초록

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많은 산업 분야에서 사용되는 실시간 시스템은 논리적 정확성뿐만 아니라 시간적 정확성을 요구한다. 그래서 실시간 시스템에서 동작하는 작업들은 항상 마감시간을 지키기 위해 작업에 대한 스케줄링이 매우 중요한 요소가 된다. 그리고 시스템의 신뢰도를 높이기 위해서는 고장 감내가 반드시 필요하다. 특히. 현대 기술의 발달로 일부 분야에서 사용되어 지던 실시간 시스템이 실시간 내장형 시스템 형태로 다양한 분야에 사용되어 진다. 내장형 시스템을 개발하는데 있어 자원의 절약 또한 하나의 중요한 요소이다. 따라서 본 논문에서는 실시간 시스템에서의 작업들이 마감 시간을 만족하며 고장 감내를 보장하는 시간 중복 기법과 백업 기법을 혼합하여 주기적으로 동작하는 작업들의 신뢰도와 자원의 효율 및 절약을 높이는 스케줄링 기법을 제안하고 실험한다.

많은 산업 분야에서 사용되는 실시간 시스템은 논리적 정확성뿐만 아니라 시간적 정확성을 요구한다. 그래서 실시간 시스템에서 동작하는 작업들은 항상 마감시간을 지키기 위해 작업에 대한 스케줄링이 매우 중요한 요소가 된다. 그리고 시스템의 신뢰도를 높이기 위해서는 고장 감내가 반드시 필요하다. 특히. 현대 기술의 발달로 일부 분야에서 사용되어 지던 실시간 시스템이 실시간 내장형 시스템 형태로 다양한 분야에 사용되어 진다. 내장형 시스템을 개발하는데 있어 자원의 절약 또한 하나의 중요한 요소이다. 따라서 본 논문에서는 실시간 시스템에서의 작업들이 마감 시간을 만족하며 고장 감내를 보장하는 시간 중복 기법과 백업 기법을 혼합하여 주기적으로 동작하는 작업들의 신뢰도와 자원의 효율 및 절약을 높이는 스케줄링 기법을 제안하고 실험한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 기존에 연구 되어진 시간 중복을 통한 고장 감내 스케줄링 기법들은 작업의 실행시간이 작업의 주기 내에 두 번 이상 실행6 가능할 만큼 적은 것을 가정하거나 작업을 중요한 동작 부분과 선택적인 동작 부분으로 나누어 연구되어 왔다.[3] 본 논문에서는 이러한 작업에 대한 가정을 두지 않고 고장 감내를 가능케 하는 스케줄링 기법을 살펴보도록 하겠다.
• 향후 과제 로뇬 스케줄링에 의해 말생하는 프로세서의 휴지 시간을 비주기적인 작업이 프로세서에 도착했을 때 사용케 하는 방안을 연구해 봄직하다. 그리고 스케줄링 가능성에 사용된 한정 값을 높여 프로세서 효율을 높이면서 자원 절약의 효과를 볼 수 있는 방안도 연구하고자 한다.

가설 설정

• 프로세서에 각각의 작업들을 할당하기 위해서 스케줄 링 가능성을 검사하기 위해 RMS에서 사용된 한정공식을 이용하고 또한 고장을 고려한 스케줄링 가능성을 동시에 검사한다. 고장을 고려한 한정 값은 고장이 발생했을 시 작업 집합 Tl에 포함되는 작업일 경우 작업의 실행이 한 주기에 두 번 동작하는 것으로 가정하여 계산한다. 두 조건을 만족하면 해당 프로세서에 작업을 할당하고 EDF 기법을 이용하여 마감시간이 짧은 작업에 높은 우선순위를 주어 작업을 스케줄링한다.
• 그리고 각각의 작업은 서로 독립적이고 우선순위에 의해 서로 선점이 가능하며, 주기와 마감시간이 같다고 가정한다.
• 이러한 일시적인 고장은 작업의 마지막에 감지할 수 있다. 본 논문에서는 일시적인 고장을 고려하며 고장이 발생한 시점에서 하나의 작업만 고장에 영향을 받는 것으로 가정한다. 즉 고장에 대한 다른 작업으로의 전이가 일어나지 않는다.

