KR101353065B1 - 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법 - Google Patents

실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운영체제가 콘텍스트 스위치를 위해서 참조하는 테스크 스케줄링 테이블을 배열로 구성하여 테이블을 단순화함으로써 운영체제의 실시간성 및 성능을 향상시킬 수 있는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법에 관한 것으로, 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블을 구성하여 다수의 테스크를 저장하는 메모리, 및 운영체제에서 하나의 테스크를 실행하고, 콘텍스트 스위치의 발생을 판단하여 현재 테스크를 상기 메모리의 테스크 스케줄링 테이블에 저장하고 다음 실행될 테스크를 리딩하여 실행시키는 마이크로프로세서를 포함한다.

Description

실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법{Task Management Apparatus and Method used Task Scheduling Table of Real-time Operating System}
본 발명은 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실시간성을 요구하는 내장형 시스템에서 운용되는 운영체제의 성능을 향상시키기 위한 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법에 관한 것이다.
실시간 내장형 시스템(Real-Time Embedded System)은 실시간성을 만족하는 것이 시스템 전체 성능에 중요한 요소이다.
과거의 내장형 시스템 소프트웨어는 단순한 펌웨어로 구현되었지만, 마이크로프로세서의 성능 향상과 하나의 시스템에서 더 많은 기능을 요구함에 따라 현대의 내장형 시스템 소프트웨어 개발에서는 운영체제를 기반으로 하는 개발이 점차 증가하고 있다.
실시간성을 요구하는 내장형 시스템에서는 운영체제 역시 실시간성을 만족하는 성능을 요구한다. 현재 많은 실시간 운영체제에서는 콘텍스트 스위치(Context Switch)를 위해 링크드-리스트(Linked-List)로 구성된 테스크 스케줄링 테이블을 사용하고 있다. 실시간 시스템에서 사용되는 운영체제는 다양하고 복잡한 기능보다 단순하면서도 실시간성을 보장할 수 있는 안정성을 더 요구한다.
그러나, 데스크 스케줄링 테이블을 구성하기 위해 종래에 사용된 링크드-리스트는 확장성과 시스템 변화를 효과적으로 반영할 수는 있지만 그만큼 테이블을 유지하고 관리하는데 복잡한 연산이 요구되는 문제점이 있었다.
일본공개특허 제2004-0326569호(2004.11.18)에는 애플리케이션에 기초한 테스크를 관리하는 테스크 관리 수단과, 애플리케이션에 있어서 실행된 테스크 조합을 추출하는 테스크 추출 수단과, 추출된 테스크 조합을 테스크 관리수단에 등록하는 테스크 등록수단과, 등록된 테스크 조합을 실행하는 테스크 실행수단을 구비하고, 기동된 애플리케이션에 기초해서 테스크 관리 수단에 테스크 조합이 등록되고, 등록되어 있는 복수의 테스크 조합으로부터 소정의 테스크 조합이 선택되고, 소정의 테스크 조합의 테스크가 테스크 실행 수단에 의해 실행되는 테스크 관리 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 개시된 종래기술은 복수의 테스크의 실행을 제어하기 위한 리얼타임 OS기술이며, 테스크 조합을 식별하기 위한 패턴번호와, 그 패턴번호에 속하는 테스크를 조합시킨 리스트를 표시하고 있으나, 스케줄러가 테스크들의 실행 상태를 결정할 때 각각의 테스크 명세서를 확인하는데 배열을 이용한 고정된 테스크 테이블을 구성하지 못하는 문제점이 있었다.
일본공개특허 제2004-0326569호(2004.11.18)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 운영체제가 콘텍스트 스위치를 위해서 참조하는 테스크 스케줄링 테이블을 배열로 구성하여 테이블을 단순화함으로써 운영체제의 실시간성 및 성능을 향상시킬 수 있는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블을 구성하여 다수의 테스크를 저장하는 메모리, 및 운영체제에서 하나의 테스크를 실행하고, 콘텍스트 스위치의 발생을 판단하여 현재 테스크를 상기 메모리의 테스크 스케줄링 테이블에 저장하고 다음 실행될 테스크를 리딩하여 실행시키는 마이크로프로세서를 포함하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 현재 시스템의 운영체제에서 사용되는 테스크의 개수만큼의 배열로 상기 테스크 스케줄링 테이블의 크기가 선언된다. 또한, 상기 테스크 스케줄링 테이블에 각 테스크의 명세서가 할당된다. 또한, 다수의 테스크들이 시간 간격 또는 우선순위 기준으로 순환하며 동작하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 마이크로프로세서의 운영체제에서 하나의 테스크를 실행하는 단계, 콘텍스트 스위치의 발생을 판단하는 단계, 메모리의 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블을 구성하고 현재 테스크를 저장하는 단계, 메모리의 테스크 스케줄링 테이블에서 다음 실행될 테스크를 리딩하는 단계, 및 상기 마이크로프로세서의 운영체제에서 상기 단계에서 리딩된 테스크를 실행하는 단계를 포함하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법을 제공하는 것을 다른 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치 및 관리방법에 의하면, 운영체제가 콘텍스트 스위치를 위해서 참조하는 테스크 스케줄링 테이블을 배열로 구성하여 테이블을 단순화함으로써 운영체제의 실시간성 