μTMO 모델 기반 실시간 센서 네트워크 운영체제

Abstract

센서 네트워크의 응용 범위가 점차 넓어지면서 군사 분야나 방사능 감지와 같이 실시간성을 요구하는 응용분야가 생겨나게 되었다. 하지만 기존의 센서 운영체제 연구는 효율적인 자원 활용에 초점을 두고 연구가 진행되었기 때문에 실시간성을 만족시켜 주기 어려운 구조를 가지고 있다. 본 논문에서는 정시성을 보장하는 실시간 분산 객체 TMO 모델을 센서 네트워크의 제한된 자원 환경에 알맞도록 경량화시킨 μTMO 모델을 제안한다. μTMO 모델을 이용한 실시간 센서 네트워크 운영체제를 개발하기 위하여 한국전자통신연구원에서 개발한 센서 노드용 운영체제인 Nano－Q＋를 이용하였다. Nano－Q＋의 타이머 모듈을 높은 해상도를 가질 수 있도록 수정하였으며, EDF(Earliest-Deadline-First)기반의 실시간 스케줄러에 CST(Context Switch Threshold) 와 PAS(Power Aware Scheduling) 기법을 적용하여 센서 노드에 적합한 실시간 스케줄러로 변경하였다. μTMO 모델을 지원하기 위해 채널 기반의 통신 수단인 ITC-Channel을 새롭게 구현하였으며, 주기적인 스레드를 관리하는 WTMT(Watchdog TMO Management Task) 모듈을 구현하여 SpM 스레드를 주기에 맞게 실행할 수 있도록 하였다.

As the range of sensor network’s applicability is getting wider, it creates new application areas which is required real-time operation, such as military and detection of radioactivity. However, existing researches are focused on effective management for resources, existing sensor network operating system cannot support to real-time areas. In this paper, we propose the μTMO model which is lightweight real-time distributed object model TMO. We design the real-time sensor network operation system μTMO－NanoQ＋ which is based on ETRI's sensor network operation system Nano－Q＋. We modify the Nano－Q＋'s timer module to support high resolution and apply Context Switch Threshold, Power Aware scheduling techniques to realize lightweight scheduler which is based on EDF. We also implement channel based communication way ITC-Channel and periodic thread management module WTMT