초록 ▼

□ 연구개요
임베디드 시스템은 목적에 특화되어 설계된 컴퓨터 시스템으로 다양한 산업 분야에서 확대되고, 네트웍을 통해 연결되기도 함은 물론, 하드웨어의 구조 역시 다양하다.
다양한 임베디드 시스템에서 가장 위협이 되는 요소는 소프트웨어의 안정성으로 실제 발생한 소프트웨어 오류로 인해 국내외에서 대형 사고가 발생했던 적도 있었다.
본 연구에서는 다양한 임베디드 시스템 환경에서 개발되는 소프트웨어의 안정성을높이는 방법으로 보편적 실행 모델을 제안하였고, 이는 모델을 통해 소프트웨어를 표현하고, 모델을 검증하고, 코드를

□ 연구개요
임베디드 시스템은 목적에 특화되어 설계된 컴퓨터 시스템으로 다양한 산업 분야에서 확대되고, 네트웍을 통해 연결되기도 함은 물론, 하드웨어의 구조 역시 다양하다.
다양한 임베디드 시스템에서 가장 위협이 되는 요소는 소프트웨어의 안정성으로 실제 발생한 소프트웨어 오류로 인해 국내외에서 대형 사고가 발생했던 적도 있었다.
본 연구에서는 다양한 임베디드 시스템 환경에서 개발되는 소프트웨어의 안정성을높이는 방법으로 보편적 실행 모델을 제안하였고, 이는 모델을 통해 소프트웨어를 표현하고, 모델을 검증하고, 코드를 자동으로 생성함을 통해 임베디드 소프트웨어 응용 개발자의 실수를 줄이고, 모델 검증을 통해 소프트웨어의 안정성을 확보하는 기술이다. 이는 기존의 소프트웨어 개발 방법론에서 테스트를 기반으로 안정성을 확보하는 것과 달리, 실제 시스템이 준비되지 않은 상태에서 모델을 통해 오류를 사전에 검증할 수 있고, 자동 코드 생성을 통해 응용 개발자의 디버깅에 필요한 유지보수도 최소화할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보편적 실행 모델을 통해 임베디드 소프트웨어를 표현하는 방법, 정적 분석 및 자원 요구량 분석하는 기술, 임베디드 소프트웨어의 목적이나 하드웨어 플랫폼에 맞게 코드를 생성하는 기술에 관한 연구를 진행하였고, 실제 예제 시스템을 대상으로 개발 환경을 검증하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
보편적 실행 모델을 정의함에 따라 기존에 표현의 한계가 있는 정형적 모델을 확장하여, 제어나 반복 등과 같은 프로그래밍적 성격을 가지는 표현들에 대해서도 정형적 모델로 표현 및 검증하였고, 이를 실제 사용자가 명세해 볼 수 있는 사용자 환경에 대해 개발하였다. 또한, 모델의 표현 능력에 대한 검증을 위해 5가지 예제에 대해 기능 시뮬레이션을 수행하였다. 모델에 대한 분석 기능으로 정적 분석으로 정형적 모델에서 발생할 수 있는 4가지 종류의 에러에 대해 탐지하는 정적 분석 기능을 개발하였고, 성능 및 자원 요구량 분석 기술을 개발하여 기존 기술 대비, 예측 정확도가 예제나 환경에 따라 최소 0.001%에서 최대 822%까지 향상됨을 확인하였다. 또한, 코드 자동 생성기를 개발하여 기존에 수동으로 개발되는 코드 대비 약 10% 미만의 오버헤드가 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 기본적인 코드 생성 기능을 확장하여 결함 감내가 가능한 코드 생성 기능을 추가하였는데, 결함 감내 영역 및 주입확률에 따라 약 97.15%에 대해 결함을 감내할 수 있음을 확인하였으며, 개발한 소프트웨어에 대해 실제 예제 시스템을 로봇이나 딥 러닝 예제를 통해 실제 환경에서도 적용할 수 있음을 확인하였다.

연구 성과로 3년 동안 학술지 4건, 컴퓨터분야 우수학술대회 10건 발표하였고, 특허도 1건 출원하였으며, 개발한 소프트웨어 도구를 온라인으로 공개하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 네트웍으로 연결되고, 다양한 종류의 로봇이나 임베디드 시스템에서 동작하는 임베디드 소프트웨어를 개발함에 필요한 안정성을 보장하는 것에 초점이 맞춰져 있다. 그리고 기존의 소프트웨어 개발 방법론들이 안정성을 실제 플랫폼에서의 테스트에 맞춰져 있는 것과 다르게 정형적인 모델을 이용하여 정적으로 분석하는 것을 통해 소프트웨어의 안정성을 검증하는 것을 목표로 진행하였다. 즉, 수동으로 만든 것을 검증하는 기존의 방법들과 달리, 검증된 모델로부터 타겟 코드를 자동 생성함으로써 안정성을 보장하는 것이다. 정형적 모델에 기반을 둔 개발 방법론을 통해 실제 하드웨어가 준비되지 않은 상황에서 임베디드 소프트웨어의 여러 목적이나 요구사항을 고려하면서도 신뢰성을 확보할 수 있다는 부분을 복잡한 예제 시스템에 대해 표현 및 검증할 수 있다는 점에서 실제 업계에서도 개발에 적용이 가능할 수 있는 방법론임을 알 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1. 1차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 2.2. 2차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 2.3. 3차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 38