KR100860402B1

KR100860402B1 - 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100860402B1
Application number: KR1020050119862A
Authority: KR
Inventors: 강경순; 정부금; 박혜숙; 문성; 박영식; 신상권; 김해숙; 이경호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2008-09-26
Also published as: KR20070060448A

Abstract

본 발명은 내장형 시스템을 위한 부트로더나 운영체제 혹은 응용프로그램을 업그레이드하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치는, 하드웨어 점검(POST)을 수행하고 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정한 후, 시스템의 업그레이드 필요 여부를 확인하여 업그레이드 동작을 수행하는 제1 부트로더; 및 상기 제1 부트로더의 동작이 완료되면, 상기 내장형 시스템의 운영체제가 실행될 수 있도록 커널(kernel)을 로딩하는 제2 부트로더를 포함하며, 상기 제1 부트로더는 상기 외부 서버로부터 업그레이드를 필요로 하는 상기 제2 부트로더, 상기 커널 또는 응용프로그램에 대한 새로운 시스템 이미지를 제공받아 업그레이드 동작을 수행하되, 상기 업그레이드 동작을 수행하는 중에 에러가 발생하면 상기 외부 서버로부터 상기 새로운 시스템 이미지를 다시 제공받아 상기 업그레이드 동작을 재수행하도록 한다.

내장형 시스템, 부트로더, 부우터, 업그레이드

Description

2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR UPGRADIN SYSTEM USING TWO STEP BOOTLOADER}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 과정을 보여주는 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 내장형 시스템

110: 시스템 업그레이드 장치

111: 제1 부트로더

112: 제2 부트로더

113: 커널

114: 응용 프로그램

120; 통신 장치

130: 외부 서버

본 발명은 내장형 시스템에 관한 것으로, 특히 내장형 시스템을 위한 부트로더나 운영체제 혹은 응용프로그램을 업그레이드하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 내장형 시스템(Embedded System)이란 미리 정해진 기능을 수행하기 위해 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 전자 제어 시스템을 말한다. 상기 내장형 시스템에는 마이크로프로세서가 내장되어 있어 특화된 작업을 수행할 수 있으며, 고유의 운영체제(Operating System)를 갖고 있다.

이러한 내장형 시스템에는 부트 로더(Boot Loader)(또는, 부우터(booter)라고도 칭함)라는 프로그램이 구비되어 있다. 종래에는 내장형 시스템에서 부트로더나 운영체제 혹은 파일 시스템 업그레이드(upgrade) 할 경우, 외부 서버에 접속하여 상기 부트로더나 운영체제 혹은 파일 시스템에 대한 업그레이드 될 이미지를 다운로드 받아 내부의 비휘발성 메모리에 저장한 후 업그레이드를 수행하게 된다.

