초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 다양한 종류의 저성능 IoT 디바이스에서 클라우드 환경의 컴퓨팅 파워를 프로그래밍 언어의 제약 없이 쉽게 실행할 수 있는 IoT와 Cloud를 융합한 가상기계를 개발하는 것이다.
연구목표를 달성하기 위해, 저성능의 IoT 디바이스에서도 동작 가능한 경량 가상기계(lightweight virtual machine)와 클라우드 환경으로 복잡한 연산을 위임시킬 수 있는 오프로딩(offloading) 모델을 제안하고, 그 모델로부터 야기되는 다음과 같은 네 가지 분야를 연구하였다: (1) 저성능 I

□ 연구개요
본 연구의 목표는 다양한 종류의 저성능 IoT 디바이스에서 클라우드 환경의 컴퓨팅 파워를 프로그래밍 언어의 제약 없이 쉽게 실행할 수 있는 IoT와 Cloud를 융합한 가상기계를 개발하는 것이다.
연구목표를 달성하기 위해, 저성능의 IoT 디바이스에서도 동작 가능한 경량 가상기계(lightweight virtual machine)와 클라우드 환경으로 복잡한 연산을 위임시킬 수 있는 오프로딩(offloading) 모델을 제안하고, 그 모델로부터 야기되는 다음과 같은 네 가지 분야를 연구하였다: (1) 저성능 IoT 디바이스에 적합하게 설계된 경량의 IoT-Cloud 가상기계용 중간언어와 실행 모듈 개발 (2) 입력 프로그램의 부하 요소를 분석하고 실행 정보를 추출하기 위한 기계학습과 정적 및 동적 분석을 결합한 프로파일러(profiler) 개발 (3) 높은 컴퓨팅 능력이 필요한 작업을 클라우드 환경으로 동적으로 전달할 수 있는 연산 오프로딩(computation offloading) 기법과 콘텍스트 관리 기법 개발 (4) 가상기계 중간 코드를 네이티브 코드로 변환하여 IoT 디바이스와 클라우드 환경에서 최적화된 실행 성능을 제공하기 위한 JIT 컴파일러의 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
제안한 연구계획대로 연구를 수행하여 연구과제의 개발 목표를 모두 완료하고 개발내용을 테스트하고 마무리함.
• 연구결과 :
- 논문 : SCI-급 저널에 모두 9편의 논문(SCIE-6편, SCOPUS-3편)을 발표, 발표논문 중 SCI-급 상위 저널인 Q1급 저널(IF-3.557)에 1편을 게재하고, Q2 급저널(IF-2.075, 1.530)에 각각 1편씩 2편을 게재함.
- 수상 : 4편의 Best Paper Award 를 수상.
- 지적재산권 : 개발결과 프로그램 3건(IoT-Cloud 융합가상기계 시스템, 딥 러닝 기반 동적 프로파일러 시스템, 오프로딩을 위한 정적 프로파일러 시스템)을 지적재산권으로 등록함.
- 국제학술대회 및 국내학술대회 : 28편의 논문을 발표

□ 연구개발결과의 중요성
- 본 연구에서 개발한 기술은 저성능 IoT 디바이스의 성능을 확장, 개선할 수 있는 원천기술로 다양한 IoT 디바이스에서 특정한 운영체제나 아키텍쳐와 같은 플랫폼에 종속되지 않고 높은 연산능력을 필요로 하는 프로그램을 오프로딩을 통해 효과적으로 실행할 수 있는 환경을 제공함.
- 본 연구애서 개발한 IoT-Cloud 융합 가상기계 시스템은 기존의 IoT 기술을 한 단계 발전시켜 사회 전반에 큰 영향을 줄 수 있는 기술로 센서 정보수집이나 제어 위주의 애플리케이션 영역을 보다 지능화된 미디어, 에너지 관리, 운송, 생체 신호 정보 처리, 사회 기반시설 관리, 제조 생산, 의료-헬스케어 시스템 등으로 폭넓게 확장 가능함.
- 본 연구는 저성능의 IoT 디바이스를 스마트 IoT 디바이스화하여 다양한 IoT 서비스와 애플리케이션을 제공할 수 있는 기계학습 기반 IoT-Cloud 융합 가상기계 시스템을 개발하여 스마트 IoT 디바이스로 구성된 차세대 분산 IoT-Cloud 시스템을 위한 원천기술을 확보함.
- 이와 같은 기술은 시스템 소프트웨어 기술로 개발규모가 크고 복잡하여 시간이 많이 걸려 장기간의 지원이 필요하며, 현재 국내 및 해외에 없는 기술로 IoT 기술이 확산됨에 따라 국내 원천기술을 확보할 수 있는 호기를 맞고 있는 실정임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 나. 연구의 필요성 및 중요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 1) 저성능 IoT 디바이스에 적합한 가상기계 ISA 설계 ... 8
• 2) 경량의 IoT-Cloud 가상기계 실행 모듈 개발 ... 9
• (3) 효율적인 IoT–Cloud 오프로딩을 위한 프로파일러 개발 ... 11
• (4) 클라우드 기반의 프로파일 정보 생성을 위한 기계학습기 개발 ... 13
• (5) 저성능 IoT 디바이스의 성능 확장을 위한 IoT–Cloud 융합 가상기계의 오프로딩 기술 개발 ... 15
• (6) IoT–Cloud 융합 가상 기계를 위한 콘텍스트 관리 기술 개발 ... 16
• (7) IoT–Cloud 융합 가상기계를 위한 JIT 컴파일러 개발 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 22
• 대표적 연구실적 ... 27
• 끝페이지 ... 48