연산 특성을 고려한 향상된 적응적 가비지 컬렉션 정책

박송화,이정훈,이원오,김현우,Park, Song-Hwa,Lee, Jung-Hoon,Lee, Won-Oh,Kim, Hyun-Woo 대한임베디드공학회 2018 대한임베디드공학회논문지 Vol.13 No.5

NAND flash memory has widely been used because of non-volatility, low power consumption and fast access time. However, it suffers from inability to provide update-in-place and the erase cycle is limited. The unit of read/write operation is a page and the unit of erase operation is a block. Moreover erase operation is slower than other operations. We proposed the Adaptive Garbage Collection (called "AGC") policy which focuses on not only reducing garbage collection process time for real-time guarantee but also wear-leveling for a flash memory lifetime. The AGC performs better than Cost-benefit policy and Greedy policy. But the AGC does not consider the operation characteristics. So we proposed the Advanced Adaptive Garbage Collection (called "A-AGC") policy which considers the page write operation count and block erase operation count. The A-AGC reduces the write operations by considering the data update frequency and update data size. Also, it reduces the erase operations by considering the file fragmentation. We implemented the A-AGC policy and measured the performance compared with the AGC policy. Simulation results show that the A-AGC policy performs better than AGC, specially for append operation.

실시간 시스템에서의 플래시 메모리 저장 장치를 위한 적응적 가비지 컬렉션 정책

박송화,이정훈,이원오,김희언,Park, Song-Hwa,Lee, Jung-Hoon,Lee, Won-Oh,Kim, Hee-Earn 대한임베디드공학회 2017 대한임베디드공학회논문지 Vol.12 No.3

NAND flash memory has advantages of non-volatility, little power consumption and fast access time. However, it suffers from inability that does not provide to update-in-place and the erase cycle is limited. Moreover, the unit of read/write operation is a page and the unit of erase operation is a block. Therefore, erase operation is slower than other operations. The AGC, the proposed garbage collection policy focuses on not only garbage collection time reduction for real-time guarantee but also wear-leveling for a flash memory lifetime. In order to achieve above goals, we define three garbage collection operating modes: Fast Mode, Smart Mode, and Wear-leveling Mode. The proposed policy decides the garbage collection mode depending on system CPU usage rate. Fast Mode selects the dirtiest block as victim block to minimize the erase operation time. However, Smart Mode selects the victim block by reflecting the invalid page number and block erase count to minimizing the erase operation time and deviation of block erase count. Wear-leveling Mode operates similar to Smart Mode and it makes groups and relocates the pages which has the similar update time. We implemented the proposed policy and measured the performance compare with the existing policies. Simulation results show that the proposed policy performs better than Cost-benefit policy with the 55% reduction in the operation time. Also, it performs better than Greedy policy with the 87% reduction in the deviation of erase count. Most of all, the proposed policy works adaptively according to the CPU usage rate, and guarantees the real-time performance of the system.

복구 성능 향상을 위한 플래시 메모리 관리 기법

박송화,이정훈,조성우,김상현,Park, Song-Hwa,Lee, Jung-Hoon,Cho, Sung-Woo,Kim, Sang-Hyun 대한임베디드공학회 2018 대한임베디드공학회논문지 Vol.13 No.5

NAND flash memory has been widely used for embedded systems as storage device and the flash memory file systems such as JFFS2, YAFFS/YAFFS2 have been adopted by these embedded systems. The flash memory file systems provide the high performance and overcome the limitations of flash memory. However, these file systems don't solve the slow mount time problem when a sudden power failure happens. In this paper, we proposed a flash memory management method for enhancing the recovery performance. The proposed method manages the flash memory block type and stores the block type information at recovery image block. When file operations are occurred, our method stores the file information at the metadata block before and after the file operation. When mounting the flash memory, our method only scans the recovery image blocks and metadata blocks. The proposed method reduces the mount time by seeking the metadata block locations fast by using the recovery image blocks. We implemented the proposed method and evaluation results show that our method reduces the mount time 13 ~ 46 % compared with YAFFS2.

