KR20150069405A

KR20150069405A - 현장 의료 진단을 위한 스마트 단말

Info

Publication number: KR20150069405A
Application number: KR1020130155765A
Authority: KR
Inventors: 윤지훈
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-23
Also published as: KR101573118B1

Abstract

본 발명은 인체에 부착된 센서로부터 생체신호를 수신하고, 인터넷을 통해 관련 의료센터에 생체신호를 송신하는 스마트 단말에 있어서, 스마트 단말의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(Central Processing Unit), 스마트 단말의 영상정보를 처리하거나 화면 출력을 처리하기 위한 둘 이상의 GPU(Graphics Processing Unit) 코어 및 생체 신호를 수집하기 위한 하나 이상의 센서로부터 생체 신호 데이터를 입력받고, 시리얼(serial)로 되어 있는 생체 신호 데이터를 조각화(Fragmentation)하여 프로세싱(processing) 태스크(task)를 생성하고, 조각화된 프로세싱 태스크를 상기 둘 이상의 GPU 코어에 할당하는 태스크 스케쥴러(Task scheduler)를 포함한다. 본 발명에 의하면 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 스마트 단말의 기능 확장을 통하여 모바일 헬스케어에 대한 진입 장벽을 제거할 수 있다는 효과가 있다.

Description

현장 의료 진단을 위한 스마트 단말 {Smart terminal for point of care}

본 발명은 스마트 폰 등의 스마트 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현장 의료 진단을 위해 사용되는 스마트 단말에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신기술의 발전으로 휴대폰의 기능이 단순 통화기능에서 데이터 통신은 물론 동영상 이미지까지 전송해주는 멀티미디어폰으로 발전하고 있다.

또한 사회적인 측면에서 생활수준이 향상되면서 평균수명이 상승함에 따라 고령화 인구가 증가하고 있고, 행복한 삶을 추구하는 웰빙 라이프 스타일에 대한 관심이 증가하면서 기본적으로 개인의 건강과 안전에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.

이러한 추세에 부응하여 이동 단말기(예컨대, 휴대폰)를 이용하여 건강관련 서비스를 제공하고자 하는 기술이 점차 개발되어 한국특허 등록번호 10-0374979호로 "무선통신망 및/또는 인터넷을 위한 건강관리서비스 시스템 및 그 방법"이 등록된바 있다.

상기 종래기술은 휴대폰에 진동센서부와 저주파감지부를 구비하여 이용자의 보행수와 심장 박동수를 검출한 후 통신망을 통해 서버로 전송하고, 서버에서는 이를 분석하여 개인별 건강관련정보를 제공해주는 기술이 개시되어 있다.

그런데 이러한 종래의 건강관련 서비스 제공기술들은 이용자의 생체정보 중 극히 일부만을 검출하여 건강관련 정보를 제공해주므로 건강관련 정보가 정확하지 않고, 서비스 내용도 극히 제한되는 문제점이 있다.

또한 한국특허 등록 제10-0397756호의 이동 통신 단말기를 연계한 종합 안전 관리 시스템과 같이 인간이 이용하는 교통수단은 비약적인 발전을 거듭하여 차량(자동차, 전동차, 기차), 선박, 항공기 등이 적용되고 있으며 이러한 자동차, 선박, 항공기 등이 적용되는 이동체의 안전관리 기술로 안전 및 관리를 이루도록 이동체와 이동통신단말기를 연계한 안전 및 관리시스템을 구현하고, 이동체와 이동통신단말기를 연계하고, 이 밖에 등록 콜센터, 경찰청 등을 연계한 네트워크를 구성하여 이동체(차량, 선박, 항공기 등)의 자가진단, 관제, 비상, 차량제어, 교통정보 제공 및 기타 이동체 차량의 정보 및 안전과 관리와 관련한 기술이 소개되어 있다.

그러나 이와 같은 기술은 관리대상물을 선박, 항공기, 중장비 및 중요시설의 안전장치에 한정하고 있어서 대상물 설정에 제약이 있고, 통신접속이 끊기거나 반응속도가 느리고 통신이용료의 경제성문제가 상용화에 걸림돌이 되는 문제가 있었다.

