KR102150262B1 - 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법 - Google Patents

차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법에 관한 것으로, 수신측 메모리에 파티션 된 특정 메모리 공간에 대한 데이터 블록의 최대 사용량을 모니터링 하는 단계와, 수신된 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치를 산출하는 단계와, 상기 특정 메모리 공간의 최대 사용량이 기준치를 초과하여 메모리 풀이 예상되는지 판단하는 단계와, 상기 특정 메모리 공간의 메모리 풀이 예상되는 경우, 수신 데이터 패킷의 누적 전송률을 분석하는 단계 및 상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록의 크기를 조절하는 단계를 포함한다.

Description

차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법{METHOD FOR MANAGING MEMORY IN VEHICLE INFORMATION SYSTEM}
본 발명은 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 정보 시스템(In Vehicle Infortainment System)에서 차량내부 네트워크와 연결을 담당하는 엠씨유의 한정된 메모리를 효율적으로 관리하기 위한 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 최근 출시되고 있는 대부분의 자동차는 지능형 차량 정보 시스템을 포함하고 있다.
상기 차량 정보 시스템은 차량 내외의 각종 정보를 운전자 및 탑승자에게 최적의 조건으로 제공하는 것으로, 각종 차량 멀티미디어(예 : AV, Navi. 텔레매틱스 등) 및 바디/섀시 전장품이 차량 네크워크(예 : CAN)로 연결된 차내 정보 시스템과 CDMA 통신망/무선 랜(WiFi) 망/무선 인터넷 망/근거리 통신망(Bluetooth) 등을 통한 차외 통신 네트워크가 통합된 매우 방대한 시스템으로 이루어진다.
상기 차량 네트워크는 수많은 종류의 차량 전장품 간 이루어지는 데이터 송수신을 수십 가닥의 와이어가 아닌 하나의 통신망으로 해결하기 위한 기술 분야로서, 현재 멀티미디어 분야는 MOST(Media Oriented System Transport), 바디/샤시 분야는 CAN(Controller Area Network)이 주류를 이루고 있는 상황이다.
통상적으로 상기 차량 정보 시스템은 각기 고유한 기능을 수행하는 두 개 이상의 프로세서를 포함한다. 예컨대 인포테인먼트(Infortainment : 정보와 오락을 합친 개념) 주 기능을 수행하는 씨피유(CPU), 차량과 인터페이스를 담당하는 엠씨유(MCU) 및 필요에 따라 추가적인 프로세서가 더 포함될 수 있다.
상기 각 프로세서(예 : CPU, MCU 등)는 처리 능력(예 : 코어 속도, 메모리 용량 등)에 따라 구분될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 씨피유(CPU)의 처리 능력이 원칩(또는 임베디드) 형태인 상기 엠씨유(MCU) 보다 더 좋은 것으로 가정한다.
그리고 상기 두 개 이상의 프로세서(예 : CPU, MCU 등)는, 기술적, 경제적 이유로 시리얼 통신(Serial Communication) 방식으로 상호간에 연결되어 정보를 교환한다.
최근 자동차 업계의 차세대 전략으로 커넥티드카(Connected Car)가 대두되면서 상기 차량 정보 시스템(IVI)을 통한 차량내부 네트워크 연결이 급격히 증가되고 있다. 예컨대 모바일 단말기에서 재생되는 음악이나 동영상을 차량내부 스피커나 내비게이션 화면을 통해 출력하는 기능이 있다.
상기와 같이 최근 씨피유(CPU)와 엠씨유(MCU)간 통신을 위해 요구되는 자원이 급증하게 되었으며, 이에 따라 처리 능력(예 : 코어 속도, 메모리 용량 등)이 제한적인 엠씨유(MCU)의 경우, 한정된 메모리 용량 내에서 씨피유(CPU)와 주고받는 데이터 패킷의 증가에 대응하기 위해 내부 메모리(예 : 버퍼, 메시지 큐 등)의 유연한 할당이나 확보가 필요한 상황이다.
