KR20040026507A - Apparatus and method for decision of message queue length in inter processor communication - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for determining a length of a message queue of a communication device between processors is provided to obtain objective reliability when a length of a message queue is determined in buffering a message generated during communication between processors. CONSTITUTION: A length of a message queue at specific time during burst time is determined(ST11). A task, which is to transmit a message to a different processor, stores the message in the message queue(ST12). The task transmits the message to a different processor through an IPC(Inter Processor Communication)(ST13).

Description

프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법{Apparatus and method for decision of message queue length in inter processor communication}{Apparatus and method for decision of message queue length in inter processor communication}

본 발명은 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정에 관한 것으로, 특히 프로세서간 통신(Inter Processor Communication, IPC) 시 발생하는 메시지를 버퍼링하는 데 있어서 메시지 큐(Message Queue)의 길이를 결정할 때 객관적인 신뢰성을 확보하기에 적당하도록 한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법에관한 것이다.The present invention relates to determining the message queue length of an interprocessor communication apparatus. In particular, the present invention relates to objective reliability when determining the length of a message queue in buffering messages generated during interprocessor communication (IPC). It relates to a method of determining the message queue length of an interprocessor communication device so as to secure it.

도 1은 일반적인 프로세서간 통신장치의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a general interprocessor communication apparatus.

여기서 참조번호 10 및 20은 제 1 및 제 2 프로세서이고, 참조번호 11 및 22는 상기 제 1 및 제 2 프로세서(10)(20) 내에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 프로세서(10)(20) 간에 IPC 통신이 이루어지도록 하는 메시지 큐이고, 참조번호 12 및 21은 상기 메시지 큐(11)(22)에 전송할 메시지가 저장되면 IPC 통신을 통해 메시지가 전송되도록 하는 디바이스 드라이버이다.Wherein reference numerals 10 and 20 are the first and second processors, reference numerals 11 and 22 are located within the first and second processors 10, 20 and the first and second processors 10, 20 Message queues for IPC communication between the two, and reference numerals 12 and 21 are device drivers for transmitting the message through the IPC communication when the message to be stored in the message queue (11) (22).

그래서 종래에는 이러한 메시지 큐의 길이를 결정하는데 경험주의적인 방법을 주로 사용하였다.Thus, in the past, empirical methods were mainly used to determine the length of such message queues.

예를 들면, 첫째 동시에 생성될 수 있는 메시지의 최대 수만큼 메시지 큐(11)(22)의 길이를 결정하거나, 둘째 타겟 보드(제 1 프로세서(10)에서 제 2 프로세서(20)로 메시지를 전송하고자 할 경우에는 제 2 프로세서(20))에서 가용한 램(도면상에 미도시)의 최대 메모리를 메시지 큐의 길이로 결정하였다.For example, first determine the length of the message queues 11 and 22 by the maximum number of messages that can be generated at the same time, or transmit messages from the second target board (the first processor 10 to the second processor 20). If desired, the maximum memory of RAM (not shown) available in the second processor 20 is determined as the length of the message queue.

또 다른 종래의 경험주의적인 방법으로는 디버거를 사용하여 특정 시점에 큐에 들어있는 메시지의 최대 수를 측정하여 이를 메시지 큐(11)(22)의 길이를 결정하는 것이 있다.Another conventional empirical method is to use a debugger to measure the maximum number of messages enqueued at a particular point in time to determine the length of the message queues 11 and 22.

그러나 이러한 종래의 경험주의적인 방법들은 다음과 같은 여러 가지 문제점들이 있었다.However, these conventional empirical methods have various problems as follows.

우선 동시에 생성될 수 있는 메시지의 최대 수로서 메시지 큐의 길이를 결정하는 방법은 실시간 운영체제 환경 하에서 태스크 스케쥴링이 발생하기 때문에 특정 시점에서 메시지 큐(11)(22) 내에 최대 수의 메시지가 버퍼링되지 못하는 문제점이 있게 된다. 따라서 실제 필요한 메시지 큐(11)(22)의 길이보다 더 많은 메모리를 할당하게 되어 메모리의 낭비를 초래하게 된다. 또한 메모리가 작은 타겟 보드에서는 메시지의 최대 수 만큼 메모리를 확보할 수 경우도 존재하게 된다.First, the method of determining the length of the message queue as the maximum number of messages that can be generated at the same time is that the maximum number of messages cannot be buffered in the message queues 11 and 22 at a given time because task scheduling occurs in a real-time operating system environment. There is a problem. Therefore, the memory is allocated more than the length of the actual message queue (11) (22) required, causing a waste of memory. Target boards with small memory also have the potential to reserve memory for the maximum number of messages.

