Checkpoint Placement for Multiple Real-time Periodic Tasks with Hard Deadlines

郭成祐(Seong Woo Kwak) 대한전기학회 2004 전기학회논문지 D Vol.53 No.8

우주용 중복구조 링 카운터를 위한 고장 진단 및 자가 복구 시스템

곽성우(Seong Woo Kwak),양정민(Jung-Min Yang) 대한전기학회 2013 전기학회논문지 Vol.62 No.1

This paper proposes a novel scheme of fault detection and self-recovery for space-borne dual ring counters subject to transient faults. The considered ring counter is equipped with hardware redundancy, but it has a limited output domain where direct access to the current state is unavailable. We employ the theory of corrective control to detect any transient fault occurring to the counter bits and to realize immediate self-recovery of the ring counter back to the normal state. The structure of the fault-tolerant controller is designed to be minimal regardless of the counter size. To validate the applicability, we implement the proposed system on a commercial FGPA board.

소프트 데드라인을 가지는 실시간 태스크에서의 체크포인터 삽입 방법

곽성우(Seong-Woo Kwak),양정민(Jung-Min Yang) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.21 No.1

본 논문에서는 주기보다 긴 데드라인을 가지는 실시간 태스크에 대한 체크포인트 배치 기법을 제안한다. 과도고장의 영향을 받는 실시간 시스템에서 멀티 태스크들은 Rate Monotonic 알고리듬으로 스케줄링된다. 제안하는 기법은 고장 환경 하에서 멀티 태스크가 성공적으로 수행 완료될 확률을 최대화하는 체크포인트 구간 길이를 결정하는 것이다. 데드라인이 주기보다 긴 경우 RM 알고리듬의 스케줄링 가능성을 테스트하는 방법과 멀티 태스크의 수행 성공 확률 식은 데드라인이 주기와 동일한 경우보다 더 복잡하게 유도된다. 사례 연구를 통해서 제안된 기법의 적용가능성을 입증한다.

확률 최적화를 이용한 비선점형 Rate Monotonic 스케줄링의 체크포인트 구간 결정

곽성우(Seong Woo Kwak),양정민(Jung-Min Yang) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회논문지 Vol.21 No.1

체크포인트 기법은 실시간 시스템의 내고장성을 구현하는 대표적인 방법이다. 본 논문에서는 확률 최적화를 이용하여 체크 포인트 구간을 결정하는 기법을 제시한다. 본 논문에서 다루는 실시간 시스템은 멀티 태스크(multi-task)들로 구성되며 Poisson 분포를 가지는 과도 고장이 발생한다. 또 멀티 태스크들은 비선점형 Rate Monotonic 알고리듬으로 스케줄링된다. 이번 연구에서는 멀티 태스크들의 수행 성공 확률을 체크포인트 삽입 개수로 표현하는 최적화 문제를 설정하고 이 확률값을 최대로 만드는 체크포인트 개수와 구간 길이를 구한다. 제안된 확률 계산 과정은 체크포인트 재수행 횟수에 대한 비선점형 RM 알고리듬의 스케줄링 가능성을 판별하는 방법도 포함한다. 사례 연구를 통해서 제안된 기법의 적용가능성을 입증한다. Checkpointing is one of common methods of realizing fault-tolerance for real-time systems. This paper presents a scheme to determine checkpoint intervals using probabilistic optimization. The considered real-time systems comprises multiple tasks in which transient faults can happen with a Poisson distribution. Also, multi-tasks are scheduled by the non-preemptive Rate Monotonic (RM) algorithm. In this paper, we present an optimization problem where the probability of task completion is described by checkpoint numbers. The solution to this problem is the optimal set of checkpoint numbers and intervals that maximize the probability. The probability computation includes schedulability test for the non-preemptive RM algorithm with respect to given numbers of checkpoint re-execution. A case study is given to show the applicability of the proposed scheme.