예컨대 차량이나 운전자에 따라 차량 정보 시스템을 사용하는 상황(예 : 주로 이용하는 기능에 따라 데이터 사이즈가 다름)이 각기 다르기 때문에 물리적인 메모리 용량의 무조건적인 확장보다는 각 차량의 상황에 따라 능동적인 메모리 관리를 통해 경제성과 효율성의 확보가 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1134195호(2012.03.30.등록, 임베디드 또는 무선 통신 시스템에서 메모리 할당을 위한 시스템 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량 정보 시스템에서 차량내부 네트워크와 연결을 담당하는 엠씨유의 한정된 메모리를 효율적으로 관리하기 위한 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법은, 수신측 메모리에 파티션 된 특정 메모리 공간에 대한 데이터 블록의 최대 사용량을 모니터링 하는 단계; 수신된 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치를 산출하는 단계; 상기 특정 메모리 공간의 최대 사용량이 기설정된 기준치를 초과하여 메모리 풀이 예상되는지 판단하는 단계; 상기 특정 메모리 공간의 메모리 풀이 예상되는 경우, 수신 데이터 패킷의 누적 전송률을 분석하는 단계; 및 상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록 수를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특정 메모리 공간은, 상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부; 및 상대적으로 큰 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제2 수신 메모리부;중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 작은 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부의 블록 단위크기를 줄여 블록 수를 증가시키거나, 블록의 단위크기는 그대로 유지하고 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 작은 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상기 누적 전송률의 통계치에서 기설정된 제1 중위값(Median)을 산출하고, 상기 제1 중위값을 기준으로 기 설정된 제1 수신 메모리부의 블록 길이 이하에서 최초로 상기 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 첫 번째 포인트(P1)를 찾고, 상기 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 줄였을 때, 제2 수신 메모리부에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 기설정된 제1 기준치 이상이면, 상기 첫 번째 포인트(P1)와 관계없이 현재 설정되어 있는 제1 수신 메모리부의 블록 크기를 그대로 유지하고 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 수신 메모리부에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 상기 제1 기준치 이하이면, 상기 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 줄였을 때, 기설정된 제2 기준치 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되면, 상기 첫 번째 포인트(P1)의 길이를 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이로 재설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기준치 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되지 않으면, 상기 첫 번째 포인트(P1) 이하에서 최초로 상기 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 나타내는 포인트(P2)를 찾는 과정을 수행한 후, 다시 상기 제1 기준치 및 제2 기준치와 비교하여 그 결과에 따라 상기 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재설정하는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 큰 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부의 블록 단위크기를 증가시키거나, 상대적으로 큰 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제2 수신 메모리부의 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 큰 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상기 누적 전송률의 통계치에서 기설정된 제2 중위값(Median)을 산출하고, 상기 제2 중위값을 기준으로 기 설정된 제1 수신 메모리부의 블록 길이 이상에서 최초로 상기 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 첫 번째 포인트(P3)를 찾고, 상기 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기(또는 길이)를 늘였을 때, 상기 제2 수신 메모리부에서 절감되는 누적 전송률(%)이 기설정된 제3 기준치 이상이면, 늘어난 단위 길이로 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 늘였을 때, 제2 수신 메모리부에 절감되는 누적 전송률(%)이 상기 제3 기준치 이하이면, 상기 첫 번째 포인트(P3) 이상에서 최초로 상기 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 두 번째 포인트(P4)를 찾는 과정을 수행한 후, 다시 상기 제3 기준치와 비교하여 그 결과에 따라 상기 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재설정하는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 제2 수신 메모리부의 블록 수를 기설정된 특정 비율 증가시키는 경우의 메모리 증가량과 상기 늘어난 단위 길이로 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재구성 하는 경우의 메모리 증가량을 비교하여, 그 중 추가 메모리 할당량이 더 작은 방법을 선택하여 해당 메모리 블록을 재설성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량 정보 시스템에서 차량내부 네트워크와 연결을 담당하는 엠씨유(MCU)의 한정된 메모리를 효율적으로 관리함으로써 적은 메모리 용량에 의한 경제성과 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 씨피유와 엠씨유간의 통신 인터페이스를 위한 메모리 구조를 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 엠씨유에 수신된 패킷의 누적 통계 데이터의 일 예를 그래프로 보인 예시도.