제안 방법

• 고장을 고려한 한정 값은 고장이 발생했을 시 작업 집합 Tl에 포함되는 작업일 경우 작업의 실행이 한 주기에 두 번 동작하는 것으로 가정하여 계산한다. 두 조건을 만족하면 해당 프로세서에 작업을 할당하고 EDF 기법을 이용하여 마감시간이 짧은 작업에 높은 우선순위를 주어 작업을 스케줄링한다.
• 실시간 시스템의 높은 신뢰도를 보장하고 시스템 자원의 재활용 및 절약을 위해 기존에 연구되어진 시간 중복을 통한 고장 감내 기법과 백업을 통한 고장 감내 기법을 혼용하여 신뢰도를 높이는 방안을 제안한다. 기존에 연구 되어진 시간 중복을 통한 고장 감내 스케줄링 기법들은 작업의 실행시간이 작업의 주기 내에 두 번 이상 실행6 가능할 만큼 적은 것을 가정하거나 작업을 중요한 동작 부분과 선택적인 동작 부분으로 나누어 연구되어 왔다.
• 제안된 스케줄링 기법을 자원의 재활용과 절약의 측면에서 액티브 백업 기법 및 패시브 백업 기법과 비교 실험하였다. 작업 주기는 1에서 100사이로 랜덤하게 설정하였고, 실행 시간은 해당 주기의 2/3 이하의 랜덤 수로 설정하였으며 고장 비율은 0.05%로 하였다.
• 프로세서에 각각의 작업들을 할당하기 위해서 스케줄 링 가능성을 검사하기 위해 RMS에서 사용된 한정공식을 이용하고 또한 고장을 고려한 스케줄링 가능성을 동시에 검사한다. 고장을 고려한 한정 값은 고장이 발생했을 시 작업 집합 Tl에 포함되는 작업일 경우 작업의 실행이 한 주기에 두 번 동작하는 것으로 가정하여 계산한다.

데이터처리

• 제안된 스케줄링 기법을 자원의 재활용과 절약의 측면에서 액티브 백업 기법 및 패시브 백업 기법과 비교 실험하였다. 작업 주기는 1에서 100사이로 랜덤하게 설정하였고, 실행 시간은 해당 주기의 2/3 이하의 랜덤 수로 설정하였으며 고장 비율은 0.

이론/모형

• 프로세서에 작업이 할당되어 지고 나면 낮은 실행시간 대 마감시간 비율을 가지는 작업 즉, 작업 집합 h에 포함되는 작업에 대해서 시간 중복 고장 감내를 보장키 위해 NP(Notification Point)를 계산한다. NP는 Backward RM 기법을 이용한다.[4]

성능/효과

• 두 실험결과를 보면 액티브 백업 기법보다 제안 기법이 약 25%의 프로세서 절약을 보이고 패시브 백업 기법 보다는 약 10% 이상의 프로세서가 더 사용되어 지는 것을 볼 수 있다.
• 실시간 시스템에서 작업의 시간 제약 조건을 만족하면서 시스템의 신뢰도를 높일 수 있는 방안을 살펴보고 기존의 백업 기법을 이용한 고장 감내 스케줄링과 스케 줄링 가능성을 만족하기 위해 필요한 프로세서의 수를 비교하여 자원 절약의 효과를 볼 수 있었다. 향후 과제 로뇬 스케줄링에 의해 말생하는 프로세서의 휴지 시간을 비주기적인 작업이 프로세서에 도착했을 때 사용케 하는 방안을 연구해 봄직하다.
• 실시간 내장형 시스템의 개발에서 또한 중요한 요소는 자원의 효율적인 사용을 들 수 있다. 이에 본 논문에서는 자원의 효율적인 사용과 시스템의 신뢰도를 보장할 수 있는 기법을 제안하고 실험을 통해 기존의 고장 감내 률 위한 액티브 백업 기법보다 자원 절약 및 더 나은 성능을 보여준다.

후속연구

• 실시간 시스템에서 작업의 시간 제약 조건을 만족하면서 시스템의 신뢰도를 높일 수 있는 방안을 살펴보고 기존의 백업 기법을 이용한 고장 감내 스케줄링과 스케 줄링 가능성을 만족하기 위해 필요한 프로세서의 수를 비교하여 자원 절약의 효과를 볼 수 있었다. 향후 과제 로뇬 스케줄링에 의해 말생하는 프로세서의 휴지 시간을 비주기적인 작업이 프로세서에 도착했을 때 사용케 하는 방안을 연구해 봄직하다. 그리고 스케줄링 가능성에 사용된 한정 값을 높여 프로세서 효율을 높이면서 자원 절약의 효과를 볼 수 있는 방안도 연구하고자 한다.

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