KR20010064251A - 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수행 시간이 제한되어 있는 실시간 시스템의 소프트웨어 시험을 일반 범용 컴퓨터 상에서도 가능하도록 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.

본 발명은 프로그램 상의 타이머 동작 프리미티브에 이 프로그램 타이머 용도에 따라 분류된 타이머 종류를 추가하고 이 종류 정보를 타겟 실시간 시스템에서는 무시하며 범용컴퓨터 상에서 수행될 경우에는 이 종류에 따라 지정된 상대적 가중치를 반영한 새로운 타이머 값으로 대체하여 수행하게 함으로써 프로그램 수행시간의 차이에서 오는 기능 수행의 오류를 방지한다. 이 가중치는 프로그램의 타이머 종류에 따라 범용컴퓨터에서 수행되는 결과에 의해 계속 조정 보완됨으로써 대상 실시간시스템의 타이머 용도 특성에 알맞은 가중치로 접근된다.

본 발명은 많은 실시간 시스템들이 개발시 가장 비효율적인 문제점 중 하나인 시험 플랫폼의 제약을 해소시킬 수 있어 타겟시스템이 아닌 일반 범용컴퓨터에서도 실시간 소프트웨어를 시뮬레이션 할 수 있도록 하므로써 타겟시스템 하드웨어가 개발이 되지 않더라도 실시간 소프트웨어를 시험할 수 있어 실시간 시스템의 개발기간을 단축시킬 수 있다.

Description

상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법 {A real-time software simulation method using relative timer}

본 발명은 소프트웨어 시험기술 중 실시간 소프트웨어의 시험기술과 시뮬레이션 기술에 관한 것으로서, 상세하게는 절대적인 시간 제약을 가지고 있는 실시간시스템 개발시 타겟 실시간 시스템 하드웨어가 준비되지 않더라도 실시간 소프트웨어를 일반 범용 컴퓨터 상에서 주어진 실시간성을 유지하면서 시뮬레이션 할 수 있는 방법에 관한 것이다.

현재까지의 실시간 소프트웨어 시험 기술은 크게 두 가지로 분류될 수 있다. 하나는 실시간 시스템의 실시간 운영체제 상에서 실시간 소프트웨어를 시험하는 기술이며, 이것은 실시간 소프트웨의 특성을 실시간 운영체제가 충분히 제공해줄 수 있기 때문에 시험상의 제약이 없다.

다른 하나는 실시간 소프트웨어를 일반 범용 컴퓨터 상에서 시험하는 것으로 이를 위해서는 기본적으로 범용 컴퓨터 상에서 실시간 운영체제 역할을 대행해 줄 수 있는 실행시간 시스템(Run-time System)이 필요하다.

일반적으로 실시간 운영체제 역할을 대행하는 실행시간 시스템은 우선순위 스케쥴링과 고유의 타이머 제어기를 지니고 있고, 이를 이용하여 UNIX와 같은 범용 운영체제 하에서 실시간 소프트웨어를 시험할 수 있도록 하고 있으나 이는 기능적인 시험을 대상으로 하는 것이고 절대적인 실시간 제약이 있는 경우는 시험을 할 수가 없다. 이는 기본적으로 실시간 시스템과 범용 컴퓨터 사이에 프로그램 수행 시간 차이에서 오는 문제점을 극복하지 못하였기 때문에 범용 컴퓨터에서 시험할 수 있는 실시간 소프트웨어의 시험범위는 제한적일 수 밖에 없다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 상대적 타이머를 이용함으로써 타겟 실시간 시스템과 범용 컴퓨터의 프로그램 수행속도 차이를 시험 시에 반영할 수 있도록 하는 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용되기 위한 타겟 실시간 시스템과 범용 호스트 컴퓨터에서의 타이머 수행 구조도

도 2는 본 발명을 적용할 수 있는 실시간 시스템인 교환기의 타이머 분류 예시도

도 3은 본 발명을 적용 시 타겟 실시간 시스템에서의 타이머 수행 흐름도

도 4는 본 발명의 상대적 타이머 제어기가 타이머 가중치를 생성하는 절차도

도 5는 본 발명의 상대적 타이머 제어기를 이용한 범용 컴퓨터 상에서의 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 동작 흐름도