도 6은 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 엠씨유에 수신된 패킷의 누적 통계 데이터의 다른 일 예를 그래프로 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 씨피유와 엠씨유간의 통신 인터페이스를 위한 메모리 구조를 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 엠씨유(MCU)는 시리얼 통신(예 : UART)으로 수신되는 데이터 패킷을 일시적으로 저장하는 수신 레지스터(110), 상기 수신 레지스터를 통해서 수신된 데이터 패킷을 버퍼링하는 수신 버퍼(120), 상기 수신 버퍼에 버퍼링된 패킷에서 실제 페이로드(데이터)를 저장하는 제1, 제2 수신 메모리부(130, 140), 및 상기 수신 데이터 패킷의 실제 페이로드가 저장된 메모리의 포인트 정보가 저장되는 수신 메시지 큐(150)를 포함한다.
또한 송신 데이터 패킷의 실제 페이로드가 저장되는 제1, 제2 송신 메모리부(210, 220), 상기 송신 데이터 패킷의 실제 페이로드가 저장된 메모리의 포인트 정보가 저장되는 송신 메시지 큐(230), 상기 송신할 데이터 패킷을 버퍼링하는 송신 버퍼(240), 및 상기 송신 버퍼에 버퍼링된 송신 데이터 패킷을 시리얼 통신으로 송신하는 송신 레지스터(250)를 포함한다.
이때 상기 송신측 구성(210 ~ 250)을 이용하여 데이터 패킷을 송신할 경우에 메모리 관리는 크게 중요하지 않으며, 또한 본 발명의 기술적 요지를 벗어나므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 대신, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 데이터 패킷을 수신할 경우의 메모리 관리 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
참고로, 상기 시리얼 통신을 위한 데이터 패킷은 통상적으로 오버헤드와 페이로드(데이터)로 구성되며, 상기 페이로드의 길이는 1 ~ 255(Byte) 내에서 다양한 길이를 갖는다.
따라서 상기 엠씨유(MCU)의 통신 인터페이스는 제한적인 메모리 용량을 효율적으로 활용하기 위하여 상기 페이로드의 길이에 따라 상기 제1, 제2 수신 메모리부(130, 140) 중 어느 하나를 선택하여 저장하고, 해당 페이로드의 오버헤드는 상기 수신 메시지 큐(150)에 큐잉하는 방법을 사용한다.
상기 수신 메시지 큐(150)는 차량 정보 시스템에서 사용하는 기능 개수에 따라 기능별로(Fn.1 ~ Fn.N) 분할하여 사용한다.
이때 상기 제1, 제2 수신 메모리부(130, 140)는 메모리 공간의 단편화를 최소화하기 위하여 상기 페이로드(데이터)의 크기에 기초해서 2 ~ 3 개의 메모리 파티션(Memory Partition)으로 메모리 공간(즉, 메모리 영역)을 분할한다. 본 실시예에서는 상기 메모리 공간(즉, 메모리 영역)이 2개의 메모리 공간(즉, 제1, 제2 수신 메모리부)(130, 140)으로 파티션된 것으로 가정하여 설명한다.
이때 상기 파티션된 각 메모리 공간(즉, 제1, 제2 수신 메모리부)(130, 140)은 적어도 하나 이상의 블록(131~133)(141~143)으로 분할되어 사용된다.
상기 파티션된 메모리 공간(즉, 제1, 제2 수신 메모리부)(130, 140) 중 상기 제1 수신 메모리부(130)는 비교적 작은 크기(예 : 40Byte 이하)의 데이터를 저장하는 블록(131~133)으로 구성되며, 상기 제2 수신 메모리부(140)는 비교적 큰 크기(예 : 40 ~ 255(Byte))의 데이터를 저장하는 블록(141~143)으로 구성된다.
특히 상기 작은 크기의 데이터를 저장하기 위하여 파티션 된 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부)의 크기는 차량 정보 시스템의 양산 이전에 신뢰성 확보를 위한 모든 테스트를 패스할 수 있도록 안정성을 우선해 결정된다.