한편, 통신망의 발전은 지구촌 곳곳의 정보를 시차 없이 전달하는 정보의 바다라 불리는 국제 컴퓨터통신망 인터넷은 인류 만인에게 매우 중요하고 유용해 사회구성원 모두에게 선택의 폭을 넓혀주는 기술이다.

이를 이용한 전자 정보 통신의 IT기술 역사는 무선통신으로 호출번호를 찍으면 상대방 기기에 주문 번호가 찍히고 찍힌 그 호출번호로 전화를 걸어서 통화를 하였던 아날로그기능의 단순 삐삐(전성기; 1990년)시대를 지나 휴대 셀룰러 폰(음성기능)을 만든(1973년) 모토로라 전 부사장 마틴 쿠퍼의 단순음성휴대전화 기술시대를 지나 현재는 문자와 영상이 실시간 전송되는 피쳐폰 기술이 일반화되어 있다.

상기 인터넷기술, IT기술, 위성통신망기술이 결합해 음성, 문자, 영상을 송수신하는 피쳐폰(feature phone)은 삐삐, 셀룰러폰에 비해 혁신적인 IT기술이다.

그러나 최근 애플의 아이폰(iphone), 삼성의 갤럭시S 스마트폰(smartphone) 등은 웹 접속 애플리케이션을 직접 제작하거나 다운받아 활용성을 더 할 수 있는 모바일 기능 등으로 인하여 휴대폰이 개인용 컴퓨터(PC)와 같이 소프트웨어 실행을 위해 인터페이스와 플랫폼을 제공하는 등의 운영 체제, 구현 기능 등이 피쳐폰 독점시장을 허물어내고 있다.

상업적 네트워크를 성공시킨 모자이크(Mosaic) 브라우저 출시로 월드와이드페이지를 보기 위한 웹 브라우저 마이크로소프트(MS)의 인터넷 익스플로러, 모질라의 파이어폭스 등을 이용하는 통신기기 피쳐폰, 스마트폰으로 접속하는 웹 접속으로 호모 모빌리스에 연결 이용자가 원하는 음악 듣기, 길안내, 일정관리, 전자책 보기, 증강현실구현방법 등 피쳐폰이 할 수 없었던 애플리케이션을 스마트폰이 자체적으로 제작하거나 다운받아 활용성을 더할 수 있는 페이스북과 트위터로 대표되는 온라인구축서비스(SNS) 모바일기능 등으로 인하여 PC와 같은 인터페이스와 플랫폼을 제공하여 이용자들로부터 검색 점유율을 올리려는 SNS서비스개선기능 등의 이용 편리성을 얻으려는 기술개발 경쟁이 포털, 웹, 홈페이지 등의 하위 사이트로 내려갈수록 응용프로그램 개발 경쟁은 치열하다.

상기 피쳐폰(feature phone), 스마트폰(smartphone)의 서비스기술시장에 소형 PC라 불리는 태블릿PC에 마이크로 소프트(MS) 윈도7의 운영체제(OS)탑재 웹캠과 SD카드슬롯과 마이크로 HDMI 단자와 다른 와이파이(무선랜) 블루투스 외에 와이맥스(와이브로)에도 접속할 수 있는 아이패드(ipad)와 구별되는 태블릿PC가 개발 상용화 초기단계이며, 인터넷기술과 IT기술이 위성통신망기술과 결합해 이용되는 인터넷통신망의 IT기기의 구현시스템은 피쳐폰 이후 스마트폰, 스마트폰 이후 태블릿PC폰, 또 데스크톱PC, 또 노트북PC로 이어지는 차세대 PC기기는 인터넷 망과 그 인터넷망에 연결하고, 그 인터넷망에 연결된 IT기기를 접속시키고, 접속 후 서비스를 관리하고 운영하는 서비스 주체의 주시 관점 결정 결과에 따라 서비스 질과 량의 결과가 크게 달라진다.