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치의 일실시예를 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 배열로 구성된 테스크 스케줄링 테이블을 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법의 일실시예를 나타낸 제어 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치의 일실시예를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배열로 구성된 테스크 스케줄링 테이블을 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 테스크 관리장치는, 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블(21)을 구성하여 다수의 테스크를 저장하는 메모리(20)와, 운영체제(11)에서 하나의 테스크를 실행하고, 콘텍스트 스위치의 발생을 판단하여 현재 테스크를 상기 메모리(20)의 테스크 스케줄링 테이블(21)에 저장하고 다음 실행될 테스크를 리딩하여 실행시키는 마이크로프로세서(10)를 포함한다.
이때, 현재 시스템의 운영체제(11)에서 사용되는 테스크의 개수만큼의 배열로 상기 테스크 스케줄링 테이블(21)의 크기가 선언된다. 또한, 상기 테스크 스케줄링 테이블(21)에 각 테스크의 명세서가 할당된다. 또한, 다수의 테스크들(Task1~TaskN)이 시간 간격 또는 우선순위 기준으로 순환하며 동작하는 것이 바람직하다.
운영체제는 펌웨어와 달리 다수의 애플리케이션들이 테스크(Task) 단위로 동작한다. 테스크란 운영체제에서 동작하는 하나의 기능 단위이다. 따라서 운영체제를 기반으로 하는 소프트웨어의 각 기능은 테스크 단위로 나누어진다. 운영체제를 기반으로 하는 시스템에서는 다수의 테스크들이 시간 간격 또는 우선순위 등과 같은 특정 기준으로 순환하며 동작한다.
항상 어느 한 시점에서는 하나의 테스크만이 마이크로프로세서에서 실행되며, 현재 동작하고 있는 테스크가 다른 테스크에게 실행권한을 넘겨줘야 할때는 현재 동작하고 있는 테스크의 동작 상태를 저장하고 다음 실행될 테스크의 기존 동작 상태를 읽어드려야 한다.
이렇게 실행 테스크가 변경되는 과정에서 발생하는 정보 저장과 읽어드림을 콘텍스트 스위치(Context-Switch)라고 한다. 운영체제는 콘텍스트 스위치 발생시 각 테스크의 정보를 관리하기 위해서 각각의 테스크 명세서(Task Description)를 구성하여 리스트나 테이블과 같은 일정한 형식으로 테스크 정보를 유지하고 있다.
콘텍스트 스위치는 테스크들의 실행 상태를 변경하고 그 정보를 유지하는 과정으로써 운영체제에서 수행하는 기능 중 시간자원(Time Resource)을 가장 많이 소비하는 작업 중 하나이다.
기존의 많은 운영체제에서는 각 테스크 정보를 링크드 리스트(Linked-List)로 테스크 스케줄링 테이블을 구성하고 있다. 링크드 리스트는 가변적인 구조를 가지며 시스템의 변화가 빈번할 때 데스크 스케줄링 테이블을 유지하는데 용이하다. 하지만 테이블을 유지하고 관리하는데 비교적 많은 연산이 필요하다. 많은 실시간 내장형 시스템은 정적인 시스템으로써 시스템 설계가 끝나면 시스템 구동 중 테스크가 추가되거나 삭제되는 경우는 발생하지 않는다.
즉, 실시간 내장형 시스템을 지원하는 많은 실시간 운영체제는 정적인 시스템으로써 예측하기 힘든 메모리 사용과 복잡한 데이터 구조를 요구하지 않으며, 시스템 설계 이후 변화하지 않는 정적인 실시간 시스템에서는 테스크 스케줄링 데이블을 구성하기 위해 복잡한 연산이 요구되는 링크드 리스트를 사용하는 것 보다, 배열을 이용한 단순한 테이블 구성이 더 효과적이다.
따라서, 본 발명에서는 마이크로 프로세서(10)의 실시간 운영체제(11) 구동에서 비교적 많은 시간 자원을 소비하는 테스크 스케줄링 테이블 관리를 배열로 구성하여 단순화시킴으로써 실시간 운영체제의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제시하였다.
즉, 스케줄러가 테스크들의 실행 상태를 결정할 때 각각의 테스크 명세서를 확인하는데, 본 발명에서는 도시된 바와 같이 메모리(20)의 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 테이블(21)을 구성함으로써 시스템 구성과 스케줄링에서 발생하는 연산을 최대한 단순화시켜 운영체제의 성능을 향상시켰다. 테스크 스케줄링 테이블(21)은 현재 시스템에서 사용되는 테스크의 개수만큼 배열로 크기가 선언되고 각 테스크의 명세서가 할당된다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법의 일실시예를 나타낸 제어 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은, 마이크로프로세서(10)의 운영체제(11)에서 하나의 테스크를 실행하는 단계(S100), 콘텍스트 스위치의 발생을 판단하는 단계(S110), 메모리(20)의 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블(21)을 구성하고 현재 테스크를 저장하는 단계(S120), 메모리(20)의 테스크 스케줄링 테이블(21)에서 다음 실행될 테스크를 리딩하는 단계(S130) 및 상기 마이크로프로세서(10)의 운영체제(11)에서 상기 단계에서 리딩된 테스크를 실행하는 단계(S140)를 포함한다.
이때, 현재 시스템의 운영체제(11)에서 사용되는 테스크의 개수만큼의 배열로 상기 테스크 스케줄링 테이블(21)의 크기가 선언된다. 또한, 상기 테스크 스케줄링 테이블(21)에 각 테스크의 명세서가 할당된다. 또한, 다수의 테스크들(Task1~TaskN)이 시간 간격 또는 우선순위 기준으로 순환하며 동작하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10 : 마이크로프로세서
11 : 운영체제
20 : 메모리
21 : 테스크 스케줄링 테이블