VxWorks 기반 소프트웨어를 위한 원격 테스트 도구의 설계

박송화,이형수,Park, Song-Hwa,Lee, Hyung-Soo 대한임베디드공학회 2012 대한임베디드공학회논문지 Vol.7 No.3

The Quality of embedded system depends on the embedded software. As the complexity and the size of embedded software have been increasing, it is more likely that the software may include faults, and the reliability and stability issues are getting more important. In this paper, we propose a remote test tool for software based on VxWorks by using fault injection method. The test tool consists of test server and test client for testing on the cross development environment. The test server operates in the host system and user can not only test but also monitor the software by using it. The test client operates in the target system and it controls kernel objects and sends the input data into the software when receiving the control and data from the test server. We developed the prototype software and demonstrated the ability of testing software robustness by injecting faults.

NAND형 플래시 메모리의 균등 사용을 위한 지움 정책

박송화(Song-Hwa Park),박은철(Eunchul Park) 한국정보과학회 2009 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.36 No.2B

본 논문은 NAND형 플래시 메모리를 기반으로 한 시스템에서 플래시 메모리의 수명을 연장하기 위하여 균등 사용을 고려한 지움 정책을 제안한다. 플래시 메모리는 비휘발성(non-volatile), 소형, 적은 전력소모 및 높은 내구성 등의 장점을 지니고 있다. 그러나 제자리 덮어쓰기(inplace-update)가 불가능하고 지움 연산 단위가 쓰기 연산 단위보다 크며 지움 연산 횟수가 제한된 단점이 있다. 본 논문은 NAND형 플래시 메모리를 기반으로 한 시스템에서 플래시 메모리의 각 블록에 대하여 지움 횟수 연산을 균등하게 수행하도록 함으로써 플래시 메모리의 수명을 연장할 수 있도록 하는 지움 정책을 제안한다. 제안한 지움 정책은 각 블록을 지움으로써 얻는 이익과 블록 지움 횟수를 기준으로 지움 연산을 수행할 블록을 선택한다. 플래시 메모리에 대한 접근이 순차적인 경우 기존 Greedy 방식과 동일한 성능을 보였으며, 플래시 메모리에 대한 접근이 비순차적인 경우 기존 Greedy 방식에 비하여 각 블록의 지움 횟수가 균등화함을 실험을 통해 확인하였다.

NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

박송화(Song-hwa Park),이주경(Joo-Kyong Lee),정기동(Ki-Dong Chung) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.2

본 논문은 임베디드 시스템에서 대용량 저장시스템에 적합한 NAND 플래시 메모리 기반의 파일 시스템을 제안한다. 플래시 메모리는 비휘발성이며 기존의 하드디스크와 같은 자기 매체에 비해서 크기가 작고 전력소모도 적으며 내구성이 높은 장점을 지니고 있다. 그러나 제자리 덮어쓰기(update-in-place)가 불가능하고 메모리 셀에 대한 초기화 횟수가 제한되는 단점이 있다. 또한 NAND 플래시 메모리는 바이트 단위의 입출력이 불가능하다. 이러한 특성 때문에 NAND 플래시 메모리를 저장장치로 사용할 경우 기존의 저장 장치 관리 방법과는 다른 방법을 요구한다. 본 논문은 임베디드 시스템에서 대용량 저장장치를 위한 NAND 플래시 메모리 기반의 파일 시스템의 구조를 제시하고, 대용량 파일 지원을 위한 메타 데이터 구조와 데이터 수정 기법을 제안한다.

임베디드 기기를 위한 NAND 플래시 파일 시스템의 설계

박송화(Song-Hwa Park),이태훈(Tae-Hoon Lee),정기동(Ki-Dong Chung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.1

