KR101014524B1 - 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법 - Google Patents

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데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법이 개시된다. 상기 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 백그라운드 실행 모듈을 통해 상기 데이터를 리드하는 단계; 상기 백그라운드 실행 모듈을 통해 데이터 리드 횟수를 카운팅하는 백그라운드 카운트의 카운팅값을 증가한 후 메모리에 저장하는 단계; 상기 백그라운드 실행 모듈을 통해 리드한 데이터를 인터럽트 서비스 모듈을 통해 데이터를 업데이터하는 단계; 상기 인터럽트 서비스 모듈을 통해 데이터 업데이터 횟수를 증가한 후 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값을 기초로 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값이 상이하는 경우 백그라운드 실행 모듈의 백그라운드 함수를 통해 리드한 데이터를 상기 인터럽트 서비스 모듈을 통해 다시 리드한 후 업데이트하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 적은 양의 메모리와 간단한 알고리즘을 추가함으로써 데이터를 일관성(coherency)있는 리드 또는 라이트 할 수 있고 빠른 응답 속도를 가지는 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.

Description

데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법{Method of reading data coherently}
본 발명은 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법에 관한 것으로, 특히 인터럽트 서비스 루틴(ISR : Interrupt service routine)의 데이터 업데이트(update)의 카운팅값과 무관하게 데이터 일관성(data coherency)을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법에 관한 것이다.
임베디드 시스템(embedded system)은 일반적으로 특별한 업무를 수행하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 특정한 응용 시스템이라고 할 수 있다. 상기 임베디드 운영 체제(embedded operating system) 개발이 최근 들어 활발해지고 있다. 그 이유는 상기 임베디드 운영체제가 아니고서는 새롭게 생겨나는 기능적 요구 사항이나 고품질의 창조형 서비스들을 적시에 제공할 수 없기 때문이다. 지금까지는 자체적으로 개발된 운영 체제라고 할 수 없는 모니터 프로그램 또는 제어 프로그램을 가지고도 상기 임베디드 시스템을 제어할 수 있었다. 그러나 기존의 프로그램을 가지고는 급격한 기술 진보와 인터넷 기반의 정보화 사회체제에서 새롭게 발생하는 기능적 요구 사항이나 창조형 서비스를 원하는 시간에 제공할 수 없기 때문에 상기 임베디드 운영 체제에 대한 요구가 급증하고 있다.
상기 임베디드 시스템에서 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 소정의 데이터를 획득(acquisition)한 경우, 상기 데이터를 사용하는 백그라운드 함수(background function)에서는 동일한 시점에서 리드한 데이터를 사용해야 하는 경우가 발생한다. 상기 백그라운드 함수는 상기 인터럽트 서비스 루틴(ISR)에서 실행되지 않는 코드로서 상기 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 없는 동안 실행된다. 일반적으로 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 소정의 마이크로 프로세서에서 한번에 처리 가능한 단위보다 큰 단위의 데이터를 획득한 경우 상기 처리 가능한 단위로 데이터를 리드하는 백그라운드 프로그램 실행 중 상기 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 상기 데이터를 변경할 수 있다. 즉, 상기 백그라운드 프로그램 실행 중 상기 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 실행되어 데이터가 업데이트되는 경우, 상기 백그라운드 프로그램은 같은 시점에 업데이트된 데이터만을 리드하지 못하게 되어 상기 시스템이 오동작을 일으키는 원인이 된다.
종래의 경우, 상기 문제점을 해결하기 위하여 대부분의 임베디드 시스템에서는 데이터를 리드하는 백그라운드 프로그램에서 전체 인터럽트(interrupt)를 금지한 다음 데이터를 리드하는 방법을 사용하였다. 즉, 상기 인터럽트를 금지하면 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 실행되지 않아 데이터는 업데이트되지 않는다. 그러므로 백그라운드 프로그램은 같은 시점에 업데이트된 데이터만을 리드할 수 있다. 그러나 상기 방법을 사용하는 경우, 반복적으로 인터럽트를 금지해야 하므로 전체 시스템의 성능이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인터럽트 서비스 루틴(ISR : Interrupt service routine)의 데이터 업데이트(update)와 무관하게 데이터를 일관성(coherency)있게 리드할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은
외부로부터 공급되는 데이터를 리드하는 백그라운드 실행 모듈과 상기 백그라운드 실행 모듈을 통해 리드한 데이터를 업데이트하는 인터럽트 서비스 모듈을 포함하는 데이터를 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법에 있어서,
백그라운드 실행 모듈에서 상기 데이터를 리드하는 단계;
상기 백그라운드 실행 모듈에서 데이터 리드 횟수를 카운팅하는 백그라운드 카운트의 카운팅값을 증가한 후 메모리에 저장하는 단계;
상기 백그라운드 실행 모듈에서 리드한 데이터를 인터럽트 서비스 모듈을 통해 데이터를 업데이터하는 단계;
상기 인터럽트 서비스 모듈에서 데이터 업데이터 횟수를 증가한 후 메모리에 저장하는 단계; 및
상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값을 기초로 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값이 상이하는 경우 백그라운드 실행 모듈의 백그라운드 함수를 통해 리드한 데이터를 상기 인터럽트 서비스 모듈을 통해 다시 리드한 후 업데이트하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
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상기 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 메모리에 저장된 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 상기 업데이트 카운트의 카운팅값을 비교하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 상기 백그라운드 실행 모듈에서 데이터를 모두 리드한 이후 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 상기 업데이트 카운트의 카운팅값이 동일한 경우 상기 리드한 데이터를 유효한 것으로 판단하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 상기 백그라운드 실행 모듈에서 새로운 데이터를 리드하기 시작하는 경우 상기 업데이트 카운트의 카운팅값을 초기화하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법은 적은 양의 메모리와 간단한 알고리즘을 추가함으로써 데이터를 일관성(coherency)있는 리드 또는 라이트 할 수 있고 빠른 응답 속도를 가지는 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 임베디드 시스템의 백 그라운드 프로그램에서의 데이터 리드 과정을 보인 흐름도이고, 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISR)에서 데이터를 업데이트 하는 과정을 보인 흐름도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 먼저 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 초기화한다(S110 단계). 