KR101113755B1 - 프리 메모리 관리 구조체를 사용하는 메모리 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

프리 메모리 관리 구조체를 사용하는 메모리 관리 방법이 개시된다. 보다 상세하게는 본 발명은, (a) 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계와, (b) 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기를 고려하여 상기 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계 및 (c) 상기 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 상기 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 상기 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계를 포함한다.

Description

프리 메모리 관리 구조체를 사용하는 메모리 관리 방법{Memory Management Method using Free Memory Management Structure}
본 발명은 메모리 관리 구조체를 사용하는 메모리 관리 방법에 관한 것으로, 연속적인 공간의 Heap 메모리 구조에서 외부 단편화 문제(external fragmentation problem)을 해결하기 위한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 단편화된 프리 메모리(fragmented free memory)에 프리 메모리 관리 구조체를 설계하여 메모리 할당에 필요한 메모리를 확보하기 위해 프리 메모리를 연속적으로 형성시키되 시스템의 지연시간을 줄일 수 있는 메모리 관리 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 DSP(Digital Signal Processor)의 EDMA(Enhanced Direct Memory Access)를 사용하여 시스템의 실시간 성능을 향상시킬 수 있는 메모리 관리 방법에 관한 것이다.
최근 모든 시스템이 소형화 되어감에 따라 메모리와 같은 한정된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 시스템 자원 관리 기법들이 많은 분야에서 연구되고 있다. 특히 메모리는 시스템에 탑재되는 펌웨어, 운영체제, 응용프로그램 등 여러 종류의 소프트웨어를 구동할 때 꼭 필요한 시스템 자원으로서, 임베디드 시스템의 경우 시스템 특성에 맞게 소량으로 한정되어있는 경우가 많다. 이러한 메모리를 효율적으로 사용하기 위해서는 시스템에서 메모리를 관리해주는 메모리 관리 모듈을 함께 동작시켜야 한다. 그러나 메모리 관리 모듈은 데이터 이동이나 압축과 같은 동작을 수행하는 동안에는 메모리 관리가 아닌 사용자의 다른 요구에 대한 즉각적인 처리가 불가능하기 때문에 시스템의 실시간 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 메모리 압축 기법 또는 메모리 관리 방법은, 전체 메모리를 대상으로 메모리 관리를 하기 때문에 메모리 관리로 인한 시스템 지연시간이 발생되어 시스템의 실시간 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
이하에서 제시되는 본 발명에서는, 연속적인 공간의 Heap 메모리 구조에서 외부 단편화 문제를 해결할 수 있는 메모리 관리 방법을 제시하고자 한다. 또한, 메모리 압축 기법에 따라 위에서 언급한 것과 같이 시스템의 응답성을 저하시키는 단점을 해결하기 위해 EDMA를 이용하여 시스템 지연시간을 줄여 실시간 성능을 향상시킬 수 있는 메모리 관리 기법을 제시하고자 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은, 외부 단편화 문제를 해결하기 위한 메모리 관리 방법을 제시함을 제1 기술적 과제로 한다.
상기 제1 기술적 과제와 관련하여, 본 발명에서는 단편화된 프리 메모리를 관리하는 프리 메모리 관리 구조체를 각 프리 메모리에 설계하여 신규로 메모리를 할당할 수 있도록 단편화된 프리 메모리를 연속적으로 형성하는 방법을 제시한다.
또한, 본 발명은, DSP의 EDMA를 이용하여 DSP의 응용 프로그램 수행에 영향을 미치지 않고 신규 메모리를 할당할 수 있도록 하는 메모리 관리 방법을 제심함을 제2 기술적 과제로 한다.
