KR20160072872A - 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법 - Google Patents

멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법에 관한 것으로, 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어 설계 시 통신 네트워크 데이터를 한 번에 각 코어에 전달함으로써, 각 코어의 데이터 처리를 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

Description

멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법{APPARATUS FOR COMMUNICATION DATA PROCESSING BASED ON MULTI-CORE AND METHOD FOR REDUCING LOAD OF CENTRAL PROCESSING UNIT USING THE SAME}
본 발명은 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어 설계 시 통신 네트워크 데이터를 한 번에 각 코어에 전달함으로써, 각 코어의 데이터 처리를 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, AUTOSAR(AUTomotive Open Software ARchitecture) 플랫폼 기반의 응용 소프트웨어 설계 시 네트워크(예컨대, CAN, FlexRay, LIN 등) 통신 데이터를 처리하는 COM(예컨대, 통신 Driver, 통신 Interface, PduR, COM 모듈 등이 포함 됨) 스택(Stack)에서 담당하며, 이 네트워크 통신 데이터는 RTE(Run-Time Environment) 모듈을 거쳐 응용 소프트웨어의 소프트웨어 컴포넌트 내의 단위 런어블(Runnable)에 전달된다.
상기 네트워크 통신 데이터 수신의 경우, BSW(Basic Software) 단의 통신 데이터는 COM 스택에서 처리되어 최종적으로 COM 모듈에 전달되며, COM 모듈에는 통신 시그널 또는 시그널 그룹 단위로 저장한 후, RTE 모듈을 통한 응용 소프트웨어의 요청에 따라 해당 데이터를 넘겨주게 된다.
상기 네트워크 통신 데이터 송신의 경우, COM 모듈에서 RTE 모듈을 통해 응용 소프트웨어에서 송신하고자 하는 데이터를 전달받은 후, 이 데이터를 하위 COM 스택에 위치한 모듈로 전달하게 된다.
또한, 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어를 설계하는 경우, 현재 AUTOSAR 표준(버전 4.0 이상)에서는, 각각의 코어 내에 논리적인 응용 소프트웨어의 집합(ie. 이하, OsApplication 또는 파티션)의 설정을 요구하고 있으며, 이 파티션간의 데이터의 송/수신은 AUTOSAR OS에서 제공하는 IOC(Inter OS Communication) 모듈을 이용하여 수행하도록 명시하고 있다.
상기 IOC 모듈의 경우, 각 코어에서 동일한 자원(ie. 메모리)을 공유함에 의해서 발생할 수 있는 데이터 일관성(Data Consistency) 깨짐 현상을 방지하기 위해서, 코어 내의 스핀락(SpinLock) 기능을 이용하여 하나의 코어가 특정 자원을 사용 중인 경우, 해당 자원을 선점하고 있는 코어에서 선점을 풀어줄 때까지 자신의 코어를 홀딩(holding)시키는 기능 및 자체 내의 버퍼(buffer)를 사용하여 코어간의 데이터(Data) 송수신 작업시 복사/로드(Copy/Load) 등을 수행한다.
AUTOSAR 표준에서 정의한 바와 같이, 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어를 설계한다고 가정했을 때, 각 파티션에서 네트워크 통신 데이터의 송수신을 필요로 하는 경우, COM 스택이 위치한 특정 코어의 중앙처리장치(CPU) 부하가 급증할 수 있다.
예를 들어, 코어가 3개(코어 A, 코어 B, 코어 C)가 탑재된 MCU 기반의 응용 소프트웨어를 설계하는 상황이며, COM 스택은 코어 A에 위치한다고 가정했을 때, 네트워크 통신 데이터가 도착하면, COM 스택에서 데이터 처리 후, COM 모듈에서는 단위 시그널 및 그룹 시그널로 구분하여 저장한다. 그리고, COM 모듈은 이 시그널들을 각 코어에 전달하기 위해서 시그널 및 그룹 시그널 단위로 IOC 통신을 사용한다.
현재 하나의 차량 제어기에서 사용되는 네트워크 시그널이 수백개 이상 되는 상황임을 고려해볼 경우, 위에서 설명한 IOC 모듈을 통한 개별 시그널 전달 방식을 사용할 경우, 스핀락(Spinlock) 관련 로직 수행으로 인한 중앙처리장치(CPU)의 부하가 기하급수적으로 증가할 수 있는 문제점이 있다.
한편, 현재 차량 제어기에 멀티코어 기반의 소프트웨어 설계가 다수 요구되고 있으며, 특히 AUTOSAR 플랫폼 기반의 설계 시 필수적으로 요구되고 있다. 현재 AUTOSAR 표준에서는 네트워크 통신 데이터의 각 코어에 전달하는 방안에 대하여, 특별한 방안을 제시하지 않고 있으며, 다수의 AUTOSAR 플랫폼 기반의 소프트웨어 엔지니어가 COM 스택이 위치한 코어의 중앙처리장치(CPU)의 부하 증가를 염려하고 있는 상황이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어 설계 시 통신 네트워크 데이터를 한 번에 각 코어에 전달함으로써, 각 코어의 데이터 처리를 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 복수의 코어들; 상기 복수의 코어들 중 어느 하나의 코어에 구비되어 통신 데이터를 처리하는 COM 스택; 및 상기 COM 스택이 구비된 코어에 배치되며, 상기 COM 스택의 COM 모듈을 통해 수집된 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 각 코어에 전달하기 위한 제1 수단을 포함하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 제1 수단은, 각 코어와 연계된 통신모듈을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 주기적으로 각 코어에 송신함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 통신모듈은 IOC(Inter OS Communication) 모듈로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 COM 스택이 구비된 코어이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 코어에 배치되며, 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 일괄적으로 응용 소프트웨어에 전달하기 위한 제2 수단이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 수단은, RTE(Run-Time Environment) 모듈과 연계하여 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 응용 소프트웨어에 전달할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 복수의 코어들을 구비한 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법으로서, (a) 상기 복수의 코어들 중 어느 하나의 코어에 통신 데이터를 처리하기 위한 COM 스택(Stack)을 배치시키는 단계; (b) 상기 COM 스택이 구비된 코어에 제1 수단을 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 제1 수단을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 각 코어에 전달하는 단계를 포함하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법을 제공하는 것이다.
