초록

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

DVR은 아날로그(analog) 테이프 레코더(tape recorder)에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있어 빠른 속도로 아날로그 테이프 레코더를 대치하고 있다［1］. 지금까지 대부분의 DVR시스템은 MS사의 윈도우즈 (MS-windows)애 기반하여 개발되었으나 MS윈도우즈 운영체제의 비공개 소스 코드(source code)로 인해 효율적인 시스템을 개발하기 어려운 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 운영체제의 코드가 오픈 되어있어 누구나 원하는 소프트웨어를 개발할 수 있는 리눅스(Linux) 운영체제를 기반으로 한 DVR시스템의 통신 모듈을 설계한다. 또한 본 논문에서는 리눅스 운영체제의 스케쥴링에 의한 실시간 프로그램의 부하를 측정하고, 본 논문에서 구현한 통신 모듈을 사용하여 프로세스의 개수에 따른 DVR시스템의 성능을 측정하였다. 측정 결과 구현한 통신 모듈은 20Mbps이상의 전송 속도로 수행되는 것으로 나타났다.

DVR은 아날로그(analog) 테이프 레코더(tape recorder)에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있어 빠른 속도로 아날로그 테이프 레코더를 대치하고 있다［1］. 지금까지 대부분의 DVR시스템은 MS사의 윈도우즈 (MS-windows)애 기반하여 개발되었으나 MS윈도우즈 운영체제의 비공개 소스 코드(source code)로 인해 효율적인 시스템을 개발하기 어려운 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 운영체제의 코드가 오픈 되어있어 누구나 원하는 소프트웨어를 개발할 수 있는 리눅스(Linux) 운영체제를 기반으로 한 DVR시스템의 통신 모듈을 설계한다. 또한 본 논문에서는 리눅스 운영체제의 스케쥴링에 의한 실시간 프로그램의 부하를 측정하고, 본 논문에서 구현한 통신 모듈을 사용하여 프로세스의 개수에 따른 DVR시스템의 성능을 측정하였다. 측정 결과 구현한 통신 모듈은 20Mbps이상의 전송 속도로 수행되는 것으로 나타났다.

AI 본문요약

엑셀 다운로드 AI-Helper

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

• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 구체적으로 리눅스 시스템에서 프로세스의 개수가 증가할 때, 하나의 프로세스가 수행하기 위해 기다려야 하는 시간을 평가한다. 또한 본 논문에서는 리눅스 운영체제 하에서 본 연구에서 개발하고 있는 DVR시스템의 하부통신 모듈의 성능을 측정 한다.
• 본 논문에서는 TriMedia사의 DVR시스템용 보드를 사용하여 리눅스 운영체제 하에서 DVR시스템을 구현하였다. 현재 대부분의 DVR시스템에서는 MPEG-4(Moving Picture Experts Group standards 4) 표준을 사용하여 동영상을 압축, 복원한다.
• 이는 시스템의 부하를 줄여 항상 실시간 응용 프로그램의 요구를 충족시키는 일종의 오버 프로비젼(overprovision) 방식이다. 본 논문에서는 리눅스 시스템을 임베디드 시스템으로 사용할 때 스케쥴링으로 인한 옹용 프로그램의 성능에 미치는 영향을 평가한다. 구체적으로 리눅스 시스템에서 프로세스의 개수가 증가할 때, 하나의 프로세스가 수행하기 위해 기다려야 하는 시간을 평가한다.
• 본 논문에서는 실행 중이던 프로세스가 스케쥴러에 의해 수행대기 큐로 들어간 후 다시 CPU를 할당받아 수행을 시작하기 전까지 대기하는 시간(실행 큐에서의 대 기 시간)을 측정하였다. 이러한 대기시간은 특히 실시간 응용 프로그램의 성능에 많은 영향을 미치게 되므로, 실시간 응용 프로그램의 성능에 영향을 미치지 않고 각각의 옹용 프로그램에서 요구하는 최대한의 성능을 낼 수 있는 프로세스 개수롤 측정하였다.
• 본 절에서는 리눅스 시스템의 스케쥴링이 실시간 응용 프로그램의 성능에 미치는 영향을 측정한다. 리눅스 스케쥴링은 기본적으로 프로세스의 우선순위(priority)에 의해 수행시간을 비 균등적으로 배분하는 간단한 방식이다 [3][4].
• 본 절에서는 본 논문에서 구현한 통신 모듈을 이용하여 TriMedia보드롤 사용하여 리눅스를 운영체제로 사용하는 DVR시스템을 구현하였을 때의 성능에 대하여 기술한다. 본 논문에서 구현한 통신 모듈의 성능을 측정한 방법은, 호스트와 타겟간에 제어 채널을 생성후 스트림과 메시지 채널을 각 10개씩 생성하여, 호스트에서 타겟으로 10만번 데이터를 전송한 후, 전송받은 데이터를 다시 타겟에서 호스트로 전송한다.
• 본 절에서는 본 논문에서 리눅스(이하 호스트, host) 기반의 DVR시스템을 구현하기 위하여 사용한 TriMedia보 드(이하 타겟, target)의 구조를 기술한다.