상기 제2 기술적 과제와 관련하여 신규 메모리 할당을 위한 프리 메모리의 압축이 DSP와는 독립적으로 수행되도록 EDMA가 독립적인 컨트롤러로서 동작하는 메모리 관리 방법을 제시한다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 단편화된 프리 메모리들과 데이터 할당 메모리들을 갖는 메모리 구조에서의 메모리 관리 방법은, (a) 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계와, (b) 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기를 고려하여 상기 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계 및 (c) 상기 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 상기 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 상기 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 프리 메모리 관리 구조체는 상기 단편화된 프리 메모리들이 연속하여 연속된 프리 메모리를 형성하는 경우 상기 연속된 프리 메모리에 대한 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소를 포함하는 하나의 프리 메모리 관리 구조체로 갱신되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 (b)단계는 (b1) 상기 단편화된 프리 메모리들을 순차적으로 누적하면서 순차 누적된 프리 메모리들의 크기와 상기 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기를 비교하는 단계 및 (b2) 상기 순차 누적된 프리 메모리들의 크기가 상기 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기보다 커지게 될 때까지 누적된 상기 단편화된 프리 메모리들을 압축 대상 프리 메모리들로 선택하는 단계를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 (c)단계는 (c1) 상기 압축 대상 프리 메모리들 사이의 상기 데이터 할당 메모리들을 선택하는 단계 및 (c2) 상기 (c1)단계에서 선택된 데이터 할당 메모리들의 영역의 시작주소에 있는 데이터를 선행하는 프리 메모리 영역의 시작주소로 순차로 이동시키는 단계를 포함하는 것도 좋다.
바람직하게는, 상기 선택된 데이터 할당 메모리 영역들의 영역의 시작주소는 선행하는 프리 메모리의 프리 메모리 관리 구조체에 포함된 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보에 상기 프리 메모리 영역의 크기에 관한 정보를 합산하여 산출되는 것일 수 있다.
한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 단편화된 프리 메모리들과 데이터 할당 메모리들을 갖는 메모리 구조를 포함하는 DSP(Digital Signal Processor)에서 EDMA(Enhanced Direct Memory Access)를 이용하는 메모리 관리 방법은, (a) 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계와, (b) 응용 프로그램이 수행되는 DSP에서 신규 메모리 할당을 위한 상기 단편화된 프리 메모리들의 압축명령을 발생시키는 단계와, (c) 상기 압축명령에 따라 EDMA에서 상기 신규 메모리의 크기를 고려하여 상기 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계와, (ｄ) 상기 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 상기 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 상기 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계와, (e) 상기 (d)단계의 데이터 이동이 완료되면, 상기 EDMA에서 이동 완료 인터럽트(Transfer Complete Interrupt)를 발생시키는 단계 및 (f) 상기 DSP는 상기 이동 완료 인터럽트가 발생되면 상기 연속된 단일의 프리 메모리에 상기 신규 메모리 할당을 실행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 프리 메모리 관리 구조체는 상기 단편화된 프리 메모리들이 연속하여 연속된 프리 메모리를 형성하는 경우 상기 연속된 프리 메모리에 대한 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소를 포함하는 하나의 프리 메모리 관리 구조체로 갱신되는 것이 좋다.
그리고, 상기 (c)단계는 (c1) 상기 단편화된 프리 메모리들을 순차적으로 누적하면서 순차 누적된 프리 메모리들의 크기와 상기 신규 메모리의 크기를 비교하는 단계 및 (c2) 상기 순차 누적된 프리 메모리들의 크기가 상기 신규 메모리의 크기보다 커지게 될 때까지 누적된 상기 단편화된 프리 메모리들을 압축 대상 프리 메모리들로 선택하는 단계를 포함하는 것도 바람직하다.
또한, 상기 (d)단계는 (d1) 상기 압축 대상 프리 메모리들 사이의 상기 데이터 할당 메모리들을 선택하는 단계 및 (d2) 상기 (d1)단계에서 선택된 데이터 할당 메모리들의 영역의 시작주소에 있는 데이터를 선행하는 프리 메모리 영역의 시작주소로 순차로 이동시키는 단계를 포함하는 것도 좋다.
또한, 바람직하게는, 상기 선택된 데이터 할당 메모리 영역들의 영역의 시작주소는 선행하는 프리 메모리의 프리 메모리 관리 구조체에 포함된 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보에 상기 프리 메모리 영역의 크기에 관한 정보를 합산하여 산출되는 것일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 DSP는 상기 (c)단계 내지 상기 (e)단계가 실행되는 동안 상기 응용 프로그램을 계속 수행될 수 있을 것이다.