최근에는 상기 인터넷기술, IT기기기술, 위성통신망기술을 결합해 이용하는 통신망의 구현시스템과 또 상기 피쳐폰 이후 스마트폰, 스마트폰 이후 태블릿PC, 데스크톱PC, 노트북PC, 스마트TV로 이어지는 차세대 PC기기에 데이터 분석을 정교한 수학적 계산방식에서, 지성적이며 감성적으로 하려는 지능적 판단과 역할이 실시 실행되게 하려는 모바일 CPU(사람의 두뇌)와 GPU(다중 모니터)기술이 나날 히 발전하고 있다.

상기 모바일 기기에서는 인터넷 검색, 멀티미디어 재생 등 다양한 가능성 지향기능을 제공하면서 실행속도도 1 ㎓ 수준으로 높아져 업체간 기술경쟁이 치열해 지고 있다.

최근 개인화된 의료서비스에 대한 시도가 많이 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라 신규 센서 개발에 많은 초점이 맞춰지고 있으며, 여기서 생체신호의 간헐적인 모니터링, 임계치 기반의 알람(Alarm), 데이터 업로드가 주대상이 된다.

이러한 의료서비스에 대해서 별도의 모니터링 단말을 사용하는 경우가 많은데, 이에 따라 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 스마트단말이 활용되는 경우 단순 디스플레이 용도로 사용되는 경우가 대다수이며, 이와 같은 제약으로 고객 침투율이 낮다.

그리고, 에너지 효율적인 지속적 생체신호 프로세싱이 요구되는데, 보급률이 높은 스마트 단말을 활용하여 1차 로컬 프로세싱을 할 경우 많은 장점이 있다. 예컨대, 조기 위험진단 및 유사 시 원격진료를 자동으로 요청할 수 있고, 다양한 통신 인터페이스를 활용할 수 있고, 경제적인 현장 진단(Point-of-Care, POC) 테스팅 기기로 확장하여 활용 가능하다.

그러나, 이러한 스마트 단말을 이용한 활용예는 전용단말 대비 전력소모 관리에 어려움이 있고, 다양한 사용자 애플리케이션이 공존하여 범용화하기 어렵고, 대형 디스플레이 및 고성능 CPU 사용으로 기본 소비 전력이 크다고 하는 문제점이 있다.

한국 특허 등록 10-0374979호 한국 특허 등록 10-0397756호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현장 의료 진단을 위한 스마트 단말의 생체신호 프로세싱(Processing)에 대한 에너지를 효율화하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 스마트 단말에서 센싱 데이터를 취합하고, 알고리즘을 설계하고, 모바일 GPU 기반의 생체신호 로컬 프로세싱 알고리즘을 설계하는데 그 다른 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인체에 부착된 센서로부터 생체신호를 수신하고, 인터넷을 통해 관련 의료센터에 생체신호를 송신하는 스마트 단말에 있어서, 스마트 단말의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(Central Processing Unit), 스마트 단말의 영상정보를 처리하거나 화면 출력을 처리하기 위한 둘 이상의 GPU(Graphics Processing Unit) 코어 및 생체 신호를 수집하기 위한 하나 이상의 센서로부터 생체 신호 데이터를 입력받고, 시리얼(serial)로 되어 있는 생체 신호 데이터를 조각화(Fragmentation)하여 프로세싱(processing) 태스크(task)를 생성하고, 조각화된 프로세싱 태스크를 상기 둘 이상의 GPU 코어에 할당하는 태스크 스케쥴러(Task scheduler)를 포함한다.

상기 태스크 스케쥴러는 최소 시간 동안만 GPU 코어가 활성화되도록 상기 생체 신호를 버퍼링할 수 있다.

상기 태스크 스케쥴러는 상기 GPU 코어 개수만큼 생체 신호 데이터를 조각화할 수 있다.

둘 이상의 센서로부터 생체신호를 수신하는 경우, 상기 태스크 스케쥴러는 각 생체신호 별 프로세싱 시간 차이가 미리 정해진 기준 이상이면, 각 생체신호의 프로세싱이 서로 다른 타임 슬롯에 할당되도록 버퍼링할 수 있다.

상기 스마트 단말은 상기 태스크 스케쥴러에 상기 CPU 프로세싱에 따른 로드(load) 정보를 제공하기 위한 CPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm) 및 상기 태스크 스케쥴러에 상기 GPU 프로세싱에 따른 로드 정보를 제공하기 위한 GPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm)을 더 포함할 수 있다.