그리고 타겟 보드의 램에서 가용한 최대 메모리를 메시지 큐(11)(22)의 길이로 결정하는 방법도 역시 메모리의 낭비를 초래하는 문제점이 있었으며, 가용한 메모리가 작은 경우 큐 오버플로우(Queue Overflow)가 발생할 수 있다.In addition, the method of determining the maximum memory available in the RAM of the target board as the length of the message queues 11 and 22 also causes a waste of memory, and when the available memory is small, queue overflow May occur.

마지막으로 디버거를 사용하여 시뮬레이션을 통해 메시지 큐(11)(22)의 길이는 결정하는 방법은 객관적인 신뢰성이 떨어지기 때문에 이를 보상하기 위하여 30% 정도의 메모리를 추가적으로 할당하여 메시지 큐(11)(22)의 길이를 결정하게 되는데, 이 또한 메모리의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었다.Finally, since the method of determining the length of the message queues 11 and 22 through simulation using a debugger is not objectively reliable, an additional 30% of memory is allocated to compensate for this. ) Length, which also causes a waste of memory.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 프로세서간 통신 시 발생하는 메시지를 버퍼링하는 데 있어서 메시지 큐의 길이를 결정할 때 객관적인 신뢰성을 확보할 수 있는 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to ensure the objective reliability when determining the length of the message queue in buffering messages generated during interprocessor communication. The present invention provides a method for determining a message queue length of an interprocessor communication device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법은,In order to achieve the above object, the message queue length determination method of the inter-processor communication apparatus according to an embodiment of the present invention,

버스트 시간 동안의 특정 시간에서 메시지 큐의 길이를 결정하는 제 1 단계와; 상기 메시지 큐의 길이가 결정되면 다른 프로세서로 메시지를 전송하고자 하는태스크에서 상기 메시지 큐에 메시지를 저장하여 IPC 통신을 통해 다른 프로세서로 전송하는 제 2 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.Determining a length of the message queue at a particular time during the burst time; And a second step of storing a message in the message queue and transmitting the message to another processor through IPC communication when the length of the message queue is determined. .

도 1은 일반적인 프로세서간 통신장치의 블록구성도이고,1 is a block diagram of a general interprocessor communication apparatus,

도 2는 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법을 보인 흐름도이고,2 is a flowchart illustrating a message queue length determination method of an interprocessor communication apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법을 적용한 서비스 요구 태스크의 처리를 보인 블록구성도이다.3 is a block diagram showing the processing of a service request task to which the message queue length determination method of the interprocessor communication apparatus according to the present invention is applied.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 제 1 프로세서 11, 22 : 메시지 큐10: first processor 11, 22: message queue

12, 21 : 디바이스 드라이버 20 : 제 2 프로세서12, 21: device driver 20: second processor

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명, 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention configured as described above and a method of determining a message queue length of an interprocessor communication device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법을 보인 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a message queue length determination method of an interprocessor communication apparatus according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 버스트 시간 동안의 특정 시간에서 메시지 큐(11)의 길이를 결정하는 제 1 단계(ST11)와; 상기 메시지 큐(11)의 길이가 결정되면 다른 프로세서(20)로 메시지를 전송하고자 하는 태스크에서 상기 메시지 큐(11)에 메시지를 저장하여 IPC 통신을 통해 다른 프로세서로 전송하는 제 2 단계(ST12)(ST13)를 포함하여 수행한다.As shown therein, a first step ST11 for determining the length of the message queue 11 at a particular time during the burst time; When the length of the message queue 11 is determined, a second step (ST12) of storing a message in the message queue 11 and transmitting it to another processor through IPC communication in a task to transmit a message to another processor 20. It includes (ST13).