본 명세서의 기재내용으로부터 파악되는 본 발명에 따른 메모리 관리 방법은, 전체 메모리가 아닌 시스템이 원하는 크기의 메모리만을 대상으로 메모리 압축을 하기 때문에 기존의 압축 기법보다 시스템 지연시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, DSP에서 제공한 EDMA를 적용하여 메모리 압축으로 인한 시스템 지연시간을 단축할 수 있어 시스템의 실시간 성능을 향상 시킬 수 있다. 특히 EDMA는 DSP와 독립적으로 동작하기 때문에 짧은 데이터 이동시간 조차 시스템 지연시간에 영향을 주지 않아 기존의 메모리 압축 기법에 비해 실시간 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 외부 단편화 문제에 의한 메모리 압축 전과 후의 상황을 설명하기 위해 도시한 도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 관리 방법에 사용되는 프리 메모리 관리 구조체를 설명하기 위해 도시한 도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 메모리 압축 과정을 설명하기 위해 도시한 도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법이 실행되는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 메모리 관리 방법에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 용어에 대해 설명한다.
본 명세서에서, 단편화된 프리 메모리 또는 프리 메모리는 연속적인 공간의 Heap 메모리 구조에서 할당되었던 메모리가 해제되어 시스템에 반환되기 시작하면, 메모리 반환에 따른 홀(Hole)의 발생으로 생성된 메모리를 지칭한다. 따라서, 프리 메모리는 데이터가 기록되어 있지 않은 메모리이며, 반대로 데이터 할당 메모리는 데이터가 기록된 사용 메모리를 의미한다.
프리 메모리 영역의 시작주소라 함은 메모리 구조에 있어서, 해당 프리 메모리의 영역이 시작되는 고유한 주소를 지칭하는 것이며, 프리 메모리의 크기는 프리 메모리 영역의 크기와 같은 의미로 해석될 수 있음에 유의해야 한다. 한편, 본 명세서에서는 설명의 편의 및 명세서의 간략한 기재를 위해 프리 메모리 영역을 프리 영역으로, 데이터 할당 영역을 할당 영역으로 줄여서 지칭될 수도 있음을 유의하여야 한다.
본 발명에 대한 상세한 설명에 앞서, 일반적인 메모리 압축 기법에 대한 설명과 EDMA의기능에 대한 간략한 설명을 통해 본 발명에 대한 이해의 기초를 제공하고자 한다.
메모리 압축 기법(Memory Compaction Scheme)에 대한 설명.
도 1은 외부 단편화 문제에 의한 메모리 압축 전과 후의 상황을 설명하기 위해 도시한 도이다.
연속적인 공간의 Heap 메모리 구조를 사용할 경우 응용 프로그램은 초기에 메모리를 할당 받을 때 순차적으로 사용하는 것이 가능하지만, 할당되었던 메모리가 해제되어 시스템에 반환되기 시작하면, 도 1(A)의 메모리 압축 전 상황과 같이 Heap 메모리에서는 메모리 반환으로 인한 Hole이 발생하게 된다. 이러한 Hole로 인하여 발생된 단편화 현상으로 인해 프리(Free) 메모리가 충분히 존재함에도 불구하고, 시스템에서는 작은 크기의 메모리만 할당이 가능하게 되어 응용 프로그램 운용에 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 외부 단편화 문제(external fragmentation problem)라 하며, 이를 해결하기 위한 방법이 메모리 압축 기법이다. 도 1(A)의 메모리 압축 전 상황을 보면 메모리가 외부 단편화 문제로 인하여, 프리 메모리 영역이 작은 조각들로 나눠져 있으나, 도 1(B)의 메모리 압축 후 상황을 보면 데이터 이동을 통해 연속된 프리 메모리 공간을 생성한 것을 볼 수 있다. 이처럼 외부 단편화 문제는 데이터 이동을 통한 메모리 압축 기법을 적용하여 해결할 수 있는 것이다. 그러나, 종래의 메모리 압축 기법에서는 모든 메모리를 대상으로 하여 프리 메모리를 압축하는 방법을 사용하였기 때문에 시스템 지연 시간이 크게 늘어나게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명에서는 압축이 필요한 일부의 프리 메모리만을 압축할 수 있는 메모리 관리 방법을 제시한다.
EDMA(Enhanced Direct Memory Access)에 대한 설명.