가설 설정

• 즉, 각 프로세스가 실행 중에 스케쥴링으로 인해 수행을 멈추고 기다리게 되는 시간이 프로세스의 개수가 증가함에 따라 어떻게 변화하는지 측정하여 그래 프로 나타낸 것이다. 이때 순수한 스케쥴링에 의한 부하를 측정하기 위해서 모든 프로세스는 I/O가 없는 프로그램을 수행한다고 가정한다.

제안 방법

• 이 때 총 수행시간을 측정하고 총 송 수신 받은 데이터의 양을 측정하여 통신 모듈의 전송속도를 측정하였다. DVR 시스템은 1개 이상의 입력단을 가지고 있으므로 다중 프로세스 환경 하에서 성능을 측정하였다. 즉, 1개의 제어 채널을 공유하는 각각의 프로세스를 통하여 각 프로세스가 스트림과 메시지 채널을 생성하여 채널을 통하여 메시지를 송수신하는 방법을 사용하였다.
• 본 논문에서는 리눅스 시스템을 임베디드 시스템으로 사용할 때 스케쥴링으로 인한 옹용 프로그램의 성능에 미치는 영향을 평가한다. 구체적으로 리눅스 시스템에서 프로세스의 개수가 증가할 때, 하나의 프로세스가 수행하기 위해 기다려야 하는 시간을 평가한다. 또한 본 논문에서는 리눅스 운영체제 하에서 본 연구에서 개발하고 있는 DVR시스템의 하부통신 모듈의 성능을 측정 한다.
• 제어 채널은 TriMedia에서 제공하는 이벤트와 메시지 방식을 이용하며 호스트와 타겟 프로그램이 시작될 때 생성되고 프로그램이 종료될 때까지 사용되는 채널이다. 또한 제어 채널을 통하여 메시지와 스트림 채널의 생성, 소멸, 관리, 전송 상태 등에 관련된 명령어들이 교환되도록 구현하였다. 스트림 채널은 호스트와 타겟간에 필요에 의해 능 동적으로 생성, 소멸되는 채널이며, 스트림 채널은 경계 없는 데이터의 전송을 위하여 사용된다.
• 본 논문에서 구현한 DVR시스템은 평균 전송속도가 20MBps 이상으로 MPEG-4압축기법을 사용하는 시스템에서는 깨끗한 영상을 제공할 수 있다. 또한, 다중 프로세스 환경 하에서도 성능에 큰 영향을 받지 않고 수행되는 통신 모듈을 구현하였다.
• 본 절에서는 본 논문에서 구현한 통신 모듈을 이용하여 TriMedia보드롤 사용하여 리눅스를 운영체제로 사용하는 DVR시스템을 구현하였을 때의 성능에 대하여 기술한다. 본 논문에서 구현한 통신 모듈의 성능을 측정한 방법은, 호스트와 타겟간에 제어 채널을 생성후 스트림과 메시지 채널을 각 10개씩 생성하여, 호스트에서 타겟으로 10만번 데이터를 전송한 후, 전송받은 데이터를 다시 타겟에서 호스트로 전송한다. 이 때 총 수행시간을 측정하고 총 송 수신 받은 데이터의 양을 측정하여 통신 모듈의 전송속도를 측정하였다.
• <그림 3>에서 알 수 있듯이 프로세스의 개수가 6개까지일 경우에는 스케쥴링 부하가 높지 않게 나타났다. 이 결과를 바탕으로 본 논문에서는 다수의 프로세스를 쓰레드(thread)로 구현하여 DVR시스템의 통신 모듈을 수행하였다 [6].
• 본 논문에서 구현한 통신 모듈의 성능을 측정한 방법은, 호스트와 타겟간에 제어 채널을 생성후 스트림과 메시지 채널을 각 10개씩 생성하여, 호스트에서 타겟으로 10만번 데이터를 전송한 후, 전송받은 데이터를 다시 타겟에서 호스트로 전송한다. 이 때 총 수행시간을 측정하고 총 송 수신 받은 데이터의 양을 측정하여 통신 모듈의 전송속도를 측정하였다. DVR 시스템은 1개 이상의 입력단을 가지고 있으므로 다중 프로세스 환경 하에서 성능을 측정하였다.
• 본 논문에서는 실행 중이던 프로세스가 스케쥴러에 의해 수행대기 큐로 들어간 후 다시 CPU를 할당받아 수행을 시작하기 전까지 대기하는 시간(실행 큐에서의 대 기 시간)을 측정하였다. 이러한 대기시간은 특히 실시간 응용 프로그램의 성능에 많은 영향을 미치게 되므로, 실시간 응용 프로그램의 성능에 영향을 미치지 않고 각각의 옹용 프로그램에서 요구하는 최대한의 성능을 낼 수 있는 프로세스 개수롤 측정하였다.<그림 3>은 인텔사의 펜티엄 III 프로세서(Intel Pentium III processor)를 장착한 컴퓨터에서 Linux(kernel version 2.
• DVR 시스템은 1개 이상의 입력단을 가지고 있으므로 다중 프로세스 환경 하에서 성능을 측정하였다. 즉, 1개의 제어 채널을 공유하는 각각의 프로세스를 통하여 각 프로세스가 스트림과 메시지 채널을 생성하여 채널을 통하여 메시지를 송수신하는 방법을 사용하였다.
• 채널은 TriMedia의 커널(kernel) 드라이버(driver)에서 제공하는 세 가지 하부 통신 방식과, 두 개의 공유 순환(circular)큐(queue)로 구현된다. 즉, 호스트와 타겟간의 통신은 모두 이 채널을 통하여 이루어지며 채널은 전송되는 데이터의 특성에 따라 세 가지로 나누어지며, 제어, 스트림(stream), 메시지(message)채널이 본 논문에서 구현한 DVR시스템에서 사용된 논리적 채널의 세 가지 종류이다.
• 측정 방법은 수행 중인 프로세스가 스케쥴링 되어서 CPU에서 수행대기 큐로 내려가는 시점에 시스템의 시간 을 기록해 놓고, 다시 스케쥴링이 되어 CPU에서 수행을 시작하게 되면 이전에 저장해 놓은 시간과 현재시간을 비교하여 수행대기 큐에서 얼마동안 대기했는지를 측정하고, 5분 단위로 프로세스의 개수를 증가시켜 프로세스의 개수별로 단위 시간당 대기시간의 평균값을 구하였다. 이 평균값을 그래프로 표현한 것이 <그림 3>이다.