그러나 만약 이와 같이 업그레이드 절차를 수행하는 중간에 전원이 차단되거나 잘못된 이미지를 비휘발성 메모리에 저장하게 되는 경우, 해당 내장형 시스템은 사용 불가 상태가 되며, 향후 다시 업그레이드를 하기 위해서는 복구를 위한 특별 한 하드웨어 장치가 필요하게 되거나 복잡한 방법을 이용해야 하는 등 사용자 개입이 많아지는 불편이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 일본공개특허 제1999-328040호 '메모리의 판독 제어 방법 및 프로그램의 판독 제어 방법'에는 프로그램의 갱신 중에 장애 발생으로 인하여 동작 불능 상태에 빠질 경우에도 상용 운행을 속행할 수 있는 메모리의 판독 방법이 개시되어 있다. 상기 선행 발명에 따르면 다운로드되는 프로그램의 갱신전 프로그램을 기억하는 제1 메모리와, 갱신후 프로그램을 기억하는 제2 메모리로 메모리를 이중화해두고, 갱신이 유효하면 제2 메모리 내의 갱신 후 프로그램을 실시하며, 갱신이 무효이면 제1 메모리 내의 갱신전 프로그램을 실행함으로써 안정적인 업그레이드를 수행할 수 있다. 그러나 상기 선행 발명을 이용하여 업그레이드를 수행할 경우 프로그램 또는 부트로더를 이중화하여 유지해야 하므로, 이중화된 프로그램 또는 부트로더를 저장하기 위하여 비휘발성 메모리의 소요량이 많아진다는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 부트로더나 운영체제 혹은 응용프로그램을 업그레이드할 경우 사용자의 간섭 및 비휘발성 메모리의 사용을 최소화하고, 업그레이드 도중에 치명적 오류가 발생하더라도 새롭게 업그레이드를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치는, 하드웨어 점검(POST)을 수행하고 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정한 후, 시스템의 업그레이드 필요 여부를 확인하여 업그레이드 동작을 수행하는 제1 부트로더; 및 상기 제1 부트로더의 동작이 완료되면, 상기 내장형 시스템의 운영체제가 실행될 수 있도록 커널(kernel)을 로딩하는 제2 부트로더를 포함하며, 상기 제1 부트로더는 상기 외부 서버로부터 업그레이드를 필요로 하는 상기 제2 부트로더, 상기 커널 또는 응용프로그램에 대한 새로운 시스템 이미지를 제공받아 업그레이드 동작을 수행하되, 상기 업그레이드 동작을 수행하는 중에 에러가 발생하면 상기 외부 서버로부터 상기 새로운 시스템 이미지를 다시 제공받아 상기 업그레이드 동작을 재수행하도록 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법은, 내장형 시스템의 초기 시스템 운용을 위하여 제1 부트로더를 이용하여 하드웨어 점검(POST)을 수행하고 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정한 후, 시스템 업그레이드 필요 여부를 확인하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 확인결과, 업그레이드가 필요없으면 상기 내장형 시스템의 운영체제를 실행하는데 필요한 제2 부트로더, 커널(kernel) 및 응용프로그램을 실행한 후, 업그레이드 수행 여부를 재확인하는 제2 단계; 상기 제1단계 또는 상기 제2단계의 확인 결과, 업그레이드가 필요하면 상기 제1 부트로더는 상기 통신 인터페이스를 통하여 연결된 상기 외부 서버로부터 새로운 시스템 이미지를 제공받아 시스템 업그레이드를 수행하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계의 시스템 업그레이드를 수행하는 동안 오류가 발생하면, 상기 상기 제1 단계로 재진입하여 상기 시스템 업그레이드 동작을 재수행하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1을 참조하면, 상기 본 발명에 따른 시스템 업그레이드(upgrade) 장치(110)는 내장형 시스템(100) 내에 구성되며, 제1 부트로더(111), 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용 프로그램(114)를 포함한다.

본 발명에 따른 시스템 업그레이드 장치는 부트로더(111,112)가 제1 부트로더(111)와 제2 부트로더(112)로 2단계로 구성된다는 점에 특징이 있다.
상기 제1 부트로더(111)는 내장형 시스템(100)의 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(Power-On Self-Test: POST)을 수행하고, 또한 외부 서버(130)와 연결되는 통신 장치(120)를 초기화함으로써 상기 외부 서버(130)와 통신하는데 필요한 통신 인터페이스 설정하는 등의 기능을 갖도록 구성된다. 여기서, 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(POST) 기능이란, 상기 내장형 시스템(100)에 전원이 공급되었을 때, 키보드, 램, 디스크 드라이브 그리고 기타 하드웨어 등이 바르게 동작하는지를 확인하기 위해, 내장형 시스템(100)의 기본입출력장치(Basic Input/Output System: BIOS)가 동작시키는 일련의 진단 시험 기능을 말한다.
이와 같이 상기 제1 부트로더(111) 내에 구성되는 기능들은, POST 수행 또는 통신 인터페이스 설정 등 부트로더 중에서 업그레이드를 하지 않아도 되는 기능들로서, 일반 사용자가 임의 변경이 불가능한 기능들로 구성된다.

그리고 제1 부트로더(111)는 상기의 통신 인터페이스를 통하여 연결된 외부 서버(130)로부터 업그레이드를 필요로 하는 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용프로그램(114)의 시스템 이미지를 제공받아 저장하여 시스템 업그레이드를 수행하되, 시스템 업그레이드를 수행하는 중에 에러가 발생하면 시스템 업그레이드가 성공할 때까지 상기의 시스템 업그레이드 동작을 반복수행하여 준다.