DSP(Digital Signal Processor)는 내외부에 연결된 메모리 간의 데이터 이동을 가능하게 해주는 EDMA Controller를 내장하고 있다. EDMA는 DSP에서 데이터 전송정책에 대한 인자설정과 데이터 전송 시작명령만 내려주면 시스템 독립적으로 동작하기 때문에 데이터 전송으로 인한 부하를 DSP에 주지 않는다는 장점이 있다. 본 발명에서는 상술한 메모리 관리 방법에 EDMA를 이용하여 메모리 간 데이터 이동으로 인한 지연 시간을 단축하여 실시간 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 메모리 관리 방법은, 프리 메모리 관리 구조체를 설계한 단계(S10), 압축 대상 프리 메모리를 선택하는 단계(S20) 및 데이터 할당 메모리의 데이터를 이동시키는 단계(S30)를 포함한다.
S10단계는 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계이다. 여기서, 프리 메모리 관리 구조체에 관한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
S20단계는 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기를 고려하여 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계이다. 즉, 단편화된 프리 메모리들 중 상기 신규로 할당하고자 하는 메모리의 크기를 수용할 수 있는 프리 메모리들만을 선택한다.
S30단계는 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계이다. 즉, 이 단계에서는 S20단계에서 선택된 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하여 신규로 할당하고자 하는 메모리를 할당하기 위해 기존의 데이터 할당 메모리의 데이터를 이동시킨다.
이하에서는 도 3을 이용하여 상술한 프리 메모리 관리 구조체에 관한 상세한 설명을 개시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 관리 방법에 사용되는 프리 메모리 관리 구조체를 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 프리 메모리 관리 구조체(100)는 프리 메모리 영역의 시작주소(110), 영역의 크기(120) 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소(130)을 포함한다. 도 3에 예시적으로 도시한 바와 같이, 메모리 구조에 있어서 프리 메모리마다 각각 프리 메모리 관리 구조체(100,200,300)가 설계된다.
보다 구체적으로 설명하면, 각 프리 메모리는 12Bytes 크기의 프리 메모리 관리 구조체(100)를 포함하며, 그 구조체의 첫 번째 4바이트는 프리 메모리 영역의 시작주소(Start of Addr), 두 번째 4바이트는 프리 영역의 크기(Size), 세 번째 4바이트는 다음 프리 메모리 영역의 시작 주소(p_Next)를 나타낸다. 이 프리 메모리 구조체의 정보는 데이터 할당 메모리의 데이터 이동 시 사용된다. 또한 여기의 프리 메모리 관리 구조체는 단편화된 프리 메모리들이 연속하여 연속된 프리 메모리를 형성하는 경우 상기 연속된 프리 메모리에 대한 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소를 포함하는 하나의 프리 메모리 관리 구조체로 갱신된다. 프리 메모리 관리 구조체의 갱신에 관한 설명은 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 메모리 압축 과정을 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 4는 Heap 메모리에 외부 단편화 문제가 발생하여 프리 메모리가 여러 개의 작은 조각들로 나눠져 있을 때 메모리 ‘N' 영역을 할당하고자 하는 경우를 나타낸 것이다. 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 메모리‘N' 영역은 1~3번 프리 메모리를 합친 크기보다 작기 때문에 데이터를 이동하여 메모리를 압축한다면‘N'영역도 할당이 가능하다. 기존의 메모리 압축 기법에서는 메모리‘N‘ 영역을 할당하기 위해서 외부 단편화 문제를 완전히 해결하고, 즉 1~5번과 같은 모든 프리 메모리를 도 1(B)에 도시된 메모리 압축 후 상황처럼 하나의 연속된 공간으로 완전히 정리한 다음 할당을 하였지만, 본 발명에 따른 메모리 관리 방법에서는 기존의 기법보다 시스템의 응답성을 향상시키기 위해 메모리의 일부만 연속된 공간으로 압축하여 할당하는 방법을 사용한다.
즉, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 프리 메모리의 일부만 압축하기 위해서 시스템은 메모리 ‘N’ 영역의 크기와 프리 메모리의 누적된 크기를 비교하여 ‘N’ 영역 보다 누적된 프리 메모리 크기가 커질 때까지 프리 메모리를 계속 누적 시키면서, ‘N’영역과 누적된 프리 메모리의 크기를 비교한다. 도 4(A)에서 도시된 일례는 1~3번 프리 메모리를 누적시킨 결과 메모리‘N’영역보다 그 크기가 커진 경우이다.