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법은, 실시간성에 따라 대상 시스템에서 사용되는 타이머 종류를 분류하고, 사용되는 타이머 프리미티브의 파라메터에 타이머 용도의 종류를 나타내는 파라메터를 추가하는 제1단계; 범용 컴퓨터 상에서 상대적 타이머 가중치와 이 가중치를 반영시킨 새로운 타이머 값을 생성하는 제2단계; 및 새롭게 생성된 상대적 타이머 값으로 응용 프로그램의 실시간성을 시험하고 이 결과를 분석하여 다시 타이머 가중치를 조정하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되기 위한 타이머 수행 구조도로서 타겟 실시간 시스템의 경우와 범용컴퓨터의 경우를 나타낸다.

타겟 시스템인 경우에는 일반적으로 여러 개의 실시간 응용 프로그램(5)들이 실시간 운영체제(7) 상에서 동작되는 실시간 타이머 제어기(6)에 의해 제어된다.이에 비해 일반 범용 컴퓨터에서는 여러 개의 실시간 응용 프로그램(1)들이 Unix 또는 Linux등의 범용 운영체제(4) 상에서 실시간 운영체제 역할을 대신해 주는 실행시간(Run-time) 시스템(3)의 제어 하에서 상대적 타이머 제어기(2)에 의해 제어된다.

도 2는 본 발명을 적용할 경우 실시간 시스템의 특성에 따라 달라질 수 있는 타이머 용도에 의한 타이머 분류 예이다.

실시간 시스템의 하나인 교환기의 경우에는 타이머 종류 중에서 사용하는 프로토콜의 규격에 정의된 타이머, 데이터베이스 트랜잭션에서 사용되는 타이머, 그리고 교환기 하드웨어를 제어하는데 사용되는 타이머들이 실시간성이 강하다.

그리고, 시그널 송신 후 상대방의 수신여부를 확인하기 위한 타이머와 특정 시각에 동작을 하기 위한 타이머 등이 중간 정도의 실시간성이 필요하고, 타 기능의 확인을 위한 타이머와 주기적으로 기능을 수행하기 위한 타이머, 및 시험용으로 사용하는 수면용(sleep) 타이머들이 실시간성이 약한 것 들이다.

만약에 교환기가 아닌 다른 실시간 시스템인 경우에는 그 시스템의 기능에 사용되는 타이머들 중에서 실시간성에 따라 분류를 하면 된다.

도 3은 본 발명에서의 상대적 타이머가 타겟 실시간 시스템 상에서 처리되는 순서도이다.

상대적 타이머는 범용 컴퓨터에서 수행될 경우에 필요한 개념이므로 타겟 시스템인 경우에는 기존의 일반 타이머 형태를 그대로 수행되도록 한다. 이를 위해 일반 타이머 프리미티브 안의 파라메터들에 새로운 타이머 종류 파라메터를 추가한다(S31). 이 타이머 종류 파라메터는 앞서 설명한 도 2에서와 같이 타이머 용도에 따라 실시간성을 고려하여 분류한 것이다. 타겟 시스템에서 기존 실시간 운영체제와 타이머 제어기를 수정없이 그대로 사용하기 위해서는 이 타이머 종류 파라메터를 응용 프로그램에서 삭제해주는 전처리기(Preprocessor)를 수행한다(S32). 전처리기를 수행하면 일반 타이머 프리미티브 형태로 변경된 프로그램으로 복구되며(S33), 이 프로그램은 원래의 실시간 운영체제 상에서 기존 타이머를 그대로 사용하여 동작된다(S34).

도 4는 범용 컴퓨터 상에서 상대적 타이머 제어기의 타이머 가중치를 생성하는 방법을 나타낸다.