삭제

상기 커널(113)은 운영체계의 다른 모든 부분에 여러 가지 기본적인 서비스를 제공한다. 일반적으로, 커널(113)에는 종료된 입출력 연산 등, 커널(113)의 서비스를 경쟁적으로 요구하는 모든 요청들을 처리하는 인터럽트 처리기와, 어떤 프로그램들이 어떤 순서로 커널(113)의 처리시간을 공유할 것인지를 결정하는 스케줄러, 그리고 스케줄이 끝나면 실제로 각 프로세스들에게 컴퓨터의 사용권을 부여하는 수퍼바이저 등이 포함되어 있다. 커널(113)은 또한, 메모리나 저장장치 내에서 운영체계의 주소공간을 관리하고, 이들을 모든 주변장치들과 커널(113)의 서비스들을 사용하는 다른 사용자들에게 고루 나누어주는 메모리 관리자를 가지고 있다. 그리고 상기 커널(113)은 경우에 따라 파일 시스템을 마운트(mount)한 다음 응용 프로그램(114)를 실행하게 된다. 여기서 응용 프로그램(114)이란 사용자 또는 다른 응용프로그램에게 특정한 기능을 직접 수행하도록 설계된 프로그램이다

그리고 상기 제1 부트로더(111) 및 상기 제2 부트로더(112) 상기 내장형 시스템(100) 내의 프로그램 가능한 비휘발성 메모리 내에 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 부트로더(111,112)는 부트로더 중 업그레이드가 요구되지 않는 기능들로 구성된 제1 부트로더(111)와, 부트로더 중 업그레이드가 요구되는 기등들로 구성된 제2 부트로더(112)을 갖도록 2 단계의 부트로더로 구성됨으로써, 시스템의 업그레이드 도중 전원 차단되거나 잘못된 시스템 이미지를 다운로드 받은 경우 등과 같은 치명적 오류가 발생한 경우에도 상기 제1 부트로더(111)를 이용하여 안정적인 업그레이드가 가능하다. 또한 종래와 같이 부트로더를 2중화하는 경우보다 전체 부트로더가 저장되는 비휘발성 메모리의 공간을 절약할 수 있게 된다.

상기 외부 서버(130)는 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용프로그램(114)에 대한 시스템 이미지를 유지하고, 상기 내장형 시스템(100)내의 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)에 업그레이드가 필요한 경우, 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)을 업그레이드하는데 필요한 새로운 시스템 이미지를 상기 제1 부트로더(111)로 전송함으로써 본 발명에 따른 시스템 업그레이드가 이루어 질 수 있게 된다.

도 2를 참고하면 먼저, 내장형 시스템(100)에 전원이 인가되면 제1 부트로더 (111)가 실행된다(S201). 상기 단계(S201)에서 제1 부트로더(111)에서는 내장형 시스템(100)의 하드웨어 상태를 점검하는 POST 과정과 외부 서버(130)와의 통신 인터페이스를 초기화하는 절차가 수행된다. 이와 같이 상기 제1 부트로더(111)가 실행됨으로써 현재 내장형 시스템(100)의 하드웨어적인 상태가 어떠한지 또는 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용프로그램(114)의 버전(version) 상태를 확인할 수 있게 된다.

이후 시스템의 업그레이드가 필요한지 여부를 판단하여(S202), 업그레이드를 해야 할 경우에는 제1 부트로더(111)는 자신의 통신 인터페이스를 이용하여 외부 서버(130)에 접속하여(S203), 업그레이드에 필요한 시스템 이미지를 제공받아 업그레이드를 수행하게 된다(S204). 여기서 시스템의 업그레이드는 제2 부트로더(112)나 커널(113), 응용 프로그램(114)을 대상으로 이루어진다.
또한 상기 단계(S202)에서 판단한 결과 상기 제1 부트로더(111)를 실행한 상태에서 시스템 업그레이드가 필요하지 않은 경우에는 실질적으로 응용프로그램이 구동된 후 업그레이드의 필요성을 재확인하도록 한다.
이에 제2 부트로더(112)를 실행하고(S205), 제2 부트로더(112)는 커널(113)을 실행하는데 필요한 작업을 수행한 후 메모리에 로딩된 커널(113)로 제어권을 넘겨주게 된다(S206). 커널(113)이 실행 된 후에는 응용 프로그램을 실행한다(S207).
그리고 나서, 제1 부트로더(111)는 시스템 업그레이드를 수행할 필요가 있는지를 한번 더 확인한다(S208). 만약, 확인 결과 업그레이드가 필요하면 제1 부트로더(111)는 자신의 통신 기능을 이용하여 외부 서버(120)에 접속한 후(S203), 외부 서버(120)로부터 업그레이드가 필요한 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)에 대한 시스템 이미지를 제공받아 시스템 업그레이드를 수행하고(S204), 그렇지 않은 경우에는 절차를 종료한다.

이때, 외부 서버(120)가 제공하는 시스템 이미지는 업그레이드를 필요로 하는 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114) 중 적어도 하나에 대한 시스템 이미지를 포함한다.