그러나 상기 파티션 된 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부)의 크기가 양산 시점에는 안정적으로 최적화 되었다 하더라도 양산 이후에 차량 정보 시스템을 사용하는 각 차량에서의 환경의 차이(예 : 조작 방법의 특수성, 휴대 기기의 차이)나 지역적인 특성, 방송의 데이터 서비스 변경 등으로 데이터 패킷의 크기가 변경되는 상황이 발생할 경우, 간헐적인 버퍼 풀(FULL)이 발생하여 시스템의 성능저하를 유발시킬 가능성이 있다.
상기와 같이 미리 파티션 된 메모리 용량의 크기보다 더 큰 데이터 패킷을 수신하는 상황이 발생하여 간헐적인 버퍼 풀 현상으로 시스템의 성능저하가 유발되는 경우, 소프트웨어 업데이트나 물리적 메모리 확장 등을 통해서 상기 버퍼 풀 현상을 해소 할 수는 있으나 품질유지 비용이 발생하게 된다.
따라서 차량 정보 시스템을 구성하는 엠씨유(MCU)의 특수성을 고려하여, 물리적인 메모리 용량을 확장하지 않더라도, 엠씨유(MCU) 자체에서 한정된 메모리 용량을 더욱 효율적으로 사용하면서, 또한 소프트웨어의 업데이트 없이 차량 정보 시스템 스스로 상황(즉, 통계적인 데이터 수신 상황)에 대응하여 파티션 할 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부)의 크기를 능동적으로 변경시킬 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 차량 정보 시스템을 구성하고, 또한 차량내부 네트워크와 연결을 담당하는 엠씨유(MCU)의 한정된 메모리 용량을 효율적으로 관리하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 장치는, 메모리 사용량 모니터링부(310), 메모리 사용량 피크치 오버 검출부(320), 데이터 패킷 통계부(330), 메모리 변경량 산출부(340), 및 메모리 설정부(350)를 포함한다.
상기 메모리 사용량 모니터링부(310)는 엠씨유(MCU) 전체의 메모리 용량 중 파티션 된 각 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부, 제2 수신 메모리부, 수신 메시지 큐 등)에 대해 데이터 블록의 최대 사용량을 모니터링 한다.
상기 메모리 사용량 피크치 오버 검출부(320)는 특정 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부)의 최대 사용량이 피크치(또는 기준치)(예 : 70%) 이상을 넘어서는 경우가 발생하는지 검출한다.
상기 데이터 패킷 통계부(330)는 차량 정보 시스템이 슬립 상태에서 깨어나 동작하다가 다시 슬립 상태로 진입하는 시점까지 수신된 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치를 산출한다.
상기 메모리 변경량 산출부(340)는 상기 산출된 수신 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치, 미리 설정된 용량별로 파티션 된 각 메모리 공간의 미사용 데이터 블록 수, 및 각 수신 메시지 큐의 최대 사용량을 이용하여 파티션을 재설정 할 메모리 공간의 선택 및 그 선택된 메모리 공간의 변경할 크기(예 : 각 수신 메시지 큐의 크기, 제1, 제2 수신 메시지부의 데이터 블록 크기 등)를 산정한다.
상기 메모리 설정부(350)는 상기 산정된 메모리 공간의 클록 크기나 블록 수로 해당 메모리 공간의 파티션을 재설정한다. 상기 재설정된 메모리 공간(또는 해당 메모리 공간의 블록 크기나 블록 수)의 파티션은 차량 정보 시스템이 재기동 되는 시점에 반영된다.
한편 상기 도 2에 도시된 도면에서는 상기 제1 수신 메모리부(130)에 대한 파티션을 재설정하는 실시예를 도시하였으나, 그에 한정하지 않고, 상기 제2 수신 메모리부(140) 또는 상기 수신 메지지 큐(150)에 대한 파티션을 재설정하는 경우에도 적용할 수 있음에 유의한다.
이하 도 3 내지 도 7을 참조하여, 상기 도 2에 도시된 차량 정보 시스템의 메모리 관리 장치의 구체적인 동작을 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메모리 사용량 모니터링부(310)를 통해 각 메모리 공간(예 : 제1 수신 메모리부, 제2 수신 메모리부, 수신 메시지 큐 등)에 대해 데이터 블록의 최대 사용량을 모니터링 하고, 상기 데이터 패킷 통계부(330)는 수신된 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치를 산출한다(S101).
