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데이타 의존성을 이용한 실시간 태스크의 잔여 최악실행시간의 개선
이효순(Hyosoon Lee),신현식(Heonshik Shin) 한국정보과학회 1998 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.25 No.6
기존의 실시간 시스템은 프로그램에 존재하는 데이타 의존적인 제어구조와 자원의 공유로 인해 발생하는 지연시간으로 말미암아 최악 실행 시간 값이 과다하게 책정되어 있다. 이 논문에서는 기존의 정적인 시간 분석 방법의 문제점을 보완하기 위해 실시간 모니터를 이용하는 새로운 시간 분석 기법을 제안한다. 이 기법은 프로그램 분석 기법을 사용하여 오프라인에 프로그램 내의 데이타와 제어의 흐름을 파악한 후, 동적으로 데아타 의존적인 제어구조의 결과를 미리 예측하는데 사용될 수 있는 분기 예측 부프로그램을 생성해내고, 자원 사용이 끝나는 시점을 추출해냄으로써 자원을 일찍 반납할 수 있도록 하여 잔여 최악 실행 시간을 개선한다. 따라서 스케쥴러는 더 많은 여유시간을 가질 수 있게 되며 비주기 태스크의 반응 시간을 감소시키는 등 보다 유연한 정책을 펼 수 있다. In real-time computing systems, pessimistic estimation of the worst case execution time is due to the delays caused by data-dependent loops and conditional branches in a program, and resource sharing at run time. In tins paper, we propose a new timing analysis technique that addresses this overestimation problem using a real-time monitor. Our approach first identifies control and data dependencies among statements to generate the branch look-ahead subprogram at compilation time with the program analysis technique, and then refines the RWET(Remaining Worst-Case Execution Time) by predicting the result of data-dependent control structures dynamically and reclaiming on time the resources that are not in use any longer Using this technique, it is possible for a scheduler to have more slack time and adopt more flexible policy such as the reduction in response time of aperiodic tasks.
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이효순(Hyosoon Lee),신현식(Heonshik Shin) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1A
결함허용 시스템은 다양한 형태의 중복을 사용하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 반면, 시스템의 비용을 크게 증가시킨다. 본 논문은 만족스러운 신뢰도를 갖추면서 추가 비용을 적게 요구하는 결함허용 컴퓨터 시스템의 구조를 결정하기 위한 설계 문제를 정의하고 탐색에 기반을 둔 해결법을 제안한다. 이 때, 탐색 기법이 방문하는 탐색 공간의 크기를 줄이기 위하여 사용되는 세 가지의 유용한 사실을 설명한다. 이를 바탕으로 삼중 모듈 중복(TMR: Triple-Modular-Redundancy), 백업 예비(backup sparing), 그리고 혼합 중복(hybrid redundancy) 기법과 같은 결함허용 기법들이 시스템 구조에 적용되었을 때, 탐색 공간을 줄이는 용도로 사용될 수 있는 신뢰도 제약조건을 유도해낸다.
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이효순(Hyosoon Lee),신현식(Heonshik Shin) 한국정보과학회 2002 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.29 No.3·4
본 논문은 고신뢰 실시간 시스템에 체크포인팅을 적용할 수 있도록 실시간성과 신뢰성을 모두 고려하는 체크포인팅 프레임워크를 제공한다. 실시간 태스크의 시간 예측성은 할당된 체크포인트의 수와 태스크가 실행 중에 감내해야하는 고장의 수를 기반으로 태스크의 최악 실행 시간(WCET:Worst Case Execution Time)을 산출함으로써 보장된다. 태스크가 실행 중에 극복해야하는 고장의 수는 태스크의 신뢰성 요구조건을 기반으로 산출됨으로써 태스크의 신뢰성이 보장되도록 한다. 이렇게 얻어진 태스크들의 WCET와 태스크가 극복해야 하는 고장의 수를 이용하여, 각 태스크의 스케쥴 가능성을 보장하기 위해 요구되는 최소의 체크포인트 수를 유도하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 프레임워크는 체크 포인팅의 시간 중복량를 기반으로 하므로, 다른 시간 중복 기법에 대해서도 확장이 용이하다. We provide a checkpointing framework reflecting both the timeliness and the dependability in order to make checkpointing applicable to dependable real-time systems. The predictability of real-time tasks with checkpointing is guaranteed by the worst case execution time (WCET) based on the allocated number of checkpoints and the permissible number of failures. The permissible number of failures is derived from fault tolerance requirements, thus guaranteeing the dependability of tasks. Using the WCET and the permissible number of failures of tasks, we develop an algorithm that determines the minimum number of checkpoints allocated to each task in order to guarantee the schedulability of a task set. Since the framework is based on the amount of time redundancy caused by checkpointing, it can be extended to other time redundancy techniques.
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결함 검출 기법들의 성능 평가를 위한 테스트베드의 설계
윤영원(Young-Won Yun),이효순(Hyosoon Lee),신현식(Heonshik Shin) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2Ⅲ
결함의 검출을 결함 허용 시스템의 결함 허용성과 신뢰도 분석에 있어서 기초가 된다. 결함 검출 기법들은 각기 다른 특성을 가지고 있어 결함의 종류에 따라 다른 검출 능력을 가지기 때문에 효율적으로 시스템의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 결함의 종류에 따라 적절한 기법들을 선별하여 적용해야 할 필요가 있다. 하지만 기존의 연구에서는 결함 검출 기법들에 대해 비교 검토에 대한 연구가 미흡하다. 따라서 결함의 종류에 따른 결함 검출 기법들의 성능을 평가하기 위한 테스트베드가 요구된다. 본 논문에서는 결함 검출을 위해 사용되고 있는 기법들의 종류를 분류하고 특성을 서술한다. 그리고, 리눅스 환경에서 소프트웨어로 구현된 결함 삽입 도구를 이용하여 각 결함 검출 기법들의 성능을 비교하기 위한 테스트베드를 설계한다.
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