다음으로 도 4(B)에서와 같이, 데이터 할당 메모리의 데이터에 대한 이동이 시작된다. 즉, 데이터 이동에는 상술한 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 데이터 할당 메모리의 데이터를 이동시킨다. 여기서 이동이란 복사의 개념으로예를 들면, ‘B’영역의 데이터를 새롭게 라이트(write)하는 것이다. 따라서, 데이터를 이동할 때에는 도 4(B)의 메모리‘B’영역을 1번 프리 메모리의 시작주소로 이동하여야 한다. 이 때 필요한 정보는 1번 프리 메모리의 시작주소와 끝 주소이다. 시작주소는 메모리‘B’영역의 이동 목적지 주소이며, 끝 주소는 이동전 메모리 ‘B’ 영역의 현재 시작주소이다. 시작주소(110)는 1번 프리 메모리 관리 구조체(100)의 첫 번째 4바이트에 저장되어 있으며, 끝 주소는 시작주소에 1번 프리 메모리의 크기 즉, 1번 프리 메모리 관리 구조체의 두번째 4바이트인 크기(120) 정보를 합하여 계산해 낼 수 있다. 끝 주소에 있는 데이터를 시작주소로 옮기면 메모리 ‘A’ 영역과 메모리 ‘B’ 영역을 도 4(B)처럼 연속된 공간으로 붙일 수 있게 된다.
다음으로, 메모리 ‘C' 영역에 대한 데이터 이동이 진행되어야 한다. 이 때, 상술한 바와 같이, 프리 메모리 관리 구조체는 갱신되는데, 프리 메모리 관리 헤더(50)에서 프리 메모리 관리 구조체에 대한 정보를 새롭게 갱신하여 부여한다. 즉, 이제 1번 프리 메모리와 2번 프리 메모리는 단편화된 상태로 존재하는 것이 아니라 연속적으로 연결되어 존재하게 되었으므로, 기존의 1번 및 2번 프리 메모리 관리 구조체(100,200)는 결합되어 하나의 단일한 프리 메모리 관리 구조체(400)를 형성한다. 따라서, 이 프리 메모리 관리 구조체(400)는 새로운 프리 메모리 영역의 시작주소(410)와 영역의 크기(420)를 갖게 된다. 다만, 다음 프리 메모리 영역의 시작주소(430)는 기존의 2번 프리 메모리 관리 구조체(200)가 갖던 값에서 변동이 없으므로 그대로 유지된다.
도 4(B)에서와 같이 메모리 ‘B’영역의 데이터 이동에 따라 갱신된 프리 메모리 관리 구조체(400)가 생겨나게 되면 다음으로 메모리 ‘C’영역의 데이터에 대한 이동이 시작된다. 여기의 메모리 ‘C’영역의 이동은 상술한 메모리 ‘B’영역의 이동과 동일한 방법에 의해 진행되므로 그 설명은 생략한다.
이와 같이, 메모리 ‘B’영역 및 메모리 ‘C’영역에 대한 이동이 마쳐지면, 기존의 단편화된 1번, 2번 및 3번 프리 메모리가 합쳐져 연속된 프리 메모리 영역이 생겨난다. 따라서, 상술한 메모리 ‘N'영역이 할당될 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법에 대한 설명을 개시한다.
다른 실시예는 DSP의 EDMA를 이용하는 메모리 관리 방법에 대한 것으로 시스템상에서 응용 프로그램의 실행과는 독립적으로 메모리 할당이 이루어지도록 하는 내용에 관한 것이다. 즉, DSP는 EDMA 기능을 탑재하고 있어서 DSP의 EMIF(External Memory Interface)에 연결된 메모리 및 내부 메모리 간의 데이터 이동을 DSP와 독립적으로 수행하는 것이 가능하다. 다른 실시예에 있어서도 상술한 도 4와 같은 경우 메모리 압축 시 메모리‘B’영역을 메모리‘A’영역 뒤로, 메모리‘C’영역을 메모리‘B’영역 뒤로 이동시켜야 한다. EDMA는 이동하고자하는 데이터의 시작주소와 크기, 이동 목적 주소, 이동정책 등 데이터 이동에 관련된 인자 설정에 따라 시작명령만 내려주면, 내부 Controller에 의해 DSP와 독립적으로 수행되기 때문에 시스템 응답성을 향상시킬 수 있다. 또한 데이터 이동이 완료 되면 데이터 이동 완료 인터럽트 (TCI, Transfer Complete Interrupt)를 발생시켜 이동 완료를 DSP에게 비동기식으로 알려주어 메모리 할당이 바로 이뤄질 수 있도록 한다. 따라서, DSP는 메모리 압축 명령만 주고 자신이 하던 일을 계속 수행하다 TCI가 발생하면 메모리 할당을 하기 때문에 기존의 메모리 압축 기법에 비해 실시간 성능이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법이 실행되는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법은, 프리 메모리 관리 구조체를 설계하는 단계(S100), DSP에서 프리 메모리 압축 명령을 발생시키는 단계(S200), EDMA에서 압축 대상 프리 메모리를 선택하는 단계(S300), 데이터 할당 메모리의 데이터를 이동하는 단계(S400), EDMA에서 TCI를 발생하는 단계(S500) 및 DSP에서 신규 메모리 할당을 실행하는 단계(S600)를 포함한다.