즉, 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값과 동일하게 설정한다. 단, 도 1a에서는 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값과 상기 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값을 동일하게 설정하는 경우에 대하여만 도시하였으나, 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 "0"으로 초기화하고, S140 단계에서 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 "0"인지 "0"이 아닌지를 비교하여도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 초기화하였으면, 임베디드 시스템의 백그라운드 실행 모듈을 통해 데이터를 리드한다(S120 단계). 이어 상기 백그라운드 실행 모듈에서 데이터를 리드하는 동안,도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 실행되어 상기 데이터를 업데이트한 후 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 하나 추가한다(S140 단계). 이러한 과정을 통해 인터럽트 서비스 루틴(ISR)을 통해 상기 데이터가 업데이트 된 경우 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값은 변경되었으므로, 도 1a의 단계(S150)에서 상기 변경된 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값과 상기 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값을 비교하면(S150 단계) 양자는 동일하지 않게 된다. 이 경우, 임베디드 시스템의 백그라운드 프로그램은 같은 시점에 업데이트된 데이터만을 리드하지 못한 것이므로, 다시 S110 단계부터 수행한다.
그러나 단계(S150)에서 상기 데이터가 업데이트가 되는 경우가 없이 임베디드 시스템의 상기 백그라운드 실행 모듈에서 모든 데이터를 리드한 후 리드된 데이터를 인터럽트 서비스 모듈에서 데이터를 업데이트한 경우이고 도 1b의 단계(S140)에서 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값이 변경되지 않았으므로, 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값과 상기 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값을 비교하면(S150 단계) 양자는 계속하여 동일한 상태이다. 이 경우, 백그라운드 프로그램은 같은 시점에 업데이트된 데이터만을 리드한 것이므로 백그라운드 함수는 상기 리드한 데이터를 사용한다.
도 2(a)는 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터가 업데이트되는 경우 백그라운드 함수에서 사용하는 데이터 및 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터를 도시한 블록도이다.
도 1a 및 도 1b 및 도 2(a)를 참조하여 데이터가 업데이트 되는 경우 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법에 대하여 설명한다. 본 발명은 종래기술과 달리 전체 인터럽트(interrupt)를 금지하지 않고 데이터를 리드한다. 즉, 상기 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값을 상기 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값과 동일하게 하고(S110 단계), 인터럽트 서비스 루틴(ISR)(220)으로부터 데이터(data_a1, data_a2, data_a3)를 리드한다(S120 단계). 만약, 데이터(data_a1, data_a2)를 리드하고, 인터럽트 서비스 루틴(ISR)(220)이 실행되어 데이터가 업데이트되었다고 가정하자. 이 경우, 백그라운드(210)로 리드되는 데이터는 데이터(data_a3)가 아니고 데이터(udata_a3)가 된다. 이 경우, 상기 데이터가 업데이트되었으므로 상기 업데이트 카운트(u_cnt)는 변경된다(S140 단계). 즉, 상기 업데이트 카운트(u_cnt)는 상기 백그라운드 카운트(b_cnt)와 상이하게 되어(S150 단계), 다시 S110 단계부터 수행하면서 업데이트된 데이터(udata_a1, udat_a2, udata_a3)를 다시 리드하게된다(S120 단계).
도 2(b)는 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터가 업데이트되지 않은 경우 백그라운드 함수에서 사용하는 데이터 및 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터를 도시한 블록도이다.
도 1a 및 도 2(b)를 참조하여 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISR)에서 데이터가 업데이트 되지 않는 경우 데이터 일관성을 유지하는 데이터 리드 방법에 대하여 설명한다. S110 단계 및 S120 단계는 도 2(a)와 관련한 설명과 동일하므로 생략한다. 도 2(b)는 상기 데이터가 업데이트되지 않는 경우이므로, 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값은 변화없이 계속하여 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값과 동일한 값을 가진다. 즉, 백그라운드 실행 모듈(210)은 인터럽트 서비스 루틴(ISR)(220)로부터 데이터(data_a1, data_a2, data_a3)를 리드한다. 이 경우, 업데이트 카운트(u_cnt)의 카운팅값과 백그라운드 카운트(b_cnt)의 카운팅값은 동일하므로 더 이상 데이터를 리드하지 않고, 백그라운드 함수는 상기 리드된 데이터(data_a1, data_a2, data_a3)를 사용한다.
즉, 도 2(a)와 같이 데이터를 리드하는 동안 상기 인터럽스 서비스 모듈에서 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 실행되어 데이터를 업데이트하는 경우에는 일관성있게 데이터를 리드할 수 없으므로, 데이터의 리드 동작을 처음부터 다시 수행하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따를 경우 도 2(b)와 같이 일관성 있는 데이터를 전부 리드할 때까지 도 1의 방법을 반복적으로 수행한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 더욱 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a은 본 발명의 실시 예에 따른 임베디드 시스템의 백그라운드 프로그램을 통해 데이터 리드 방법의 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISA)에서 데이터를 업데이트하는 과정을 보인 흐름도이다.
도 2(a)는 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISR : Interrupt Service Routine)의 데이터가 업데이트되는 경우 백그라운드 함수에서 사용하는 데이터 및 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터를 도시한 블록도이다.
도 2(b)는 임베디드 시스템의 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터가 업데이트되지 않은 경우 백그라운드 함수에서 사용하는 데이터 및 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 데이터를 도시한 블록도이다.