이때 특정 메모리 공간의 최대 사용량이 피크치(또는 기준치)(예 : 70%) 이상을 넘어서는 경우가 발생하는지, 즉, 특정 메모리 공간에서 메모리 사용량이 기준치(예 : 70%)를 초과하는 메모리 풀이 예상되는지 판단한다(S102).
먼저 특정 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)에서 메모리 풀이 예상되는지 판단한다(S103). 상기 특정 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)에서 메모리 풀이 예상되는지 판단한 결과, 상기 제1 수신 메모리부(130)에서 메모리 풀이 예상되는 경우(S103의 예)의 메모리 관리 방법에 대해서 도 3 및 도 5를 참조하여 설명한다.
이때 상기 제1 수신 메모리부(130)의 메모리 풀이 예상되는 통계치, 즉, 상기 수신 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치가 도 5에 도시된 그래프와 같이 산출되었다고 가정한다.
도 5는 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 엠씨유에 수신된 패킷의 누적 통계 데이터의 일 예를 그래프로 보인 예시도이다.
도 5를 참조하면, 10Byte 이내의 작은 크기를 갖는 데이터 패킷이 35% 정도로 가장 많이 수신되고, 25Byte 정도의 작은 크기를 갖는 데이터 패킷이 10% 이하에서 자주 수신되고 있음을 알 수 있다. 즉, 대부분의 수신 데이터 패킷이 40Byte 이내의 작은 크기를 갖는 것을 알 수 있다.
따라서 도 5에 도시된 그래프를 참조할 때, 저장 가능한 데이터 블록들의 크기가 40Byte 정도로 작게 설정된 제1 수신 메모리부(130)에 메모리 풀(Full)이 발생할 가능성이 있음을 예상할 수 있다.
이에 따라 해당 메모리 공간(즉, 데이터 블록 크기가 작게 설정된 제1 수신 메모리부)의 메모리 풀 발생 가능성을 낮추기 위해서는 해당 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)의 블록 수를 증가시켜야 한다.
그러나 단순히 해당 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)의 블록 수를 증가시키는 것은 추가적인 메모리 확보가 필요하기 때문에 전체 메모리 용량이 제한적인 엠씨유(MCU)의 특성 상 큰 부담으로 작용한다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 데이터 패킷의 수신 상황을 분석하고, 그 분석에 따라 블록의 크기(또는 길이)를 현재 설정된 블록 크기(예 : 40Byte)보다 작게 재설정함으로써 해당 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)의 블록 수를 증가시키거나, 혹은 현재 제1 수신 메모리부(130)에 설정된 블록 크기(예 : 40Byte)에서 블록 수를 증가시킨다.
이하 데이터 패킷의 수신 상황을 분석하여 해당 메모리 공간의 블록 수를 증가시키는 방법을 설명한다.
1) 우선 상기 통계치의 제1 중위값(Median)(예 : 도 5에 도시된 그래프에서 계산된 제1 중위값은 3.5% 라고 가정한다)을 계산한다. 그리고 상기 제1 중위값(Median = 3.5%)을 기준으로 첫 번째 포인트(예 : 40 Byte 이하에서 최초로 상기 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 포인트, 도 5에 도시된 그래프에서는 패킷 길이 20Byte인 포인트)(P1)를 찾는다(S104).
2) 그리고 상기 찾아진 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이(예 : 20Byte)로 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기(또는 길이)를 줄였을 때, 상기 제2 수신 메모리부(140)에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부(140)의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 기설정된 제1 기준치(예 : 70%) 이상이면(즉, 제2 수신 메모리부에 가중되는 부하가 문제 수준이면)(S105의 예), 상기 찾아진 첫 번째 포인트(P1)와 관계없이 현재 설정되어 있는 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기(예 : 40Byte)에서 블록 수를 증가시킨다(S107).