S100단계는, 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계이다. 여기서, 프리 메모리 관리 구조체에 관한 상세한 설명은 상술한 바 있어 설명을 생략한다.
S200단계는, 응용 프로그램이 수행되는 DSP에서 신규 메모리 할당을 위한 상기 단편화된 프리 메모리들의 압축명령을 발생시키는 단계이다. DSP는 자신이 실행하고 있는 응용 프로그램의 실행 중 신규 메모리 할당이 필요한 경우 신규 메모리 할당을 위해 프리 메모리들의 압축명령을 발생한다.
S300단계는, S200단계의 압축명령에 따라 EDMA에서 상기 신규 메모리의 크기를 고려하여 상기 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계이며, S400단계는 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 상기 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계이다. S300단계와 S400단계에 대한 보다 상세한 설명은 상술한 일 실시예를 참조하는 것으로 갈음한다.
S500단계는 S400단계에서의 데이터 이동이 완료되면, EDMA에서 데이터 이동 완료 인터럽트(TCI, Transfer Complete Interrupt)를 발생시키는 단계이며, S600단계는 DSP에서 데이터 이동 완료 인터럽트의 발생에 따라 S400 단계에서 형성된 연속된 단일의 프리 메모리에 신규 메모리를 할당하는 단계이다. 즉, S300단계 내지 S500단계가 실행되는 동안 DSP는 자신이 실행하고 있는 응용 프로그램을 계속 실행하면서 신규 메모리의 할당을 위한 프리 메모리 압축 명령만을 내려주고 향후 EDMA에서 TCI가 발생하면 메모리 할당을 수행한다.
이는, EDMA가 독립적인 Controller로써 DSP와 독립적으로 동작한다는 것을 나타내는 것이로, EDMA는 DSP의 응용 프로그램 수행에 영향을 주지 않기 때문에 메모리 압축 기법으로 인한 시스템 지연시간의 대부분을 차지하는 데이터 이동 중에도 DSP는 응용 프로그램을 수행할 수 있다. 따라서, EDMA를 사용하면 시스템 응답성이 빨라지기 때문에 시스템의 실시간 성능을 향상시킴이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 관리 방법에 대한 비교 실험예를 개시한다.
실험예
본 발명에서 구현한 메모리 관리 기법의 성능을 측정하기 위해 TMS320C6455 DSP와 32MByte의 DDR2 메모리를 탑재한 자체 개발보드(DSK6455)를 사용하였다. 메모리 관리 기법 및 테스트 프로그램 구현하기 위한Tool로서 Texas Instruments사의 Code ComposerStudio v3.3을 사용하였고, 운영체제로는 DSP/BIOSRTOS를 선정하여 프로그램이 실시간 환경에서 동작할 수 있도록 구성하였다. 본 발명에서는 EDMA를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우를 나누어 1MByte, 3MBytes, 5MBytes,10MBytes, 15MBytes, 20MBytes 데이터 이동 지연시간을 측정하였다. 측정 결과는 아래 [표 1]과 같다.