HSDPA 기반 실시간 영상 전송 및 위치 인식 시스템

곽성우,최홍,양정민,Kwak, Seong-Woo,Choi, Hong,Yang, Jung-Min 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.1

This paper presents a real-time image transferring and localization system utilizing HSDPA, a commercial wireless network system. A novel image compression algorithm is developed based on MPEG4 to comply with uploading bandwidth of 130 kbps and QVGA image transmission of 30 fps. Aiming at being embedded in moving vehicles, the proposed system has a small size, low power consumption, and robustness to disturbances. We validate the performance of the system by presenting captured images of transferring video and localization data. Our system can be applied to real-time surround monitoring in moving vehicles or real-time ecology observation in remote places. 본 논문에서는 HSDPA 상용 무선 네트워크 환경을 이용하여 실시간으로 영상 데이터를 전송하고 위치를 인식하는 시스템을 제안한다. 이번 연구에서는 MPEG4를 기반으로 하는 새로운 영상 압축 알고리듬을 개발하여 130 kbps 대역폭과 30 fps의 QVGA 영상 전송률을 실현하였다. 이동 차량에 탑재할 목적으로 본 시스템을 소형화하고 전력 효율을 좋게 하였으며 외란에도 견실하게 설계하였다. 시스템을 실제 구동시켜 얻은 동영상 캡쳐 화면과 위치 인식 데이터를 제시하여 개발한 시스템의 성능을 검증한다. 본 시스템은 순찰차 및 대중교통 시스템에 적용하는 것을 목표로 하고 있으며 유선 전송이 어려운 오지 환경에서 실시간으로 영상정보를 획득하고자 할 때도 적용 가능하다.

멀티 태스크를 가진 실시간 시스템에서 체크포인트를 이용한 과도고장 극복

곽성우(Seong Woo Kwak),양정민(Jung-Min Yang) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

본 논문에서는 주기적 멀티 태스크를 가진 실시간 시스템에 대한 최적의 체크포인트 삽입 방법을 제안한다. 실시간 태스크들은 Rate Monotonic 알고리듬으로 스케줄링되며 과도 고장에 의해 영향을 받는다. 제안하는 기법은 고장 환경 하에서 태스크들이 성공적으로 수행 완료될 확률을 최대화하는 체크포인트 구간 길이를 결정하는 것이다. 본 논문에서는 특히 각 태스크의 데드라인이 주기보다 큰 일반적인 경우를 다룬다. 데드라인이 주기보다 작거나 같은 특수한 상황에 비해서 RM 알고리듬의 스케줄링 가능성을 테스트하는 방법과 태스크들의 수행 성공 확률식은 더 복잡하게 유도된다. 사례 연구를 통해서 제안된 기법의 적용가능성을 입증한다.

핸드피스용 BLDC 모터 속도 제어시스템의 설계

곽성우(Seong Woo Kwak),양정민(Jung Min Yang) 한국전자통신학회 2016 한국전자통신학회 논문지 Vol.11 No.6

본 논문에서는 미용 목적의 핸드피스에 사용가능한 BLDC 모터의 속도 제어 시스템을 구현한다. 저비용개발을 위해 모터 내부의 홀 센서 값을 속도 제어에 이용하였다. 모터 전원 회로와 드라이버 회로는 가정용 220V 전원을 입력으로 사용하도록 설계하였으며 별도의 다른 전원은 필요로 하지 않는다. 핸드피스 작업 시 발생하는 부하 변동에 따른 급속한 속도 증가를 방지하기 위해 별도의 과속 방지 제어기를 탑재하였다. 개발된 제어 시스템은 5,000∼30,000 RPM 구간에서 운용 가능하다. 본 연구에서 개발된 핸드피스 모듈에서 부하변동이 있음에도 불구하고 모터의 속도가 일정하게 유지됨을 실험으로 입증한다. In this paper, we develope a speed control system of a BLDC motor for handpieces used in beauty applications. To reduce implementation cost, the control system utilizes hall sensors embedded in BLDC motors for speed estimation. The developed power module of a motor uses only 220V home voltage, so that the control system does not need any other power sources. An over-speed limit controller is also developed to slow down a motor when the speed goes up rapidly for a moment upon some heavy load is removed. The control system is designed to operate a handpiece with speed in the range of 5,000∼30,000 RPM. Experiment results show the validity of the developed system, which maintains the speed of a motor steady even though a load is varied.