그런데 상기 제2 수신 메모리부(140)에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부(140)의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 기설정된 제1 기준치(예 : 70%) 이하이면(즉, 제2 수신 메모리부에 가중되는 부하가 문제 수준이 아니면)(S105의 아니오), 3) 상기 찾아진 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 블록의 크기(또는 길이)를 줄였을 때, 기설정된 제2 기준치(예 : 10%) 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되면(S106의 예), 해당 포인트(P1)의 길이(예 : 20Byte)를 제1 수신 메모리부(130)의 데이터 블록 길이로 재설정하여 제1 수신 메모리부(130)의 재구성을 결정한다(S107).
그러나 만약, 상기 기설정된 제2 기준치(예 : 10%) 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되지 않으면, 다음 포인트(예 : 상기 첫 번째 포인트(P1) 이하에서 최초로 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 나타내는 포인트)(P2)를 찾아서 상기 2)의 과정을 반복한다(S107의 아니오).
이때 실질적인 수신 메시지 큐(150)와 제1 수신 메모리부(130)의 크기 재구성은 차량 정보 시스템의 차기 기동(Wake-up) 시점에 진행되며, 상기 도 5를 참조로 하는 통계치에서 상기 제1 수신 메모리부(130)에 저장 가능한 데이터 블록 길이는 20Byte로 재구성 되며, 메모리의 추가 할당 없이 메모리 풀 발생 가능성을 시스템 스스로가 해소할 수 있게 된다.
참고로, 상기 수신된 데이터 패킷 길이에 해당하는 누적전송률의 중위값(또는 중간값)(Median)보다 작은 누적전송률을 갖는 패킷은 사실상 통신 부하에 주는 영향이 상대적으로 낮다고 본다. 다시 말해 본 발명에서 의미하는 중위값(Median)은 수신된 데이터 패킷 길이에 해당하는 누적전송률의 중위값을 의미한다.
그리고 상기 중위값(Median)은 통계집단의 변량을 크기의 순서로 늘어놓았을 때, 중앙에 위치하는 값을 의미하는 것으로, 본 실시예의 그래프에서와 같이 임의의 값(수신 데이터 패킷)들이 극단적으로 한쪽으로 치우쳐 있는 경우(본 실시예에서는 40 Byte 이하에 치우쳐 있는 경우)에는 일반적인 평균값(mean)은 왜곡된 정보를 줄 가능성이 있기 때문에 중위값(median)을 사용하게 된다.
한편 상기 특정 메모리 공간(즉, 제1 수신 메모리부)에서 메모리 풀이 예상되는지 판단한 결과(S103), 상기 제2 수신 메모리부(140)에서 메모리 풀이 예상되는 경우(S103의 아니오)의 메모리 관리 방법에 대해서 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다.
상기 제2 수신 메모리부(130)의 메모리 풀이 예상되는 통계치, 즉, 상기 수신 데이터 패킷의 길이에 대한 통계치가 도 6에 도시된 그래프와 같이 산출되었다고 가정한다.
도 6은 본 발명에 관련된 차량 정보 시스템에서 엠씨유에 수신된 패킷의 누적 통계 데이터의 다른 일 예를 그래프로 보인 예시도이다.
도 6을 참조하면, 60Byte 정도의 크기를 갖는 데이터 패킷이 15% 정도로 많이 수신되고, 125Byte 정도의 크기를 갖는 데이터 패킷이 23% 이상으로 자주 수신되며, 250Byte의 아주 큰 크기를 갖는 데이터 패킷이 8% 가까이 수신되고 있음을 알 수 있다. 즉, 대부분의 데이터 패킷이 40Byte 이상의 큰 크기를 갖는 데이터 패킷이 수신됨을 알 수 있다.
따라서 상기 도 6에 도시된 그래프를 참조할 때, 저장 가능한 데이터 블록들의 크기가 40Byte 정도로 작게 설정된 상기 제1 수신 메모리부(130) 보다는 상기 제2 수신 메모리부(140)에 메모리 풀(Full)이 발생할 가능성이 있음을 예상할 수 있다.
이에 따라 해당 메모리 공간(즉, 데이터 블록 크기가 크게 설정된 제2 수신 메모리부)의 메모리 풀 발생 가능성을 낮추기 위해 해당 메모리 공간(즉, 제2 수신 메모리부)의 블록 크기(또는 길이)를 증가시켜야 한다.