상기 태스크 스케쥴러는 상기 CPU와 상기 GPU의 로드 별 파워 소모 특성을 정량화하고, 이를 DB(Database) 테이블화하고, 생체신호의 입력 로드에 따라 CPU 프로세싱에 따른 로드와 GPU 프로세싱에 따른 로드를 예측하고, 상기 CPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 CPU 프로세싱에 따른 로드와 상기 GPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 GPU 프로세싱에 따른 로드에 기반하여 프로세싱의 에너지 효율성 및 최적 로드 분산을 결정할 수 있다.

상기 스마트 단말은 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템(battery management system)을 더 포함하고, 상기 태스크 스케쥴러는 상기 배터리 관리 시스템과 연동하여 에너지 비용을 산출하고, 산출된 에너지 비용을 기반으로 상기 CPU 및 상기 GPU 간의 태스크를 스케쥴링할 수 있다.

상기 태스크 스케쥴러는 상기 배터리의 잔량이 미리 정해진 수치 이상인 경우, 프로세싱 딜레이를 최소화하는 방향으로 상기 CPU 및 상기 GPU 간의 태스크를 스케쥴링할 수 있다.

본 발명에 의하면 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 스마트 단말의 기능 확장을 통하여 모바일 헬스케어에 대한 진입 장벽을 제거할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 스마트 단말의 모바일 헬스 케어 용도 사용 시 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현장 의료 진단 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호의 조각화 및 GPU코어에 연산 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 구성을 보여주는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현장 의료 진단 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 스마트 단말(100)은 스마트 폰, 태블릿 PC 등을 포함하는 이동통신 단말기의 개념이다.

스마트 단말(100)은 무선 바디 센서 등의 인체에 부착된 센서로부터 생체신호를 수신하고, 인터넷을 통해 관련 의료센터에 생체신호를 송신한다.

본 발명에서는 현장 의료 진단(Point-of-care, POC)을 위한 스마트 단말의 생체 신호 프로세싱 에너지 효율화를 추구하고, 이를 위하여 복수 생체 신호의 GPU 프로세싱을 위한 데이터 가공 기술과, 프로세싱 로드 및 에너지 소모 예측에 따라 GPU와 CPU 간 태스크를 할당 및 스위칭하는 방안을 기술한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호의 조각화 및 GPU코어에 연산 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

GPU란 컴퓨터의 영상정보를 처리하거나 화면 출력을 담당하는 연산처리장치로서, 중앙처리장치의 그래픽 처리 작업을 돕기 위해 만들어졌으며 그래픽카드 또는 마더보드에 포함되어 있으며, 그래픽카드 또는 마더보드에서 그래픽에 관련된 연산을 처리하는 반도체 칩을 말한다. GPU는 그래픽 프로세서 또는 간단히 GPU(graphics processing unit)라고도 한다.

GPU는 중앙처리장치(CPU)의 그래픽 작업으로 인해 생기는 병목 현상을 해결하기 위해 만들었으며 2D 또는 3D 그래픽을 CPU가 처리하는 것보다 빠르게 처리할 수 있다. 이러한 그래픽 가속기능 때문에 그래픽카드를 그래픽가속기(graphics accelerator)라고도 하며, 그래픽카드의 성능은 그래픽처리장치(GPU)와 비디오 램(RAM)에 따라 달라진다.

도 2를 참조하면, 스마트 단말은 센서로부터 입력받은 시리얼(serial) 타입의 생체신호를 조각화(Fragmentation) 후, 프로세싱 태스크(processing task)를 복수의 GPU 코어에 할당(assignment)하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 모바일 단말은 태스크 스케쥴러(Task scheduler)(310), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 코어, GPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm)(320), CPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm)(330), 배터리 관리 시스템(battery management system)(340)을 포함한다.

CPU는 스마트 단말의 전반적인 동작을 제어한다.

GPU 코어(core)는 스마트 단말의 영상정보를 처리하거나 화면 출력을 처리하기 위한 역할을 하며, 둘 이상의 복수 개로 구비되어 있다.