이론/모형

• 본 논문에서 구현한 리눅스 기반의 DVR시스템은 TriMedia에서 구현한 세 가지 하부 통신 방식을 기반으로 하였으며, 호스트와 타겟간의 고속의 데이터 통신을 제공하기 위하여 채널 개념과 DMA(Direct Memory Access)방식을 사용하였다. 채널은 TriMedia의 커널(kernel) 드라이버(driver)에서 제공하는 세 가지 하부 통신 방식과, 두 개의 공유 순환(circular)큐(queue)로 구현된다.

성능/효과

• 본 논문에서 구현한 DVR시스템은 평균 전송속도가 20MBps 이상으로 MPEG-4압축기법을 사용하는 시스템에서는 깨끗한 영상을 제공할 수 있다. 또한, 다중 프로세스 환경 하에서도 성능에 큰 영향을 받지 않고 수행되는 통신 모듈을 구현하였다.

후속연구

• 본 논문에서 구현한 DVR시스템을 기반으로 향후 인터넷을 통해 분산된 DVR시스템을 원격으로 통합, 제어, 관리하는 통신 모듈 개발과, 리눅스와 DSP보드 사이의 멀티프로세스 환경을 위한 고속의 통신 모듈 개발을 향후 과제로 한다.

본문요약 정보가 도움이 되었나요? 예 아니오 제출

이 논문을 인용한 문헌

더보기