[논문]임베디드 시스템을 위한 JAVA API 구현

노시영; 신성윤; 박상준; 이종찬

[국내논문] 임베디드 시스템을 위한 JAVA API 구현
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노시영 (군산대학교 컴퓨터정보공학과) , 신성윤 (군산대학교 컴퓨터정보공학과) , 박상준 (군산대학교 컴퓨터정보공학과) , 이종찬 (군산대학교 컴퓨터정보공학과)

임베디드 시스템을 지원하는 JAVA API를 개발하면 임베디드 시스템을 개발자가 JAVA를 사용하므로써 코드의 재사용, 객체지향 개념의 시스템 개발들을 가능하게 한다. JAVA API를 구현하는데 있어 시스템에 의존적인 부분들이 존재하게 되는데, 이는 native 함수에서 구현한다. 본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베디스 시스템 디바이스의 JAVA API를 통한 제어에 초점을 두었다.

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문제 정의

본 논문에서는 임베디드 시스템의 플랫폼에 상관없이 어플리케이션에서 이용할 수 있는 HAL 관련 JAVA API를 추가하였다.

제안 방법

HAL 관련 API의 구현은 어플리케이션 자바 API에서 하드웨어에 종속적인 JNI에 상관없이 JNI를 이용하기 위해 HAL 자바 API를 설계하였다.
디바이스 장치를 나타내는 클래스로 인터페이스로 구현하였다.
버튼 이벤트 관련 API의 구현은 버튼 장치의 경우는 OS에서 버튼 클릭 시, Event를 발생시켜 자바의 다른 EventListener와 동일하게 구동해야 하지만 디바이스 특성상 완전한 EventListener 형태로 구현하기는 어렵다. 따라서 특정 옵저버 패턴을 사용하여 주제(Subject)역할을 하는 ButtonHook 클래스를 구축하였고, 실제 디바이스를 감시하는 PollThread를 사용하여 디바이스 감지 ButtonEvent를 발생시킨다.
Packet 단위로 통신을 함으로 IPacket이라는 인터페이스를 사용하여 클래스를 운용한다. 또한 통신 디바이스 클래스는 패킷의 송수신을 여부를 파악하기 위하여 Runnable 인터페이스를 상속하여 이를 감시토록 한다.
본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베디드 시스템의 디바이스를 JAVA API를 통해 제어하는데에 초점을 두었다. 플랫폼에 의존적인 native 부분은 JNI(Java Native Interface)를 통해 구현하였다.
임베디드 시스템을 위한 자바 API와 고려사항으로 본 논문에서 제안한 자바 API의 구조는 두 부분으로 구성된다( 참조).
자바 API를 구현하였으므로, 이들 API가 올바르게 동작하는지를 알아보기 위하여 간단한 임베디드 어플리케이션으로 테스트를 한다.
4 버전의 개발툴을 이용하였다. 타겟 컴퓨터는 하이버스의 XHyper270-TKU를 이용하여 임베디드 시스템용 JAVA API를 개발하였고, 임베디드 시스템의 JVM은 JamVM을 이용하였다. JamVM은 GNU Classpath 자바 클래스 라이브러리를 이용하게 설계되었다.
본 논문에서는 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 구현하는데 있어 플랫폼 독립적인 자바 부분과 의존적인 native 부분으로 나누어 설계 및 구현하였고, 임베디드 시스템의 디바이스를 JAVA API를 통해 제어하는데에 초점을 두었다. 플랫폼에 의존적인 native 부분은 JNI(Java Native Interface)를 통해 구현하였다. JNI란 자바와 자바 이외의 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이브러리가 상호 작동할 수 있도록 연결시켜주는 인터페이스로 자바에서 지원하지 못하는 플랫폼 종속적인 기능들과 이미 다른 언어로 만들어진 애플리케이션이나 라이브러리를 사용할 수 있게 한다.

후속연구

본 논문에서 연구한 임베디드용 자바 API를 활용하면 다양한 임베디드용 어플리케이션을 개발할 수 있다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

IPacket 클래스란?

IPacket 클래스는 패킷의 사이즈를 반환하는 메서드를 제공하는 인터페이스이다. 통신 디바이스 관련 클래스는 IPacket클래스를 상속 받아야 하며, 어플리케이션에서 IPacket 클래스를 구현하여 필요한 데이터를 추출해야 한다.

HAL의 기능은?

java)이고 다른 하나는 각각의 디바이스들을 제어하기 위한 플랫폼 의존적 시스템 호출 위해 JNI 형식을 사용하여 C나 C++로 구현한 네이티브 라이브러리이다. HAL은 하위단인 디바이스와 상위단인 자바 어플리케이션의 인터페이스를 수행함으로서 상위 계층이 하위 계층과 독립적인 프로그래밍이 가능하도록 지원한다.

자바 API의 구조는 어떻게 되는가?

임베디드 시스템을 위한 자바 API와 고려사항으로 본 논문에서 제안한 자바 API의 구조는 두 부분으로 구성된다(<그림1> 참조). 하나는 API를 구성하는 인터페이스와 클래스들을 제공하는 자바 부분(*.java)이고 다른 하나는 각각의 디바이스들을 제어하기 위한 플랫폼 의존적 시스템 호출 위해 JNI 형식을 사용하여 C나 C++로 구현한 네이티브 라이브러리이다. HAL은 하위단인 디바이스와 상위단인 자바 어플리케이션의 인터페이스를 수행함으로서 상위 계층이 하위 계층과 독립적인 프로그래밍이 가능하도록 지원한다.

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