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the message queue length determination method of the interprocessor communication apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명은 프로세서간 통신 시 발생하는 메시지를 버퍼링할 때 메시지 큐의 길이를 객관적이고 신뢰성 있는 방식에 의해 결정하고자 한 것이다.First, the present invention intends to determine the length of a message queue in an objective and reliable manner when buffering a message generated during interprocessor communication.

도 3은 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법을 적용한 서비스 요구 태스크의 처리를 보인 블록구성도이다.3 is a block diagram showing the processing of a service request task to which the message queue length determination method of the interprocessor communication apparatus according to the present invention is applied.

그래서 프로세서간 통신은 도 3과 같은 방식에 의해 수행된다. 하나의 프로세서인 제 1 프로세서(10)에서 다른 프로세서인 제 2 프로세서(20)로 메시지를 전송하고자 하는 태스크(Service Request Task)들은 메시지 큐(11)에 정보를 저장하고, 디바이스 드라이버(12)는 메시지 큐(11)에 저장된 정보를 FIFO(First In First Out) 원칙에 따라 IPC 디바이스를 통해 전송한다. 이는 전형적인 큐잉(Queuing) 모델로 볼 수 있다. 여기서 IPC 디바이스는 DPRAM(Dual Port Random Access Memory)이나 HDLC(High-level Data Link Control)와 같은 디바이스를 의미한다.Thus, interprocessor communication is performed in the manner shown in FIG. Service request tasks that want to transmit a message from one processor 10, which is one processor, to a second processor 20, which is another processor, store information in the message queue 11, and the device driver 12 The information stored in the message queue 11 is transmitted through the IPC device according to the FIFO (First In First Out) principle. This can be seen as a typical queuing model. Here, the IPC device refers to a device such as dual port random access memory (DPRAM) or high-level data link control (HDLC).

메시지 큐(11)는 프로세서간 전송되는 정보, 즉 메시지의 임시 저장소의 기능을 제공하는 메모리 공간의 집합이다.The message queue 11 is a collection of memory spaces that provide the function of temporary storage of information, ie messages, transmitted between processors.

여기서 메시지들이 메시지 큐(11)에 저장되는 비율을 생성률 P(t)라 정의한다. 그리고 메시지 큐(11)에 저장된 메시지가 서비스되는 비율을 소비율 C(t)라 정의한다.Here, the rate at which messages are stored in the message queue 11 is defined as a generation rate P (t). The rate at which the messages stored in the message queue 11 are served is defined as the consumption rate C (t).

그러면 일반적으로 생성률 P(t)와 소비율 C(t)는 다음과 같은 관계가 있다.In general, the production rate P (t) and consumption rate C (t) have the following relationship.

1. P(t) < C(t) : 메시지는 메시지 큐(11)에 저장되는 즉시 서비스되므로 큐 오버플로우가 발생하지 않는다.1. P (t) <C (t): The message is serviced as soon as it is stored in the message queue 11, so no queue overflow occurs.

2. P(t) > C(t) : 큐 오버플로우가 발생하므로, 나중에 생성된 메시지들은 손실된다.2. P (t)> C (t): Because a queue overflow occurs, later generated messages are lost.

3. P(t) > C(t) for times t within T (짧은 시간 동안 생성률이 소비율보다 큰 경우) : 이 때의 T를 버스트(Burst)라 정의한다. 메시지 큐는 이 버스트 동안 생성률이 소비율을 초과하는 메시지를 저장할 수 있다. 즉, 메시지 큐(11)는 한정된 버스트 시간 동안 생성률이 소비율을 초과하는 경우에만 유용하다.P (t)> C (t) for times t within T (if the rate of production is greater than the rate of consumption for a short time): T at this time is defined as a burst. The message queue may store messages whose generation rate exceeds the consumption rate during this burst. That is, the message queue 11 is useful only when the generation rate exceeds the consumption rate for a limited burst time.

본 발명에서는 3.의 관계를 가지는 경우를 의미있게 다룬다. 이 경우 버스트 시간 T는 t1과 t2 사이의 시간이며, 이 기간 내의 시간을 Tx라 정의한다.In the present invention, the case of having a relationship of 3. In this case, the burst time T is a time between t1 and t2, and the time within this period is defined as Tx.