태스크 스케쥴러(310)는 생체 신호를 수집하기 위한 하나 이상의 센서로부터 생체 신호 데이터를 입력받고, 시리얼(serial)로 되어 있는 생체 신호 데이터를 조각화(Fragmentation)하여 프로세싱(processing) 태스크(task)를 생성하고, 조각화된 프로세싱 태스크를 둘 이상의 GPU 코어에 할당하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에서 태스크 스케쥴러(310)는 최소 시간 동안만 GPU 코어가 활성화되도록 생체 신호를 버퍼링할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 태스크 스케쥴러(310)는 GPU 코어 개수만큼 생체 신호 데이터를 조각화할 수 있다.

둘 이상의 센서로부터 생체신호를 수신하는 경우, 태스크 스케쥴러(310)는 각 생체신호 별 프로세싱 시간 차이가 미리 정해진 기준 이상이면, 각 생체신호의 프로세싱이 서로 다른 타임 슬롯에 할당되도록 버퍼링할 수 있다.

CPU 프로세싱 알고리즘(320)은 태스크 스케쥴러(310)에 CPU 프로세싱에 따른 로드(load) 정보를 제공하는 역할을 한다.

GPU 프로세싱 알고리즘(330)은 태스크 스케쥴러(310)에 GPU 프로세싱에 따른 로드 정보를 제공하는 역할을 한다.

태스크 스케쥴러(310)는 CPU와 GPU의 로드 별 파워 소모 특성을 정량화하고, 이를 DB(Database) 테이블화하고, 생체신호의 입력 로드에 따라 CPU 프로세싱에 따른 로드와 GPU 프로세싱에 따른 로드를 예측하고, CPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 CPU 프로세싱에 따른 로드와 GPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 GPU 프로세싱에 따른 로드에 기반하여 프로세싱의 에너지 효율성 및 최적 로드 분산을 결정한다.

배터리 관리 시스템(340)은 배터리를 관리하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에서 태스크 스케쥴러(310)는 배터리 관리 시스템(340)과 연동하여 에너지 비용을 산출하고, 산출된 에너지 비용을 기반으로 CPU 및 GPU 간의 태스크를 스케쥴링할 수 있다. 여기서 태스크 스케쥴러(310)는 배터리의 잔량이 미리 정해진 수치 이상인 경우, 프로세싱 딜레이(delay)를 최소화하는 방향으로 CPU 및 GPU 간의 태스크를 스케쥴링할 수 있다.

본 발명에서 태스크 스케쥴러(310)는 CPU와 GPU의 로드별 파워소모 특성을 정량화하고, DB 테이블화한다. 이를 위하여 태스크 스케쥴러(310)는 실시간 측정 또는 사전측정 데이터를 하드코딩한다.

p_cpu(load)는 CPU 로드에 따른 파워소모 함수이고, p_gpu(load)는 GPU 로드에 따른 파워소모 함수이다.

태스크 스케쥴러(310)는 생체신호의 입력로드(load)에 따라 CPU 프로세싱 로드와 GPU 프로세싱 로드를 예측한다.

load_cpu(a × load)는 할당 신호 로드에 따른 CPU 로드 변환 함수이고, load_gpu((1 - a) × load)는 할당 신호 로드에 따른 CPU 로드 변환 함수이다.

a(0 ≤ a ≤ 1)는 로드 분산 팩터이다.

태스크 스케쥴러(310)는 각각의 현 로드에 기반하여 프로세싱의 에너지 효율성을 예측하고, 최적 로드 분산을 결정한다. 아래와 같이 표현되는 총 에너지 소비를 CPU와 GPU간 로드 분산 팩터 a에 대해서 최소값을 구하여 적용한다.

E(a) = p_cpu(cload_cpu + load_cpu(a × load)) × nT_cpu(a × load) +　p_gpu(cload_gpu + load_gpu((1 - a) × load)) × nT_gpu((1 - a) × load)

여기서, E(a)는 총 소비 에너지로서 a에 대한 함수이고, cload_cpu는 기존의 CPU의 인가 로드이고, cload_gpu는 기존의 GPU의 인가 로드이고, nT_cpu(a × load)는 인가된 생체신호 프로세싱을 위한 CPU의 동작 소요 시간이고, nT_gpu((1 - a) × load)는 인가된 생체신호 프로세싱을 위한 GPU의 동작 소요 시간이다.

