에너지 수확 환경을 위한 초저전력 이벤트 처리 프로세서 구현

국문 초록 (Abstract)

최근 들어, 센서노드의 전원 문제를 해결하는 방안으로 에너지 수확 기술이 주목 받고 있다. 에너지 수확 기술이란 주위에 산재되어 있는 환경 에너지로부터 전원을 얻어 사용하는 친환경적인 신재생 에너지 기술이다. 하지만 이러한 에너지 수확 기술을 이용한 센서 네트워크는 일반적인 센서 네트워크에 비해 여러 단점을 가지고 있다.
이를 해결하기 위해 제안 되어진 초저전력 에너지 수확 센서 네트워크 시스템이 있다. 이 시스템은 기존의 센서 네트워크 구조를 확장시켰다. 이 구조는 배터리 혹은 메인 전원 등으로부터 충분한 에너지를 받아 동작하는 마스터 센서노드와 에너지 수확 기술을 이용하여 얻은 에너지로 동작하는 슬레이브 센서노드로 구성된다.
슬레이브 센서노드는 에너지 수확 기술을 이용하여 동작하기 때문에 여러 기술들을 이용하여 초저전력으로 동작하도록 설계 되었다. 특히 극히 적은 에너지만이 수확되는 상황에서 동작할 수 있도록 센서노드의 동작을 구분하여 저전력 동작이 가능한 동작모드와 일반적인 센서노드의 동작을 수행하는 동작모드를 구분하였다. 하지만 일반적인 CPU의 경우 저전력 동작모드의 동작을 수행하기에는 가지고 있는 기능이 많아 비효율적이다. 이에 본 논문에서는 극히 적은 에너지로 동작 가능한 초저전력 이벤트 처리 프로세서를 설계 구현하고 동작시키기 위한 운영 프로그램 및 이를 위한 Simple compiler를 구현 하였다. 구현한 프로세서를 합성하여 일반적인 센서 노드에서 많이 사용하는 프로세서(8052)와 비교한 결과 초저전력 이벤트 처리 프로세서의 소모 에너지가 일반적인 프로세서에 비하여 매우 적음을 확인 하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 2. 에너지 수확 센서 네트워크 모델
• 2.1. 에너지 수확 기술
• 2.2. 마스터-슬레이브 노드를 가지는 센서 네트워크 모델
• 3. 초저전력 이벤트 처리 프로세서의 설계
• 3.1. 이벤트 처리 프로세서의 동작 및 기능
• 3.2. 이벤트 처리 프로세서의 명령어설계
• 4. 초저전력 이벤트 처리 프로세서의 구현
• 4.1. 초저전력 이벤트 처리 프로세서의 시뮬레이션 및 구현 결과
• 4.2. 초저전력 이벤트 처리 프로세서의 운영 프로그램
• 5. 결론