그러나 단순히 해당 메모리 공간(즉, 제2 수신 메모리부)의 블록 크기(또는 길이)를 증가시키는 것은, 전체 메모리 용량이 수십 Kbyte 이내인 엠씨유(MCU)의 특성 상 큰 부담으로 작용한다. 즉, 제2 수신 메모리부(140)에서 각 메모리 블록의 크기가 255Byte인 N개의 메모리 블록의 길이를 증가시키기 위해서는 수 Kbyte가 추가로 할당되어야 하므로, 메모리 용량이 수십 Kbyte로 한정적인 엠씨유(MCU)에 큰 부담이 되는 것이다.
따라서 각 메모리 블록의 크기가 255Byte로 큰 제2 수신 메모리부(140)의 블록 크기를 증가시키기 전에 각 메모리 블록의 크기가 작은 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기를 증가시키는 것이 더 효율적인지 판단하고, 그것이 더 효율적인 경우에는 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기를 증가시킨다.
이하 상기 제1 수신 메모리부(140)의 블록 크기를 증가시키는 방법에 대해서 설명한다.
1) 우선 통계치의 제2 중위값(Median)(예 : 도 6에 도시된 그래프에서 계산된 제2 중위값은 2.7% 라고 가정한다)을 계산한다. 그리고 상기 제2 중위값(Median = 2.7%)을 기준으로 첫 번째 포인트(예 : 40 Byte 이상에서 최초로 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 포인트, 도 6에 도시된 그래프에서는 패킷 길이 64 Byte인 포인트)(P3)를 찾는다(S108).
2) 그리고 상기 찾아진 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기(또는 길이)를 늘였을 때, 상기 제2 수신 메모리부(140)에 절감되는 누적 전송률(%)이 기설정된 제3 기준치(예 : 5%) 이하이면(S109의 아니오), 다음 포인트(즉, 첫 번째 포인트(P3) 이상에서 최초로 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 포인트)(P4)를 다시 찾는다(S108).
그런데 상기 찾아진 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기(또는 길이)를 늘였을 때, 상기 제2 수신 메모리부(140)에서 절감되는 누적 전송률(%)이 기설정된 제3 기준치(예 : 5%) 이상이면(S109의 예), 3)늘어난 단위 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 데이터 블록 단위길이를 재구성하는 경우나, 혹은 제2 수신 메모리부(140)의 블록 수를 기설정된 특정 비율(예 : 10%) 증가시키는 경우의 메모리 증가량을 계산해 추가 메모리 할당량이 더 작은 방법으로 메모리 파티션을 재구성한다(S110).
물론 상기 제1 수신 메모리부(130)의 블록 길이를 늘리는 경우에도 메모리 추가 할당량이 상당히 커질 수 있기 때문에 서칭(Searching) 단위를 낮춰 추가 할당량을 가능한 최소화해야 한다.
한편 실질적인 수신 메시지 큐(150)와 제1 수신 메모리부(130)의 크기 재구성은 차량 정보 시스템의 차기 기동(Wake-up) 시점에 진행되며, 상기 도 6을 참조로 하는 통계치에서 상기 제1 수신 메모리부(130)에 저장 가능한 데이터 블록 길이는 64(Byte)로 재구성 되며, 메모리의 추가 할당량을 최소화하면서 메모리 풀 발생 가능성을 시스템 스스로가 해소할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 수신 레지스터 120 : 수신 버퍼
130 : 제1 수신 메모리부 140 : 제2 수신 메모리부
150 : 수신 메시지 큐 210 : 제1 송신 메모리부
220 : 제2 송신 메모리부 230 : 송신 메시지 큐
240 : 송신 버퍼 250 : 송신 레지스터
310 : 메모리 사용량 모니터링부 320 : 메모리 사용량 피크치 오버 검출부
330 : 데이터 패킷 통계부 340 : 메모리 변경량 산출부
350 : 메모리 설정부

Claims (11)

  1. 수신측 메모리에 파티션 된 특정 메모리 공간에 대한 데이터 블록의 최대 사용량이 기설정된 기준치를 초과하여 메모리 풀이 예상되는 경우, 수신 데이터 패킷의 누적 전송률을 분석하는 단계; 및
    상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록의 크기를 조절하는 단계;를 포함하되,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과,
    상대적으로 작은 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우,
    상기 누적 전송률의 통계치에서 기설정된 제1 중위값(Median)을 산출하고,
    상기 제1 중위값을 기준으로 기 설정된 제1 수신 메모리부의 블록 길이 이하에서 최초로 상기 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 첫 번째 포인트(P1)를 찾고,
    상기 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 줄였을 때, 제2 수신 메모리부에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 기설정된 제1 기준치 이상이면, 상기 첫 번째 포인트(P1)와 관계없이 현재 설정되어 있는 제1 수신 메모리부의 블록 크기를 그대로 유지하고 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록 수를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 특정 메모리 공간은,
