하여 클럭 변수(어 ock variable)를 도입한다. 클럭 변수들은 보롱 변수와 마찬가지로 그 값을 비교하고 변경할 수 있으나 시간의 흐름에 따라 그 값이 같은 비율로 증가한다는 차이가 있다.
• TSC의 시멘틱스(semantics)에 대한 실행모엘을 정이함으로써 실시간 시스템의 시뮬레이션, 코드 생성 그리고 검 중 도구의 개발을 위한 기반이 되며, TSC에 자원과 우선순위의 개념을 추가한 TSCR를 제안함으로써 실시간 시스템의 다양한 요구사항의 명세 는 물론 태스들의 시간성 보장을 위한 스케줄링가눙성 분석 (s아idulabiHty analysis)을 할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한, 실시간 시스템의 예제로 철도 건널목 제어시스템을 TSCR를 이용하여 명세 하였다.
• 또한, 자원 할당 함수(resource mapping function 또는 nnf)를 두어 단계적으로 실시간 객체, 메쏘드, 상태별로 자원을 구별한다. 자원할 당 함수(rmf)를 정의하면
• 철도 건널목 제어 시스템은 고신뢰도를 요구하는 실시간 시스템으로서 시스템의 동작 중에 발생하는 논리적, 물리적, 시간적 오류는 바로 인명 피해를 유발하는 교퉁 사고로 연결될 수 있다. 예제로써 이 시스템을 dRTO로 모델링하며 추출된 각각의 실시간 객체들의 행위를 TSCR롤 이용하여 명세한다.

성능/효과

• TCSRe TSC를 바탕으로 시스템의 계충적 설계 및 분석, 다양한 시간 제약사항, 객체 간의 통신, 자원, 우선순위 둥 실시간 시스템에 필요한 여러 개념을 지원하므로 실시간 시스템을 명세하고 召중하는데 적합하다. TSCR를 이용함으로 씨 여러 프로세스들이 한정된 공유자원을 사용하는 시스템을 묘사할 수 있고 여러 프로세스들이 동시에 수행되는 상황과 프로세스들 간의 통신을 표현할 수 있다.
• 본논분에서는 살 시간 객체 모넬인 dRTO 모델을 비롯한 객체 지향 기반의 실시간 시스템의 행위를 명세하기 위한 정형명세 언어인 TSCR를 제안하였다. TCSRe TSC를 바탕으로 시스템의 계충적 설계 및 분석, 다양한 시간 제약사항, 객체 간의 퉁신, 자원, 우선순위 둥 실 시간 시스템에 필요한 여러 개념음 지원하므로 실시간 시스템을 명세하고 검증하는 데 적합하다. TSC는 실시간 시스템을 구성하는 실시간 객체 단위로 명세된다.
• 프로세스 대수의 일종인 ACSR-VP는 명세가 된 시스템이 정확한지를 검사하는 검중 방법으로 바이 시뮬레이션(bisimulation)과 스케줄링 가능성 분석올 이용한다. 실제로 스케줄링 가눙성 분석은 VERSA(Verification, Execution and Rewrite System for ACSR)[5] 툴을 이용하여 구현 명세가 정확성 명세와 둥가(equivalence)라는 것을 보이고 다음에 정확성 명세가 IDLING TASK와 둥가 관계이 있는지 보임으로써 구현 명세가 정확하다는 것을 검중한다. 즉, 시스템이 데드라인 내에 일을 끝낼 수 있는지를 검증한다.

후속연구

• 현재 dRTO 모델을 위한 스크립터(scripts), TSCR를 명세하기 위한 그래픽 칼 편집기, 시뮬레이터 등을 개발 중이며, 스케줄링가눙성 검중 및 분석도구에 대한 연구가 진행 중이다. 향후 명세된 실시간 시스템의 타당성(gibility), 요구사항과 명세의 일관성(consistency), 실시간 제약사항에 대한 검중 방법, 자동 豆드 생성기법과 이를 위한 통합 자동화도구를 개발할 예정이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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