본 발명에서 태스크 스케쥴러(310)는 배터리 관리 시스템(340)과의 연동을 통한 에너지비용을 산출한다.

태스크 스케쥴러(310)는 현재 배터리 잔량에 따라 다른 전략의 동작을 수행하는데, 잔량이 많은 경우 프로세싱 딜레이를 최소화하는 방향으로 동작하게 된다. 아래와 같이 표현되는 에너지 소비에 따른 비용(Cost)을 로드 분산 팩터에 따라 최소화하는 a를 구하여 적용한다.

Cost(a) = e_price(cbattery) × E(a)

여기서, e_price(cbattery)는 현재 배터리 잔량(cbattery)에 따른 에너지 소모의 비용이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 스마트 단말 310 태스크 스케쥴러
320 GPU 프로세싱 알고리즘 330 CPU 프로세싱 알고리즘
340 배터리 관리 시스템

Claims

인체에 부착된 센서로부터 생체신호를 수신하고, 인터넷을 통해 관련 의료센터에 생체신호를 송신하는 스마트 단말에 있어서,
스마트 단말의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(Central Processing Unit);
스마트 단말의 영상정보를 처리하거나 화면 출력을 처리하기 위한 둘 이상의 GPU(Graphics Processing Unit) 코어; 및
생체 신호를 수집하기 위한 하나 이상의 센서로부터 생체 신호 데이터를 입력받고, 시리얼(serial)로 되어 있는 생체 신호 데이터를 조각화(Fragmentation)하여 프로세싱(processing) 태스크(task)를 생성하고, 조각화된 프로세싱 태스크를 상기 둘 이상의 GPU 코어에 할당하는 태스크 스케쥴러(Task scheduler)를 포함하는 스마트 단말.
청구항 1에 있어서,
상기 태스크 스케쥴러는 최소 시간 동안만 GPU 코어가 활성화되도록 상기 생체 신호를 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 1에 있어서,
상기 태스크 스케쥴러는 상기 GPU 코어 개수만큼 생체 신호 데이터를 조각화하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 1에 있어서,
둘 이상의 센서로부터 생체신호를 수신하는 경우, 상기 태스크 스케쥴러는 각 생체신호 별 프로세싱 시간 차이가 미리 정해진 기준 이상이면, 각 생체신호의 프로세싱이 서로 다른 타임 슬롯에 할당되도록 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트 단말은,
상기 태스크 스케쥴러에 상기 CPU 프로세싱에 따른 로드(load) 정보를 제공하기 위한 CPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm); 및
상기 태스크 스케쥴러에 상기 GPU 프로세싱에 따른 로드 정보를 제공하기 위한 GPU 프로세싱 알고리즘(processing algorithm)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 5에 있어서,
상기 태스크 스케쥴러는 상기 CPU와 상기 GPU의 로드 별 파워 소모 특성을 정량화하고, 이를 DB(Database) 테이블화하고, 생체신호의 입력 로드에 따라 CPU 프로세싱에 따른 로드와 GPU 프로세싱에 따른 로드를 예측하고, 상기 CPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 CPU 프로세싱에 따른 로드와 상기 GPU 프로세싱 알고리즘으로부터 수신한 현재 GPU 프로세싱에 따른 로드에 기반하여 프로세싱의 에너지 효율성 및 최적 로드 분산을 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 6에 있어서,
상기 스마트 단말은 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템(battery management system)을 더 포함하고,
상기 태스크 스케쥴러는 상기 배터리 관리 시스템과 연동하여 에너지 비용을 산출하고, 산출된 에너지 비용을 기반으로 상기 CPU 및 상기 GPU 간의 태스크를 스케쥴링하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.
청구항 7에 있어서,
상기 태스크 스케쥴러는 상기 배터리의 잔량이 미리 정해진 수치 이상인 경우, 프로세싱 딜레이를 최소화하는 방향으로 상기 CPU 및 상기 GPU 간의 태스크를 스케쥴링하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말.