Energy-aware EDZL Real-Time Scheduling on Multicore Platforms

한상철(Sangchul Han) Korean Institute of Information Scientists and Eng 2016 정보과학회논문지 Vol.43 No.3

곡관 및 분기관이 존재하는 배관 검사용 이동 로봇 설계

한상철(SangChul Han),이건욱(KunWook Lee),문형필(Hyungpil Moon) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10

Periodical inspection and monitoring on industrial structure, such as nuclear power plant, petrochemical complex, ships, bridges are very important to secure safety industrial structure. However, most of current inspection methods have been performed in dangerous or limitative a place for human. In this paper, we introduce a pipe inspection climbing robot which consists of adhension mechanism and moving mechanism for climbing at high speed and obstacle avoiding mechanism for overcoming bend-pipe or branch-pipe. We have designed a robot mechanism and performed static equilibrium conditions and dynamic simulation using Recurdyn.

Stack Resource Policy를 사용하는 동적 우선순위 스케줄링에서 작업 큐잉을 위한 효율적인 자료구조

한상철(Sangchul Han),박문주(Moonju Park),조유근(Yookun Cho) 한국정보과학회 2006 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.33 No.5·6

Stack Resource Policy (SRP)는 몇 가지 독특한 특성을 가진 실시간 동기화 프로토콜이다. 그 특성 중의 하나는 초기 수행 차단(early blocking)으로서, 공유자원을 요청하는 시점에 작업의 수행을 정지시키는 것이 아니라, 작업의 수행 시점 자체를 연기하도록 한다. SRP가 EDF와 같은 동적 우선순위 스케줄링 알고리즘과 같이 사용될 경우, 초기 수행 차단을 지원하기 위해 스케줄러는 수행이 블록(block)되지 않을 작업 중 가장 우선순위가 높은 작업을 선택해야 하며, 이러한 탐색 연산은 수행 오버헤드(runtime overhead)의 원인이 된다. 본 논문에서는 SRP와 EDF를 같이 사용할 때의 스케줄러 수행 오버헤드를 분석한다. 기존의 준비 큐(ready queue) 구현 방식과 탐색 알고리즘을 사용하면 작업의 수가 많아짐에 따라 작업 탐색 오버헤드가 매우 커진다. 이 문제를 해결하기 위하여, 본 논문은 스케줄러가 효율적으로 작업을 탐색할 수 있는 준비 큐 자료구조와 ??O(「log₂n」)의 복잡도를 가지는 작업 탐색 알고리즘을 제안한다. The Stack Resource Policy (SRP) is a real-time synchronization protocol with some distinct properties. One of such properties is early blocking; the execution of a job is delayed instead of being blocked when requesting shared resources. If SRP is used with dynamic priority scheduling such as Earliest Deadline First (EDF), the early blocking requires that a scheduler should select the highest-priority job among the jobs that will not be blocked, incurring runtime overhead. In this paper, we analyze the runtime overhead of EDF scheduling when SRP is used. We find out that the overhead of job search using the conventional implementations of ready queue and job search algorithms becomes serious as the number of jobs increases. To solve this problem, we propose an alternative data structure for the ready queue and an efficient job-search algorithm with ??O(「log₂n」) time complexity.

최소 여유시간 알고리즘의 예측성

한상철(Sangchul Han) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.18 No.1

실시간 우선순위 스케줄링(priority-driven scheduling)에서 실제 수행시간에 기반하여 스케줄 할 때의 수행 종료 시간이 최대 실행시간에 기반하여 스케줄 할 때의 종료시간보다 빠름이 보장되면, 그 스케줄링 알고리즘을 ‘수행 종료시간 예측가능(predictable)하다’라고 한다. EDF(Earliest Deadline First)[l]와 같은 작업수준 고정 우선순위 (job-level fixed priority) 알고리즘은 수행 종료시간이 예측가능함이 알려져 있다. 본 논문은 작업수준 동적 우선순위(job-level dynamic priority) 알고리즘인 최소 여유시간 알고리즘(Least Laxity Algorithm, LLA)[2,3]이 수행 종료시간 예측가능함을 증명한다.