만약 상기 단계(S204)의 업그레이드 과정에서 전원이 차단되거나 잘못된 시스템 이미지를 다운로드 받은 것과 같은 오류가 발생하는 경우에는(S209), 다시 상기 단계(S201)로 재진입하여 제1 부트로더(111)를 통해 상기의 단계(S202 내지 S208)를 다시 수행하도록 한다.
바람직하게는 상기의 단계(S202 내지 S208)는 업그레이드 동작이 성공적으로 완료될 때 까지 반복수행되도록 한다.

이와 같이 본 발명에서는 상기 단계(S304)의 업그레이드 과정 동안에, 전원이 차단되는 것과 같은 치명적 오류가 발생하여도 제1 부트로더(111) 영역은 일반 사용자가 접근할 수 없으므로 항상 부팅이 가능하며, 다시 상기 외부 서버(120)와의 연결을 이용하여 업그레이드가 정상적으로 성공시까지 절차를 반복함으로써 안정적으로 업그레이드가 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 부트로더를 업그레이드가 필요한 기능과 필요하지 않은 기능을 각각 분리하여 2단계로 부트로더를 구성함으로써, 단일 부트로더를 사용하여 부트로더를 업그레이드 할 경우 발생할 수 있는 전원의 차단과 같은 치명적 오류가 발생하여도 업그레이드 과정과 관계 없는 제1 부트로더를 이용하여 하드웨어 점검 및 초기 시스템 운용을 수행할 수 있으므로 안정적으로 부팅을 수행할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면 종래에 동일한 부트로더 이미지를 2 곳의 비휘발성 메모리에 저장하여 부트로더를 2중화하는 방법과는 달리, 하나의 부트로더 이미지를 기능적으로 2개로 분리된 이미지들로 구분하여 각기 비휘발성 메모리들에 저장하는 것이므로 비휘발성 메모리의 저장 공간의 효율성이 향상시키는 이점이 있다.

Claims

하드웨어 점검(POST)을 수행하고 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정한 후, 시스템의 업그레이드 필요 여부를 확인하여 업그레이드 동작을 수행하는 제1 부트로더; 및

상기 제1 부트로더의 동작이 완료되면, 상기 내장형 시스템의 운영체제가 실행될 수 있도록 커널(kernel)을 로딩하는 제2 부트로더를 포함하며,

상기 제1 부트로더는

상기 외부 서버로부터 업그레이드를 필요로 하는 상기 제2 부트로더, 상기 커널 또는 응용프로그램에 대한 새로운 시스템 이미지를 제공받아 업그레이드 동작을 수행하되, 상기 업그레이드 동작을 수행하는 중에 에러가 발생하면 상기 외부 서버로부터 상기 새로운 시스템 이미지를 다시 제공받아 상기 업그레이드 동작을 재수행하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 부트로더에서 수행되는 기능은 업그레이드가 필요하지 않은 기능으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 부트로더에서 수행되는 기능은 업그레이드가 수행될 수 있는 기능으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치.
제1항에 있어서, 상기 업그레이드가 이루어지는 시스템 이미지에는, 상기 제2 부트로더, 상기 커널 및 상기 응용프로그램 중 적어도 하나에 대한 시스템 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치.
내장형 시스템의 초기 시스템 운용을 위하여 제1 부트로더를 이용하여 하드웨어 점검(POST)을 수행하고 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정한 후, 시스템 업그레이드 필요 여부를 확인하는 제1 단계;

상기 제1 단계의 확인결과, 업그레이드가 필요없으면 상기 내장형 시스템의 운영체제를 실행하는데 필요한 제2 부트로더, 커널(kernel) 및 응용프로그램을 실행한 후, 업그레이드 수행 여부를 재확인하는 제2 단계;

상기 제1단계 또는 상기 제2단계의 확인 결과, 업그레이드가 필요하면 상기 제1 부트로더는 상기 통신 인터페이스를 통하여 연결된 상기 외부 서버로부터 새로운 시스템 이미지를 제공받아 시스템 업그레이드를 수행하는 제3 단계; 및

상기 제3 단계의 시스템 업그레이드를 수행하는 동안 오류가 발생하면, 상기 상기 제1 단계로 재진입하여 상기 시스템 업그레이드 동작을 재수행하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법.
삭제
제5항에 있어서, 상기 업그레이드가 이루어지는 시스템 이미지에는, 제2 부트로더, 커널 및 응용프로그램 중 적어도 하나에 대한 시스템 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법.