타겟 실시간 시스템의 종류(S41)가 정해지면 이 시스템의 기능 특성을 고려하여 이 대상 시스템에서 사용되는 타이머들을 실시간성에 따라 분류한다(S42). 분류된 타이머의 각 종류별로 이 타이머를 사용하는 시스템 기능들이 일반적으로 수행하고 있는 형태의 시험 프로그램을 작성한다(S43). 이 작성된 시험 프로그램을 타겟 실시간 시스템과 범용 컴퓨터 상에서 각각 수행 시킨다(S44). 이때 범용 컴퓨터는 후에 실시간 소프트웨어를 시뮬레이션 할 대상 컴퓨터를 의미한다.

두 시스템에서 각각 수행시킨 프로그램의 결과는 서로 비교되어 해당 타이머를 사용하는 프로그램의 수행 속도에 대한 비율이 산출되고, 이러한 비교는 모든타이머 종류의 시험 프로그램들에 대해 동일하게 수행되어 이 비율들의 상호 비교치가 상대적 타이머의 가중치로 결정이 된다(S45). 이 가중치를 사용하여 해당 시스템의 호스트 시뮬레이션용 상대적 타이머 가중치 테이블을 만든다(S46). 이 타이머 종류별 타이머 가중치 테이블은 실제로 타겟 실시간 소프트웨어를 범용컴퓨터 상에서 수행시키는 시뮬레이션을 반복하면서 그 값이 조정됨으로써 점점 명확한 상대적 타이머 가중치들이 될 수 있다.

도 5는 본 발명의 상대적 타이머 제어기를 이용한 범용 컴퓨터 상에서의 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 동작 흐름도를 나타낸다.

실시간성에 따라 분류된 타이머 종류가 추가된 응용 프로그램이 입력되면(S51) 이 프로그램의 타이머 종류에 따라 제어기가 가지고 있는 가중치를 반영하여 타이머 값을 변경시킨다(S52). 이 변경된 타이머 값을 가지고 범용 컴퓨터의 실행시간 시스템 상에서 응용 프로그램을 수행시킨다(S53). 이 프로그램의 수행 도중에 타이머가 수행되면 상대적 타이머가 구동되어 변경된 타이머 값이 적용된다(S54). 이렇게 수행된 응용 프로그램의 수행 결과(S55)는 그 프로그램의 개발자에 의해 분석, 검증되어(S56) 당초에 목표로 한 실시간성이 만족되었는가를 확인한다(S57). 이때 타겟 시스템에서 목표로 하였던 실시간성이 만족되었으면 이 사용된 가중치를 범용 컴퓨터에서 상대적 타이머 제어기의 가중치로서 고정시키게 된다(S58).

그러나 검증 결과가 만일 실시간성이 만족되지 않았으면 타이머 종류를 새로추가하거나 또는 재분류할 필요가 있는지를 확인하여(S59), 필요가 있다고 판단되면 이 타이머 종류를 새로운 종류로 추가 하거나 다른 종류와의 재분류를 수행하고 이에 따라 해당되는 가중치를 추가로 부여하거나 조정한다(S61).

이때 새로 추가되거나 조정된 타이머 종류에 따라 해당 응용 프로그램의 타이머 종류 파라메터를 변경시키게 되고(S62), 단계 S51로 돌아가 이 프로그램은 다시 시험이 되어 실시간성이 만족될 때 까지 반복 수행되게 된다.

한편, 실시간성이 만족되지 않았더라도 타이머 종류를 재분류 할 필요가 없을 경우에는 응용 프로그램의 수정 없이 단순히 상대적 타이머 제어기의 가중치만을 수정하여(S60), 단계 S52로 돌아가 다시 응용 프로그램을 시험하는 과정을 반복하게 된다.

응용 프로그램 내에서 한 타이머 종류를 사용하는 곳은 여러 곳 이므로 모든 곳의 시험에서 이 한 종류의 상대적 타이머 가중치가 조정을 거쳐 고정이 되면 이 타이머 종류에 대한 가중치는 그 대상 시스템에서 최종적으로 결정된 것으로 간주한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

상기와 같이 처리 절차에 의해 수행되는 본 발명은 다음과 같은 적용 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의해 실시간 소프트웨어의 수행 플랫폼 종류에 관계없이 상대적인 실시간성을 유지시켜 줄 수 있게 됨에 따라 그동안 실시간성의 제약으로 인하여 일반 범용 컴퓨터 상에서 효율적으로 수행하지 못하였던 시험이나 시뮬레이션이 가능하게 된다.