구분 EDMA를 사용한 경우 EDMA를 사용하지 않은 경우
1MByte 1.316ms 45.316ms
3MBytes 4.256ms 135.356ms
5MBytes 7.189ms 224.244ms
10MBytes 13.872ms 450.911ms
15MBytes 22.022ms 673.133ms
20MBytes 26.428ms 902.022ms
EDMA를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우를 [표 1]을 참조하여 분석한 결과 평균 약 32.4 배의 속도차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.100MBytes의 메모리가 Free 메모리 1MByte씩 99개로 단편화가 이뤄져 있다고 가정하고, 99MBytes의 메모리를 할당한다고 가정한다면, 기존의 메모리 압축 기법은 EDMA를 사용하지 않기 때문에 45.316ms×99 = 4486.284ms의 시스템 지연시간이 발생되며, 본 발명에서 구현한 실시간 메모리 압축 기법을 사용한다면 1.316ms×99 = 130.284ms 로서 기존의 압축 기법(4486.284ms)보다 약 97.1%의 시스템 지연시간의 단축이 가능하다. 위와 같은 상황에서 99MBytes의 할당이 아닌 3MBytes를 할당할 때에도 기존의 압축 기법은 전체 메모리를 모두 압축하기 때문에 99MBytes의 할당할 때와 동일하게 시스템 지연시간이 4486.284ms 발생하게 되지만, 본 논문에서 제안한 압축 기법은 3MBytes 할당시에는 1.316ms×3 = 3.948ms로서 기존의 압축 기법(4486.284ms)보다 약 99.91% 시스템 지연시간의 단축이 가능하다. 따라서, 메모리 관리로 인한 시스템 지연시간이 크게 단축되어 실시간 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.

Claims (11)

  1. DSP(Digital Signal Processor)에서 EDMA(Enhanced Direct Memory Access)를 이용하는 단편화된 프리 메모리들과 데이터 할당 메모리들을 갖는 메모리 구조에서의 메모리 관리 방법 있어서,
    (a) 단편화된 프리 메모리들마다 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보를 포함하는 프리 메모리 관리 구조체를 각각 설계하는 단계;
    (b) 신규 메모리 할당을 위한 상기 단편화된 프리 메모리들의 압축명령을 발생시키는 단계;
    (c) 상기 압축명령에 따라 DSP의 EDMA에서 상기 신규 메모리의 크기를 고려하여 상기 단편화된 프리 메모리들 중 압축하여야 하는 압축 대상 프리 메모리들을 선택하는 단계;
    (d) 상기 프리 메모리 관리 구조체의 정보를 이용하여 상기 데이터 할당 메모리들의 데이터를 이동시켜 상기 압축 대상 프리 메모리들을 연속된 단일의 프리 메모리로 형성하는 단계;
    (e) 상기 (d)단계의 데이터 이동이 완료되면, 상기 EDMA에서 데이터 이동 완료 인터럽트(Transfer Complete Interrupt)를 발생시켜 상기 DSP에게 비동기식으로 전달하는 단계 ; 및
    (f) 상기 DSP는 상기 데이터 이동 완료 인터럽트를 전달받는 경우 상기 연속된 단일의 프리 메모리에 상기 신규 메모리 할당을 실행하는 단계를 포함하는 메모리 관리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 프리 메모리 관리 구조체는 상기 단편화된 프리 메모리들이 연속하여 연속된 프리 메모리를 형성하는 경우 상기 연속된 프리 메모리에 대한 프리 메모리 영역의 시작주소, 크기 및 다음 프리 메모리 영역의 시작주소를 포함하는 하나의 프리 메모리 관리 구조체로 갱신되는 것임을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (c)단계는
    (c1) 상기 단편화된 프리 메모리들을 순차적으로 누적하면서 순차 누적된 프리 메모리들의 크기와 상기 신규 메모리의 크기를 비교하는 단계; 및
    (c2) 상기 순차 누적된 프리 메모리들의 크기가 상기 신규 메모리의 크기보다 커지게 될 때까지 누적된 상기 단편화된 프리 메모리들을 압축 대상 프리 메모리들로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 (d)단계는
    (d1) 상기 압축 대상 프리 메모리들 사이의 상기 데이터 할당 메모리들을 선택하는 단계; 및
    (d2) 상기 (d1)단계에서 선택된 데이터 할당 메모리들의 영역의 시작주소에 있는 데이터를 선행하는 프리 메모리 영역의 시작주소로 순차로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 선택된 데이터 할당 메모리 영역들의 영역의 시작주소는 선행하는 프리 메모리의 프리 메모리 관리 구조체에 포함된 프리 메모리 영역의 시작주소에 관한 정보에 상기 프리 메모리 영역의 크기에 관한 정보를 합산하여 산출되는 것임을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.
  11. 삭제
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