두 함수, 즉 P(t)와 C(t)는 시간의 함수이다. 이들은 비선형적(Non-Linear)이므로, 메시지 큐(11)의 길이는 버스트의 끝에서 가장 크다고 가정할 수 없다.Two functions, P (t) and C (t), are functions of time. Since these are non-linear, the length of the message queue 11 cannot be assumed to be the largest at the end of the burst.

따라서 다음과 같은 두 단계를 거쳐 큐의 길이를 결정한다.Therefore, there are two steps to determine the queue length.

먼저 첫째는 버스트 시간 동안의 특정 시간에서 메시지 큐(11)의 길이를 결정해야 한다. 또한 둘째는 버스트 시간 동안 메시지 큐(11)의 길이가 가장 큰 시간을 결정한다. 이 시간의 메시지 큐(11)의 길이가 바로 결정하고자 하는 메시지 큐(11)의 길이이다.First, the length of the message queue 11 must be determined at a particular time during the burst time. The second also determines the time when the length of the message queue 11 is greatest during the burst time. The length of the message queue 11 at this time is the length of the message queue 11 to be determined.

첫째 단계 : 이는 다음의 수학식 1에 의해 구한다.First step: This is obtained by the following equation.

여기서 P(t)는 메시지들이 메시지 큐(11)에 저장되는 비율인 생성률이고, C(t)는 메시지 큐(11)에 저장된 메시지가 서비스되는 비율인 소비율이며, t1과 t2는 일정한 시점이고, T는 일정한 시점 t1과 t2 사이의 버스트 시간이며, Tx는 t1과 t2 사이의 특정 시점일 때, L(Tx)은 메시지 큐(11)의 길이이다.Where P (t) is the generation rate at which the messages are stored in the message queue 11, C (t) is the consumption rate at which the messages stored in the message queue 11 are serviced, t1 and t2 are constant times, T is the burst time between a certain point in time t1 and t2, and when Tx is a specific point in time between t1 and t2, L (Tx) is the length of the message queue 11.

둘째 단계 : 최악의 경우 메시지 큐(11)의 길이를 가지는 시간은 버스트 시간 동안 어떤 시점이 될 수 있으므로 메시지 큐(11)의 길이인 LQueue는 다음의 수학식 2로 표현된다.Second step: In the worst case, the time having the length of the message queue 11 may be at some point during the burst time, so the length of the message queue 11, L Queue, is represented by the following equation.

그래서 서비스 요구 태스크들이 전송할 메시지를 큐에 저장하는 비율은 포아송(Poisson) 분포를 가지며, 디바이스 드라이버(12)가 큐에 저장된 메시지를 전송하는 시간은 메시지의 길이에 따라 서로 다르므로 지수확률변수를 가진다고 볼 수 있다.Therefore, the rate at which service request tasks queue messages for transmission has a Poisson distribution, and the time that device driver 12 transmits a queued message varies depending on the length of the message and thus has an exponential probability variable. can see.

따라서 이 경우 M/M/1 큐잉 이론을 적용할 수 있다. 즉, M/M/1 큐잉 이론은 메시지의 도착 프로세스가 포아송 분포를 따르고, 서비스는 지수분포를 따르며, 서버의 개수는 한 개인 큐잉 시스템이므로 본 발명에 적용할 수 있다.In this case, therefore, the M / M / 1 queuing theory can be applied. That is, the M / M / 1 queuing theory is applicable to the present invention because the message arrival process follows the Poisson distribution, the service follows the exponential distribution, and the number of servers is one personal queuing system.

이와 다른 소프트웨어 구조를 가지는 시스템의 생성률과 소비율은 다른 확률 분포와 확률 변수를 가질 수 있으며, 다양한 큐잉 이론을 적용할 수 있다.Generation and consumption rates of systems with different software structures can have different probability distributions and random variables, and various queuing theories can be applied.

