웨어러블 컴퓨터를 위한 저전력 실시간 운영체제 eRTOS 설계 및 구현

국문 초록 (Abstract)

오늘날의 내장형 시스템은 군사 무기체계, 로봇, 인공위성 등과 같이 전통적인 내장형 시스템과 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), PDAs(Personal Digital Assistants)와 같이 통신과 멀티미디어 기기가 결합된 디지털 컨버전스 시스템에서 먹는 PC, 웨어러블 컴퓨터와 같은 차세대 PC 개념으로 진화하고 있다. 차세대 PC는 문서작성?인터넷 검색?데이터 관리 등에서 사용되었던 기존의 PC에서 분기된 네트워크 기반의 인간중심 디지털 정보기기이다. 웨어러블 컴퓨터는 극히 전력과 메모리 제한적인 시스템으로, 구성 하드웨어의 제약 사항을 극복하고 사용자 서비스의 QoS를 제공하기 위해 초소형이면서 저전력 기능을 갖춘 실시간 운영체제를 사용해야만 한다. 본 논문에서는 웨어러블 컴퓨터를 위한 저전력 실시간 운영체제 eRTOS를 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 eRTOS는 18KB의 풋프린트(footprint)로 동적전력 관리 기법(Dynamic Power Management)과 장치 전력 관리 기법(Device Power Management)의 저전력 기법이 구현되어 있다. 웨어러블 컴퓨터의 응용프로그램을 실험하여 47%의 전력 소모 감축효과를 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In recent years, embedded systems have been expanding their application domains from traditional embedded systems such as military weapons, robots, satellites and digital convergence systems such as celluar phones, PMP(Portable Multimedia Player), PDAs(Personal Digital Assistants) to Next Generation Personal Computers(NGPCs) such as eating PCs, wearable computers. The NGPCs are network-based, human-centric digital information devices diverged from the traditional PCs used mainly for document writing, internet searching and database management. Wearable computers with battery capacity and memory size limitations have to use real-time operating systems with small footprints and low power management techniques to provide user's QoS in spite of hardware constraints. In this paper, we have designed and implemented a low-power RTOS (called eRTOS) for wearable computers. The implemented eRTOS has 18KB footprints and the dynamic power management and the device power management schemes are adapted in it. Experimental results with wearable computer applications show that the low power techniques could save energy up to 47 %.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 관련연구
• Ⅲ. 초소형 저전력 실시간 운영체제 - eRTOS
• Ⅳ. 실험 환경 및 결과
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 한동원, "차세대 PC" (95) : 132-137, 2004

2 ETRI, "정보 가전용 실시간 OS 컨퍼런스" 한국정보처리학회 2000

3 장래혁, "저전력 시스템과 저전력 소프트웨어" 18 (18): 59-71, 2001

4 한동원, "입고 다니는 차세대 PC" (19) : 1-12, 2005

5 조문행, "실시간 운영체제에서 작업량 관찰에 기반한 저전력 기법의 설계 및 구현" 한국콘텐츠학회 7 (7): 69-78, 2007

6 조문행, "내장형 시스템을 위한 경량 실시간 스케줄링 기법의 설계 및 구현" 5-12, 2007

7 정갑주, "내장형 리눅스" 18 : 18-25, 2000

8 J. Jean, "ųC/OS, The Real-time Kernel" R&D Publications 1993

9 "i.MX21 Application Processor Reference Manual" Freescale 2005

10 M. T. Schmitz, "System-Level Design Techniques for Energy- Efficient Embedded Systems" Kluwer academic publishers 2004

11 I. Puaut, "Real-Time Performance of Dynamic Memory Allocation Algorithms" 41-48, 2002

12 P. R. Wilson, "Dynamic Storage Allocation:A Survey and Critical Review" 1-116, 1995

13 B. Brock, "Dynamic Power Management for Embedded Systems" 416-419, 2003

14 T. Ogasawara, "An algorithm with constant execution time for dynamic storage allocation" 21-27, 1995

15 W. Y. Xia, "A Task-Specific Approach to Dynamic Device Power Management for Embedded System" 158-165, 2005