본 논문은 NAND 플래시 메모리를 기반으로 한 임베디드 시스템에서 빠른 부팅을 지원하는 파일 시스템을 제안한다. 플래시 메모리는 비휘발성이며 기존의 하드디스크와 같은 자기 매체에 비해서 크기가 작고 전력소모도 적으며 내구성이 높은 장점을 지니고 있다. 그러나 제자리 덮어쓰기가 불가능하고 지움 연산단위가 쓰기 연산 단위보다 크다. 또한 지움 연산 횟수가 제한되는 단점이 있다. 이러한 특성 때문에 기존의 파일 시스템들은 갱신 연산 발생 시, 갱신된 데이터를 다른 위치에 기록한다. 따라서 마운팅 시, 최신의 데이터를 얻기 위해 전체 플래시 메모리 공간을 읽어야만 한다. 이러한 파일 시스템의 마운팅 과정은 전체 시스템의 부팅 시간을 지연시킨다. 본 논문은 임베디드 시스템에서 빠른 부팅을 제공할 수 있는 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 플래시 메모리 이미지 정보와 메타 데이터 블록만을 읽어 파일 시스템을 구축한다. 메타 데이터가 데이터 위치를 포함하기 때문에 마운팅 시, 전체 플래시 메모리 영역을 읽을 필요가 없으며 파일 데이터 위치 저장을 위한 별도의 자료 구조를 RAM 상에 유지할 필요가 없다. 실험 결과, YAFFS에 비해 76%~85% 마운팅 시간은 감소시켰다. 또한 YAFFS에 비해 64%~75% RAM 사용량을 감소시켰다.

모바일 셀룰러 네트워크에서 차별화 된 사용자 이동 패턴을 이용한 동적인 Location Update 기법

박송화(Songhwa Park),임성렬(Sungyeal Im),정기동(Kidong Chung) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.1

본 논문에서는 모바일 셀룰러 네트워크상에서 다양한 이동 단말 이동성을 이용한 동적인 Location Update 기법을 제안한다. 동적인 Location Update 기법에서는 다양한 이동 단말들의 이동 패턴을 고려하기 위해서 Differentiated-Walk Model을 이용하고 그 모델에서 제공하는 핸드오프 확률과 이동성 등급을 이용하여 LA(Location Area)를 형성한다. LA는 사용자의 이동 패턴을 고려하여 동적으로 형성되며이러한 LA를 기반으로 제공되는 페이징 기법을 제안한다.

NAND 플래시 메모리 파일 시스템을 위한 메모리 사용량과 연산의 최적화 기법

박송화 ( Song-hwa Park ),이태훈 ( Tae-hoon Lee ),정기동 ( Ki-dong Chung ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.2

플래시 메모리는 비휘발성, 견고성, 저 전력 소모 등과 같은 장점 때문에 임베디드 시스템에서 저장 매체로 각광받고 있다. 하지만 덮어쓰기 불가능과 읽기/쓰기 연산 단위와 지움 연산 단위의 불일치 등과 같은 하드웨어적인 제약 때문에 기존의 파일 시스템을 그대로 사용할 수 없다. NAND 플래시 메모리용 파일 시스템으로 개발된 RFFS는 빠른 마운팅을 지원하지만 플래시 메모리 사용량에 비례하여 RAM 사용량이 증가하고 빠른 연산을 제공하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 RFFS에 적용할 수 있는 메모리 사용량과 연산의 최적화 기법을 제안한다. 파일 크기에 비례하여 메타데이터 개수가 증가하는 문제점을 해결하였으며 버퍼링을 사용하여 쓰기 연산 성능을 향상시켰다. 또한 파일의 접근 빈도에 따라 데이터 위치 저장을 위한 트리를 생성함으로 메모리 사용량을 최소화하는 동시에 읽기성능도 향상시켰다.

소나 시스템을 위한 정보처리기 이중화 설계

박송화 ( Park Song Hwa ) 한국정보처리학회 2014 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.21 No.2

소나 시스템에서 정보처리기는 정보 융합,시스템 내부 제어 및 외부 시스템 연동 등의 다양한 임무를 수행한다. 정보처리기에 고장이 발생할 경우,소나 시스템의 운영에 치명적인 영향을 끼치게 되므로 소나 시스템의 생존성 및 신뢰성 향상을 위한 정보처리기의 이중화가 필요하다. 이에 본 논문에서는 소나 시스템을 위한 정보처리기의 이중화 방법을 제시한다. 제안하는 이중화 방법은 하드웨어 중복 및 동기식 이중화 방법을 사용하며 정보처리기 이중화 운용을 위한 master 설정 및 외부 연동 방법 등을 기술하였다.