멀티프로세서 실시간 스케줄링에서 오프라인 동적 전압조절 기법

한상철(Sangchul Han),박민규(Minkyu Park),박문주(Moonju Park) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.40 No.6

멀티프로세서 실시간 스케줄링에서 동적 전압 조절(DVS, dynamic voltage scaling)에 관한 많은 연구가 있다. 하지만 대부분은 분할스케줄링(partitioned scheduling)에 관한 연구이며, 전역스케줄링 (global scheduling)에 관한 연구는 매우 적다. 본 논문은 전역 실시간 스케줄링 알고리즘인 EDF(k)에 적용하는 오프라인 DVS 기법을 제안한다. 이 기법은 주어진 동일 행속도(uniform speed)에 기반을 두어 태스크의 정적 개별 수행속도(individual speed)를 결정하고, 실제 수행시간이 최악 수행시간보다 적음을 고려하여 이중 수행속도(dual speed)를 결정한다. 실험 결과, 이 기법은 프로세서의 수가 8개일 때 동일 수행속도만 적용하는 경우에 비해 최대 약 23%의 에너지를 절감할 수 있다. There are many research on DVS(dynamic voltage scaling) in multiprocessor real-time scheduling. Most of them, however, can be applied to partitioned scheduling. There are a few research on DVS in global scheduling. This paper proposes an off-line DVS scheme for EDF^(k), which is a global scheduling algorithm for identical multiprocessor systems. This scheme determines static individual speed for each task based on the uniform speed, and then determines dual speed in order to utilize the difference between the actual execution time and the worst case execution time. The experimental results show that the proposed scheme can reduce the energy consumption by up to about 23% compared with the uniform speed technique when the number of processor is 8.

멀티프로세서 실시간 시스템에서 스케줄 가능성을 향상시킨 변형된 LLF 스케줄링 알고리즘

한정희(Junghee Han),한상철(Sangchul Han) 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.39 No.3

LLF(Least Laxity First) 스케줄링 알고리즘은 작은 여유시간을 가진 태스크가 높은 우선순위를 갖는 동적 우선순위 실시간 스케줄링 알고리즘이다. LLF는 단일프로세서에서 최적임이 알려져 있지만, 멀티프로세서에서는 최적의 아니다. 본 논문은 LLF를 변형한 LazyLLF(Lazy Least Laxity First) 스케줄링 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘은 실시간 태스크의 우선순위를 일시적으로 역전시킴으로써 프로세서의 유휴시간을 줄여 스케줄 가능성을 향상시킨다. 본 논문은 증명을 통해 LazyLLF가 LLF보다 강 우월(strictly dominate)함을 보이고, 모의실험을 통해 LazyLLF와 LLF의 스케줄 성공률을 비교한다. LLF(Least Laxity First) is a dynamic priority scheduling algorithm that gives higher priority to an active job with less laxity. It is known that LLF is optimal on uniprocessor but not on multiprocessor. This paper presents LazyLLF(Lazy Least Laxity First) scheduling algorithm which is a modification of LLF. LazyLLF reduces processor idle time by allowing temporary priority inversion, so that it improves the schedulability of LLF. This paper proves that LazyLLF strictly dominates LLF, and compares the schedulability of LazyLLF and LLF through simulation.

에너지 저장장치용 슈퍼커패시터 이온 도핑 제어를 통한 에너지 밀도 향상 연구

박병준,유선미,양성은,한상철,노태무,이영희,한영희,Park, Byung-jun,Yoo, SeonMi,Yang, SeongEun,Han, SangChul,No, TaeMoo,Lee, Young Hee,Han, YoungHee 한국전력공사 2019 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.5 No.3

최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온 커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다. Recently, demand for high energy density and long cycling stability of energy storage system has increased for application using with frequency regulation (F/R) in power grid. Supercapacitor have long lifetime and high charge and discharge rate, it is very adaptable to apply a frequency regulation in power grid. Supercapacitor can complement batteries to reduce the size and installation of batteries. Because their utilization in a system can potentially eliminate the need for short-term frequent replacement as required by batteries, hence, saving the resources invested in the upkeep of the whole system or extension of lifecycle of batteries in the long run of power grid. However, low energy density in supercapacitor is critical weakness to utilization for huge energy storage system of power grid. So, it is still far from being able to replace batteries and struggle in meeting the demand for a high energy density. But, today, LIC (Lithium Ion Capacitor) considered as an attractive structure to improve energy density much more than EDLC (Electric double layer capacitor) because LIC has high voltage range up to 3.8 V. But, many aspects of the electrochemical performance of LIC still need to be examined closely in order to apply for commercial use. In this study, in order to improve the capacitance of LIC related with energy density, we designed new method of pre-doping in anode electrode. The electrode in cathode were fabricated in dry room which has a relative humidity under 0.1% and constant electrode thickness over $100{\mu}m$ was manufactured for stable mechanical strength and anode doping. To minimize of contact resistance, fabricated electrode was conducted hot compression process from room temperature to $65^{\circ}C$. We designed various pre-doping method for LIC structure and analyzing the doping mechanism issues. Finally, we suggest new pre-doping method to improve the capacitance and electrochemical stability for LIC.