    상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부; 및
    상대적으로 큰 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제2 수신 메모리부;중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 작은 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부의 블록 단위크기를 줄여 블록 수를 증가시키거나, 블록의 단위크기는 그대로 유지하고 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  5. 수신측 메모리에 파티션 된 특정 메모리 공간에 대한 데이터 블록의 최대 사용량이 기설정된 기준치를 초과하여 메모리 풀이 예상되는 경우, 수신 데이터 패킷의 누적 전송률을 분석하는 단계; 및
    상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록의 크기를 조절하는 단계;를 포함하되,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 큰 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우,
    상기 누적 전송률의 통계치에서 기설정된 제2 중위값(Median)을 산출하고,
    상기 제2 중위값을 기준으로 기 설정된 제1 수신 메모리부의 블록 길이 이상에서 최초로 상기 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 첫 번째 포인트(P3)를 찾고,
    상기 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부(130)의 블록 크기나 길이를 늘였을 때, 제2 수신 메모리부에서 절감되는 누적 전송률(%)이 기설정된 제3 기준치 이상이면, 늘어난 단위 길이로 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재구성하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 수신 메모리부에 가중되는 누적 전송률(%)과 상기 제2 수신 메모리부의 데이터 블록의 최대 점유율(%)의 합이 상기 제1 기준치 이하이면,
    상기 첫 번째 포인트(P1)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 줄였을 때, 기설정된 제2 기준치 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되면, 상기 첫 번째 포인트(P1)의 길이를 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 기준치 이상의 데이터 블록 수가 추가로 확보되지 않으면,
    상기 첫 번째 포인트(P1) 이하에서 최초로 상기 제1 중위값보다 큰 패킷 길이를 나타내는 포인트(P2)를 찾는 과정을 수행한 후, 다시 상기 제1 기준치 및 제2 기준치와 비교하여 그 결과에 따라 상기 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재설정하는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과, 상대적으로 큰 크기의 데이터 패킷에 대한 누적 전송률이 많은 경우, 상대적으로 작은 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제1 수신 메모리부의 블록 단위크기를 증가시키거나, 상대적으로 큰 크기의 메모리 블록들로 이루어진 제2 수신 메모리부의 블록 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 누적 전송률을 분석한 결과에 대응하여 상기 특정 메모리 공간에 설정된 블록 수를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 첫 번째 포인트(P3)의 패킷 길이로 제1 수신 메모리부의 블록 길이를 늘였을 때, 제2 수신 메모리부에 절감되는 누적 전송률(%)이 상기 제3 기준치 이하이면, 상기 첫 번째 포인트(P3) 이상에서 최초로 상기 제2 중위값보다 큰 패킷 길이를 갖는 두 번째 포인트(P4)를 찾는 과정을 수행한 후, 다시 상기 제3 기준치와 비교하여 그 결과에 따라 상기 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재설정하는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
  11. 제 5항에 있어서,
    제2 수신 메모리부의 블록 수를 기설정된 특정 비율 증가시키는 경우의 메모리 증가량과 상기 늘어난 단위 길이로 제1 수신 메모리부의 데이터 블록 길이를 재구성 하는 경우의 메모리 증가량을 비교하여, 그 중 추가 메모리 할당량이 더 작은 방법을 선택하여 해당 메모리 블록을 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 정보 시스템의 메모리 관리 방법.
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