이처럼 본 발명은 프로세서간 통신 시 발생하는 메시지를 버퍼링하는 데 있어서 메시지 큐의 길이를 결정할 때 객관적인 신뢰성을 확보하게 되는 것이다.As such, the present invention secures objective reliability when determining the length of the message queue in buffering messages generated during interprocessor communication.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법은 프로세서간 통신에 필요한 메시지 큐의 길이를 결정하는 데있어서 종래의 경험주의적인 방법들이 필요한 크기보다 더 많은 메모리를 할당하여 메모리의 낭비를 초래하거나 또는 가용한 메모리가 작은 경우 큐 오버플로우가 발생하는 등의 문제점을 해결하여, 프로세서간 통신 시 발생하는 메시지를 버퍼링하는 데 있어서 메시지 큐의 길이를 결정할 때 객관적인 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, in the method of determining the message queue length of the interprocessor communication apparatus according to the present invention, in determining the length of the message queue required for interprocessor communication, conventional empirical methods allocate more memory than necessary size. Solve problems such as wasting memory or queuing overflows when the available memory is small, ensuring objective reliability when determining the length of the message queue in buffering messages that occur during interprocessor communication. It can be effective.

또한 본 발명은 프로세서간 통신 시스템에 적용에 따라 다양한 큐잉 모델을 적용할 수 있다. 즉, 생성률과 소비율은 시스템에 따라 다양한 확률분포 및 확률변수를 가질 수 있으며, 본 발명은 다양한 생성률과 소비율을 가지는 시스템에 적용할 수 있고, 메시지 큐에 필요한 최적의 메모리 크기를 구할 수 있는 효과도 있게 된다.In addition, the present invention can be applied to various queuing models according to the application to the interprocessor communication system. That is, the generation rate and consumption rate may have various probability distributions and random variables according to the system, and the present invention may be applied to a system having various generation rates and consumption rates, and the effect of obtaining an optimal memory size required for a message queue may also be obtained. Will be.

Claims (4)

버스트 시간 동안의 특정 시간에서 메시지 큐의 길이를 결정하는 제 1 단계와;Determining a length of the message queue at a particular time during the burst time; 상기 메시지 큐의 길이가 결정되면 다른 프로세서로 메시지를 전송하고자 하는 태스크에서 상기 메시지 큐에 메시지를 저장하여 IPC 통신을 통해 다른 프로세서로 전송하는 제 2 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법.And performing a second step of storing the message in the message queue and transmitting the message to another processor through IPC communication when the length of the message queue is determined. How to determine the message queue length of a device. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, P(t)는 메시지들이 메시지 큐에 저장되는 비율인 생성률이고, C(t)는 메시지 큐에 저장된 메시지가 서비스되는 비율인 소비율이며, t1과 t2는 일정한 시점이고, T는 일정한 시점 t1과 t2 사이의 버스트 시간이며, Tx는 t1과 t2 사이의 특정 시점일 때, 메시지 큐의 길이인 L(Tx)를P (t) is the production rate, the rate at which messages are stored in the message queue, C (t) is the consumption rate, the rate at which messages stored in the message queue are serviced, t1 and t2 are constant points, and T is a constant point in time t1 and t2. Is the burst time between and Tx is the length of the message queue, L (Tx), at a specific point in time between t1 and t2. 에 의해 그 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법.Determining the length of the message queue; and determining the length of the message queue. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, L(Tx)는 메시지 큐의 길이일 때, 메시지 큐의 최대 길이인 LQueue를L (Tx) is the maximum length L of the Queue, the message queue when the length of the message queue LQueue= MAX[L(Tx)]L Queue = MAX [L (Tx)] 에 의해 그 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법.Determining the length of the message queue; and determining the length of the message queue. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, 상기 메시지 큐에 저장하는 비율이 포아송 분포를 가지고, 상기 디바이스 드라이버가 상기 메시지 큐에 저장된 메시지를 전송하는 시간이 지수 확률 변수를 갖으면 M/M/1 큐잉 이론을 적용하여 처리하는 것을 특징으로 하는 프로세서간 통신장치의 메시지 큐 길이 결정 방법.If the rate of storing in the message queue has a Poisson distribution, and the time when the device driver transmits a message stored in the message queue has an exponential probability variable, it is processed by applying the M / M / 1 queuing theory Method for determining message queue length in interprocessor communications.
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