글루타민 보충이 운동유발성 염증지표와 근피로지표에 미치는 영향

김인송 ( Kim Insong ),한상철 ( Han Sangchul ) 인천대학교 스포츠과학연구소 2019 스포츠科學硏究誌 Vol.32 No.0

본 연구의 목적은 글루타민 보충에 따른 근력운동 후 염증지표(CRP, WBC)와 근피로지표(Lactate) 및 근 통증에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 연구대상은 20대 근력운동 경험이 없는 성인 남성 9명을 선정하였다. 보충방법은 글루타민을 (0.3g/kg/day) 1주일 동안 보충 하였다. 운동방법은 근력운동의 1RM을 측정한 후 30~40% 강도로 30회 씩 3SET 진행하였으며, 근육에 과부하를 주기 위해 Set간 휴식시간을 10초로 한정하였다. 1주일간의 보충 전과 후에 CRP, WBC, Lactate, VAS를 측정 하고 측정한 자료를 비교·분석 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, CRP의 경우, 글루타민 보충전과 보충 후 간에 유의한 차이가 없었다. 둘째, WBC의 경우, 글루타민 미보충시 보다 글루타민 보충 후에 유의한 감소가 나타났다. 셋째, Lactate의 경우, 글루타민 보충전과 보충 후 간에 유의한 차이가 없었다. 마지막으로 VAS의 경우, 글루타민 미보충시 보다 글루타민 보충 후에 유의한 감소를 나타내었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 운동전 1주일 동안 글루타민의 보충은 염증지표인 WBC와 운동 후 발생하는 근 통증 감소에 효과가 있다고 사료된다. This study followed a group of non-popularized high school elite athletes for a year and explored hope and self efficacy on career according to the level of athletic performance. A total of fourteen (14) track and field student-athletes from three (3) different sports-specialized high schools were recruited and collected data three times (pre, during, and post-season) using the Snyder’s Trait Hope Scale (Snyder, 2002) and Career Decision Making Self-Efficacy Scale (Betz, Klein, & Taylor, 1996). Fourteen participants completed all three phases of data collection and were interviewed. The results revealed that those with superior athletic performance maintained higher hope level compared to those who were inferior in performance. However, the career decision making self efficacy was even lower among the athletically superior group. This suggested that the high school elite athletes with superior performance level might not possess superior ability to navigate future career after their retirement. Similar patterns were evident during the follow up one-on-one interview. In conclusion, those with lower athletic performance considered diverse career alternatives after retirement compared to those with superior athletic performance.

다중처리기 상의 실시간 태스크를 위한 고정 우선순위 스케줄링 알고리즘의 성능 향상

박민규(Minkyu Park),한상철(Sangchul Han),김희헌(HeeHeon Kim),조성제(Seongje Cho),조유근(Yookun Cho) 한국정보과학회 2005 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.11 No.1

본 논문은 다중처리기 상에서 고정 우선순위 스케줄링 알고리즘의 성능을 향상시키는 기법을 제시한다. 이 기법은 여유시간(laxity)이 0인 작업(job)에 가장 높은 우선순위를 부여하고 다른 작업들보다 우선적으로 스케줄 한다. 이 기법을 적용한 고정 우선순위 알고리즘은 원래의 알고리즘을 strictly - dominate한다. 즉, 원래의 고정 우선순위 알고리즘이 스케줄 할 수 있는 모든 태스크 집합(task set)을 스케줄 할 수 있으며, 원래의 고정 우선순위 알고리즘이 스케줄하지 못하는 일부 태스크 집합을 스케줄 할 수 있다. 또한 모의실험을 통하여 제안한 기법을 적용한 알고리즘이 스케줄 가능한 태스크 집합의 수와 스케줄 보장 이용률(schedulable utilization bound) 측면에서 원래의 알고리즘보다 우수함을 보인다. This paper presents a scheme to enhance fixed priority scheduling algorithms on multiprocessors. This scheme gives the highest priority to jobs with zero laxity and schedules them prior to other jobs. A fixed priority algorithm employing this scheme strictly dominates the original one; it can schedule all task sets schedulable by the fixed priority algorithm and some task sets not schedulable by the fixed priority algorithm. Simulation results show that the proposed scheme improves fixed priority algorithms in terms of the number of schedulable task sets and schedulable utilization bound.

험지 이동을 위한 사족 로봇의 유압구동 다리 설계

서재홍(Jaehong Seo),한상철(SangChul Han),김진현(Jinhyeon Kim),박상신(Sangshin Park),김진탁(Jin Tak Kim),조정산(Jungsan Cho) 대한기계학회 2023 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2023 No.4