성능 함수를 고려한 실시간 제어 태스크에서의 최적 체크 포인터 구간 선정

郭成祐(Seong-Woo Kwak),鄭容朱(Young-Joo Jung) 대한전기학회 2008 전기학회논문지 Vol.57 No.5

In this paper, a novel method to determine the optimal checkpoint interval for real-time control task is proposed considering its performance degradation according to tasks's execution time. The control task in this paper has a specific sampling period shorter than its deadline. Control performance is degraded as the control task execution time is prolonged across the sampling period and eventually zero when reached to the deadline. A new performance index is defined to represent the performance variation due to the extension of task execution time accompanying rollback fault recovery. The procedure to find the optimal checkpoint interval is addressed and several simulation examples are presented.

이중화 구조를 이용한 비동기 디지털 시스템의 방사선 고장 극복

곽성우(Seong Woo Kwak),양정민(Jung-Min Yang) 제어로봇시스템학회 2014 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.20 No.6

Asynchronous digital circuits working in military and space environments are often subject to the adverse effects of radiation faults. In this paper, we propose a new hardening technique against radiation faults. The considered digital system has the structure of DMR (Double Modular Redundancy), in which two sub-systems conduct the same work simultaneously. Based on the output feedback, the proposed scheme diagnoses occurrences of radiation faults and realizes immediate recovery to the normal behavior by overriding parts of memory bits of the faulty sub-system. As a case study, the proposed control scheme is applied to an asynchronous dual ring counter implemented in VHDL code.

극저준위 방사성 폐기물을 위한 효율적인 ${\gamma}$-선 및 ${\beta}$-선 측정 방법 개발

곽성우,염유선,김호경,조규성,박주완,김창락,송명재,Kwak, Sung-Woo,Yeom, Yu-Sun,Kim, Ho-Kyung,Cho, Gyu-Seong,Park, Joo-Wan,Kim, Chang-Lak,Song, Myung-Jae 대한방사선방어학회 2001 방사선방어학회지 Vol.26 No.4

매년 병원에서 사용 후 폐기되는 비가연성 폐기물은 ${\gamma}$-선과 ${\beta}$-선을 방출하지만 방사능은 주변방사능 수준으로 매우 낮다. 이를 측정하기 위한 기존의 방법은 비효율적이고 복잡하므로, 좀더 간단한 방법이 긴요하다. 본 논문에서는 측정 방사선의 특성상 핵종에 따라 다른 측정방법을 사용하였는데, ${\gamma}$-선 방출 핵종은 표준시료로부터 효율곡선식을 도출하여 미지의 방사능을 측정하였다 ${\beta}$-선 방출 핵종은 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 계측 효율을 예측하고 표면장벽형계측기로 측정하여 미지의 방사능 양을 결정하는 새로운 방법을 제시하였다. 연구결과에 의하면 이론적 계산치와 표면장벽형 계측기를 이용하면 전처리를 필요로하는 액체섬광계수기를 이용하지 않고 또한 계측효율을 결정하기 위한 비경제적인 표준시료 측정시험과정 없이도 저에너지 방사선을 약 17% 오차 범위내에서 결정할 수 있다고 판단된다. The non-combustible RI wastes disposed of in hospital every year emit ${\gamma}$-ray or ${\beta}$-ray but their activities are very low to the extent of background. Development of more simple methods is needed because the conventional detection methods are so ineffective and complex. In this study, to solve this problem, detection method using efficiency curve for ${\gamma}$-ray emitting radioactive wastes measurement is proposed and experimental detection efficiency equation is also determined through HPGe's standard specimen measurement. For ${\beta}$-emitting radioisotopes detection, new measurement method using detection efficiency estimated by Monte Carlo simulation and SBD measurements is also proposed. According to the results of this paper, the unknown activity of low-level radioactive wastes without LSC requiring the preparation of standard sample and measurement for standard source detection efficiency could be determined efficiently and simply about ${\pm}17%$ in errors by using the theoretical detection efficiency and the SBD measurement result.