바람직하게, 상기 단계(c)에서, 상기 제1 수단은, 각 코어와 연계된 통신모듈을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 주기적으로 각 코어에 송신할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(c) 이후에, 상기 COM 스택이 구비된 코어이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 코어에 제2 수단을 배치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 수단을 통해 상기 제1 수단으로부터 전달받은 통신 데이터를 일괄적으로 응용 소프트웨어에 전달할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 수단은, RTE(Run-Time Environment) 모듈과 연계하여 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 응용 소프트웨어에 전달할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법에 따르면, 멀티코어 기반의 응용 소프트웨어 설계 시 통신 네트워크 데이터를 한 번에 각 코어에 전달함으로써, 각 코어의 데이터 처리를 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 중앙처리장치(CPU)의 부하를 효율적으로 사용할 수 있으며, 보다 안정적인 차량용 제어기 소프트웨어를 개발할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명은 기존의 마스터 코어에 통신 네트워크 데이터의 일괄적으로 송신을 담당하는 제1 모듈(400) 및 일괄적으로 수신을 담당하는 제2 모듈(500)을 추가하고, 이에 따라 통신 네트워크 데이터의 전송 방식을 달리하는 것을 특징으로 한다.
즉, COM 스택에 구비된 COM 모듈에서 수신된 네트워크 통신 데이터를 각 코어에 전달해주는 방식을 시그널 단위가 아닌, 전체 시그널 데이터(Data)를 한 번에 일괄적으로 전달하도록 변경한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 개략적으로 설명하기 위한 블록 구성도로서, 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의상 두 개의 제1 및 제2 코어(100 및 200)로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 두 개 이상의 코어들로 구성할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치는 크게, 복수의 제1 및 제2 코어(100 및 200), COM 스택(Stack)(300) 및 제1 모듈(400) 등을 포함하여 이루어진다.
여기서, COM 스택(300)은 복수의 코어들(100 및 200) 중에서 어느 하나의 제1 코어(100)에 구비되어 있으며, 네트워크 통신 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 이러한 COM 스택(300)에는 기본적으로 COM 모듈(350)이 구비되어 있다. 이러한 COM 모듈(350)을 구비한 COM 스택(300)은 외부의 네트워크 통신 데이터를 수집하는 기능을 수행한다.
제1 모듈(400)은 COM 스택(300)이 구비된 제1 코어(100)에 배치되어 있으며, COM 스택(300)의 COM 모듈(350)을 통해 수집된 네트워크 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 제1 및 제2 코어(100 및 200)에 전달하는 기능을 수행한다.
이러한 제1 모듈(400)은 제1 및 제2 코어(100 및 200)와 연계된 통신모듈(600)을 통해 COM 스택(300)의 COM 모듈(350)로부터 수집된 네트워크 통신 데이터를 주기적으로 제1 및 제2 코어(100 및 200)에 송신함이 바람직하다. 한편, 통신모듈(600)은 IOC(Inter OS Communication) 모듈로 이루어짐이 바람직하다.
추가적으로, COM 스택(300)이 구비된 제1 코어(100)이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 제2 코어(200)에 배치되어 있으며, 제1 모듈(400)에 의해 전달받은 네트워크 통신 데이터를 일괄적으로 수신하여 응용 소프트웨어(800)에 전달하는 기능을 수행한다.
이러한 제2 모듈(500)은, RTE(Run-Time Environment) 모듈(700)과 연계하여 제1 모듈(400)에 의해 전달받은 네트워크 통신 데이터를 응용 소프트웨어(800)에 전달함이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 장치는, 제1 코어(100)에서 COM 모듈(350)에 의해서 수집된 네트워크 통신 데이터를 한 번에 각 코어(100 및 200)에 전달하는 역할을 하는 제1 모듈(400)을 추가함으로써, 빈번한 IOC 통신 처리로 인한 제1 코어(100)의 중앙처리장치(CPU)의 부하를 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 주기적으로 COM 모듈(350)에 의해서 수집된 네트워크 통신 데이터를 제1 모듈(400)에서 한 번에 각 코어(100 및 200)에 전달하는 방식을 사용하고, 나머지 코어들 즉, 제2 코어(200)의 파티션에 속한 런어블(Runnable)은 제2 모듈(500)을 통해 이 값을 읽어갈 수 있도록 한다.
그리고, 제1 모듈(400)에 의한 네트워크 통신 데이터의 일괄 처리 방식이 설정된 경우, 제2 코어(200)의 파티션에 속한 런어블(Runnable)들에 대한 네트워크 통신 데이터 처리에 대하여, RTE 모듈(700)은 제2 모듈(500)과 연계하여 수행될 수 있도록 코드를 생성하게 된다.
이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치(CPU)의 부하를 감소하는 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 복수의 코어들(100 및 200) 중 어느 하나의 코어에 네트워크 통신 데이터를 처리하기 위한 COM 스택(300)을 배치시킨다(S100).
이후에, COM 스택(300)이 구비된 제1 코어(100)에 제1 모듈(400)을 배치시킨 후(S200), 제1 모듈(400) 통해 COM 스택(300)의 COM 모듈(350)로부터 수집된 네트워크 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 각 코어(100 및 200)에 전달한다(S300).
이때, 상기 단계S300에서, 제1 모듈(400)은 각 코어(100 및 200)와 연계된 통신모듈(600)을 통해 COM 스택(300)의 COM 모듈(350)로부터 수집된 네트워크 통신 데이터를 주기적으로 각 코어(100 및 200)에 송신함이 바람직하다.
추가적으로, 상기 단계S300 이후에, COM 스택(300)이 구비된 제1 코어(100)이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 제2 코어(200)에 제2 모듈(500)을 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 제2 모듈(500)을 통해 제1 모듈(400)로부터 전달받은 네트워크 통신 데이터를 일괄적으로 응용 소프트웨어(800)에 전달할 수 있다.
또한, 제2 모듈(500)은, RTE(Run-Time Environment) 모듈(700)과 연계하여 제1 모듈(400)에 의해 전달받은 네트워크 통신 데이터를 응용 소프트웨어(800)에 전달함이 바람직하다.
전술한 본 발명에 따른 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치 및 이를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 및 200 : 제1 및 제2 코어, 300 : COM 스택,
350 : COM 모듈, 400 : 제1 모듈,
500 : 제2 모듈, 600 : 통신모듈,
700 : RTE 모듈, 800 : 응용 소프트웨어