Claims (4)

  1. 외부로부터 공급되는 데이터를 리드하는 백그라운드 실행 모듈과 상기 백그라운드 실행 모듈을 통해 리드한 데이터를 업데이트하는 인터럽트 서비스 모듈을 포함하는 데이터를 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법에 있어서,
    상기 백그라운드 실행 모듈에서 상기 데이터를 리드하는 단계;
    상기 백그라운드 실행 모듈에서 데이터 리드 횟수를 카운팅하는 백그라운드 카운트의 카운팅값을 증가한 후 메모리에 저장하는 단계;
    상기 백그라운드 실행 모듈에서 리드한 데이터를 인터럽트 서비스 모듈을 통해 데이터를 업데이터하는 단계;
    상기 인터럽트 서비스 모듈에서 데이터 업데이터 횟수인 업데이트 카운트의 카운팅값을 증가한 후 메모리에 저장하는 단계; 및
    상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값을 기초로 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 업데이트 카운트의 카운팅값이 상이하는 경우 백그라운드 실행 모듈의 백그라운드 함수를 통해 리드한 데이터를 상기 인터럽트 서비스 모듈을 통해 다시 리드한 후 업데이트하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 상기 업데이트 카운트의 카운팅값을 비교하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 백그라운드 실행 모듈에서 데이터를 모두 리드한 이후 상기 백그라운드 카운트의 카운팅값과 상기 업데이트 카운트의 카운팅값이 동일한 경우 상기 백그라운드 실행 모듈을 통해 리드한 데이터를 유효한 것으로 판단하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 백그라운드 실행 모듈에서 새로운 데이터를 리드하기 시작하는 경우 상기 업데이트 카운트의 카운팅값을 초기화하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 일관성을 유지하는 임베디드 시스템의 데이터 리드 방법.
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