둘째, 타겟 시스템 하드웨어가 개발이 되지 않더라도 실시간 소프트웨어를 시험할 수 있어 실시간 시스템의 개발기간을 대폭적으로 단축시킬 수 있다. 이것은 대형 시스템의 개발인 경우에 그 효과가 더욱 크게 나타날 수 있다.

셋째, 본 발명을 적용하더라도 기존에 사용되던 타겟 시스템의 실시간 운영체제나 소프트웨어 개발환경을 수정 없이 그대로 사용할 수 있다.

넷째, 상대적 타이머 가중치를 결정함에 있어서 타겟 시스템 개발 일정에 따라 완급을 조절할 수 있다. 즉, 타겟 시스템과 범용 호스트 시스템의 수행속도에 따라 결정되는 가중치를 충분한 여유를 두어 정하면 전체적인 시뮬레이션 수행 시간은 증가하지만 최적의 가중치를 찾기 위한 작업은 대폭적으로 줄일 수 있어 상황에 따라 적절한 선을 선택할 수 있다.

Claims (5)

1. 범용 컴퓨터에서 실시간 소프트웨어 시뮬레이션이 가능하도록,

   실시간성에 따라 대상 시스템에서 사용되는 타이머 종류를 분류하고, 사용되는 타이머 프리미티브의 파라메터에 타이머 용도의 종류를 나타내는 파라메터를 추가하는 제1단계;

   범용 컴퓨터 상에서 상대적 타이머 가중치와 이 가중치를 반영시킨 새로운 타이머 값을 생성하는 제2단계; 및

   새롭게 생성된 상대적 타이머 값으로 응용 프로그램의 실시간성을 시험하고 이 결과를 분석하여 다시 타이머 가중치를 조정하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2단계는,

   분류된 상대적 타이머의 각 종류별로 시험 프로그램을 작성하고, 이들을 타겟 실시간 시스템과 범용 컴퓨터 상에서 각각 수행시켜 속도와 결과를 비교함으로써 상대적 타이머의 가중치를 생성하는 것을 특징으로 하는 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 타겟 실시간 시스템에서의 프로그램 수행시에는 전처리기를 이용하여 타이머 종류 파라메터를 응용 프로그램에서 삭제하도록 함으로써 일반 실시간 운영체제의 변경없이 타겟 시스템에서 해당 시험 프로그램이 수행이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제3단계는,

   실시간성에 따라 분류된 타이머 종류가 추가된 응용 프로그램을 입력받아 이 프로그램의 타이머 종류에 따라 제어기가 가지고 있는 가중치를 반영하여 타이머 값을 변경시키고,

   변경된 타이머 값을 가지고 범용 컴퓨터의 실행시간 시스템 상에서 응용 프로그램을 수행한 결과를 분석하여,

   그 결과에 따라 상대적 타이머 가중치를 고정하거나 타이머 종류를 재분류하여 가중치를 조정하고 이를 반복하여 시스템에서 적합한 상대적 타이머 가중치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 상대적 타이머를 이용한 실시간 소프트웨어 시뮬레이션 방법.
5. 범용 컴퓨터에서 실시간 소프트웨어 시뮬레이션이 가능하도록 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,

   실시간성에 따라 대상 시스템에서 사용되는 타이머 종류를 분류하고, 사용되는 타이머 프리미티브의 파라메터에 타이머 용도의 종류를 나타내는 파라메터를 추가하는 제1단계;

   범용 컴퓨터 상에서 상대적 타이머 가중치와 이 가중치를 반영시킨 새로운 타이머 값을 생성하는 제2단계; 및

   새롭게 생성된 상대적 타이머 값으로 응용 프로그램의 실시간성을 시험하고 이 결과를 분석하여 다시 타이머 가중치를 조정하는 제3단계를 포함하는 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.