Claims (8)

  1. 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블을 구성하여 다수의 테스크를 저장하는 메모리; 및
    운영체제에서 하나의 테스크가 실행되면 콘텍스트 스위치 발생여부를 판단하여 현재 테스크를 상기 메모리의 테스크 스케줄링 테이블에 저장하고 다음 실행될 테스크를 리딩하여 실행시키는 마이크로프로세서;를 포함하며,
    상기 마이크로프로세서는;
    상기 운영체제에서 사용되는 테스크의 개수에 따라 그 개수를 수용하는 크기로 상기 테스크 스케줄링 테이블의 크기를 선언하고,
    크기가 선언된 상기 테스크 스케줄링 테이블에 해당 테스크들을 배열하여 구성하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 테스크 스케줄링 테이블에 각 테스크의 명세서가 할당되는 것을 특징으로 하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    하나 또는 둘 이상의 테스크들이 시간 간격 또는 우선순위 기준으로 순환하며 동작하는 것을 특징으로 하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리장치.
  5. 마이크로프로세서의 운영체제에서 제1 테스크를 실행하는 단계;
    콘텍스트 스위치의 발생을 판단하는 단계;
    메모리의 일정 영역에 배열을 이용한 고정된 테스크 스케줄링 테이블을 구성하고 상기 제1 테스크를 저장하는 단계;
    메모리의 테스크 스케줄링 테이블에서 다음 실행될 제2 테스크를 리딩하는 단계; 및
    상기 마이크로프로세서의 운영체제에서 상기 단계에서 리딩된 제2 테스크를 실행하는 단계;를 포함하며;
    상기 제1 테스크를 저장하는 단계는;
    상기 운영체제에서 사용되는 테스크의 개수에 따라 그 개수를 수용하는 크기로 상기 테스크 스케줄링 테이블의 크기를 선언하고,
    크기가 선언된 상기 테스크 스케줄링 테이블에 해당 테스크들을 배열하여 구성하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 테스크 스케줄링 테이블에 각 테스크의 명세서가 할당되는 것을 특징으로 하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    하나 또는 둘 이상의 테스크들이 시간 간격 또는 우선순위 기준으로 순환하며 동작하는 것을 특징으로 하는 실시간 운영체제의 테스크 스케줄링 테이블을 이용한 테스크 관리방법.
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