Claims (9)

  1. 복수의 코어들;
    상기 복수의 코어들 중 어느 하나의 코어에 구비되어 통신 데이터를 처리하는 COM 스택; 및
    상기 COM 스택이 구비된 코어에 배치되며, 상기 COM 스택의 COM 모듈을 통해 수집된 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 각 코어에 전달하기 위한 제1 수단을 포함하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 수단은, 각 코어와 연계된 통신모듈을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 주기적으로 각 코어에 송신하는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 IOC(Inter OS Communication) 모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 COM 스택이 구비된 코어이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 코어에 배치되며, 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 일괄적으로 응용 소프트웨어에 전달하기 위한 제2 수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 수단은, RTE(Run-Time Environment) 모듈과 연계하여 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 응용 소프트웨어에 전달하는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치.
  6. 복수의 코어들을 구비한 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법으로서,
    (a) 상기 복수의 코어들 중 어느 하나의 코어에 통신 데이터를 처리하기 위한 COM 스택을 배치시키는 단계;
    (b) 상기 COM 스택이 구비된 코어에 제1 수단을 배치시키는 단계; 및
    (c) 상기 제1 수단을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 한 번에 일괄적으로 각 코어에 전달하는 단계를 포함하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 단계(c)에서, 상기 제1 수단은, 각 코어와 연계된 통신모듈을 통해 상기 COM 스택의 COM 모듈로부터 수집된 통신 데이터를 주기적으로 각 코어에 송신하는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 단계(c) 이후에, 상기 COM 스택이 구비된 코어이외의 나머지 코어들 중 적어도 어느 하나의 코어에 제2 수단을 배치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 수단을 통해 상기 제1 수단으로부터 전달받은 통신 데이터를 일괄적으로 응용 소프트웨어에 전달하는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 수단은, RTE(Run-Time Environment) 모듈과 연계하여 상기 제1 수단에 의해 전달받은 통신 데이터를 응용 소프트웨어에 전달하는 것을 특징으로 하는 멀티코어 기반의 통신 데이터 처리를 위한 장치를 이용하여 중앙처리장치의 부하를 감소하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001519942A (ja) * 1997-03-20 2001-10-23 ファーストセンス ソフトウェア インク 分散アプリケーションを監視するシステムおよび方法
JP2009245009A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Fujitsu Ten Ltd 車両制御装置及びマルチコアプロセッサ
JP2013239169A (ja) * 2012-05-10 2013-11-28 Cognex Corp 通信データアイテムを動的に構成する装置および方法

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