KR20170020312A - 한정된 디바이스 및 운영 체제 지원 - Google Patents

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KR20170020312A
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KR
South Korea
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stack
execution
data
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Application number
KR1020167026998A
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폴 비. 라스밴드
빈센트 제이. 립시오
Original Assignee
타이코 파이어 앤 시큐리티 게엠베하
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Publication date
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Abstract

물리적 침입 감지/경보를 관리하기 위한 네트워킹된 시스템은, 프로세서 디바이스들 및 상기 프로세서 디바이스들과 통신하는 메모리를 포함하는 상위 계층의 서버 디바이스들과, 상위 계층 서버들과 통신하는 중간 계층의 게이트웨이 디바이스들과, 노드 기능들을 제공하기 위한 루틴을 실행하는 애플리케이션 계층을 포함하는 기능 노드들 중 적어도 일부를 갖는 완전 기능 노드들을 포함하는 하위 계층의 디바이스들과, 상기 하위 계층의 디바이스들을 관리하는 디바이스를 포함하고, 상기 디바이스는 상기 기능 노드들 중 적어도 일부 각각에서 상기 애플리케이션 계층을 제어하기 위한 상태 머신을 실행하는 프로그램 관리자를 인스턴스화한다.

Description

한정된 디바이스 및 운영 체제 지원{CONSTRAINED DEVICE AND SUPPORTING OPERATING SYSTEM}
우선권의 주장
본 출원은, 2014년 4월 2일에 출원된, 발명의 명칭이 "무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)"인 미국 가출원 제61/973,962호와, 2014년 2월 28일에 출원된, 발명의 명칭이 "무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)"인 미국 가출원 제61/946,054호와, 2014년 8월 20일에 출원된, 발명의 명칭이 "한정된 디바이스 및 운영 체제 지원(Constrained Device and Supporting Operating System)"인 미국 출원 제14/463,754호와, 2015년 1월 23일에 출원된, 발명의 명칭이 "한정된 디바이스 및 운영 체제 지원(Constrained Device and Supporting Operating System)"인 미국 출원 제14/603,602호의 우선권을 35 U.S.C. § 119(e)의 규정에 따라 주장하고, 그들 전체 내용이 본원에 참조로서 포함된다.
한정된 디바이스 및 운영 체제 지원
이 설명은, 상업용 또는 주거용 부지에 설치된 보안, 침입 및 경보 시스템들에 사용되는 센서 네트워크들 등의 센서 네트워크들의 동작에 관한 것이다.
기업체들 및 주택보유자들이 그들의 부지에서 경보 조건들을 감지하고 이 조건들을 모니터링 스테이션 또는 보안 시스템의 허가된 사용자들에게 신호로 알리기 위해 보안 시스템을 갖는 것은 일반적이다. 보안 시스템들은 종종, 다양한 센서에 전기적으로 또는 무선으로 연결된 침입 감지 패널을 포함한다. 이들 센서 타입은 전형적으로 움직임 감지기들, 카메라들, 및 근접 센서들(문 또는 창문이 열렸는지를 결정하기 위해 이용되는 것들)을 포함한다. 전형적으로, 그러한 시스템들은 이들 센서 중 하나 이상으로부터, 모니터링되고 있는 특정 조건이 변하였거나, 또는 불안전하게 된 것을 지시하는 매우 단순한 신호(전기적으로 개방 또는 폐쇄된 것)를 수신한다.
본원에 사용되는 한정된 컴퓨팅 디바이스들은, 감지 시스템에서 사용되는, 다른 컴퓨팅 디바이스들보다 실질적으로 적은 영구 및 휘발성 메모리를 갖는 디바이스들, 센서들 등이다. 현재, 한정된 디바이스들의 예들은, 약 1 메가바이트 미만의 플래시/영구 메모리, 및 약 10 내지 20 킬로바이트(kbytes) 미만의 RAM/휘발성 메모리를 갖는 것들일 것이다.
그러한 디바이스들 상에서 펌웨어를 업데이트하는 것은, 전형적으로, 코드의 일부만이 변할지라도, 통신 인터페이스를 통해 전체 실행가능 코드 이미지의 송신을 요구하는 부트-로딩(boot-loading)을 수반한다.
한정된 디바이스들은 그와 같이 특징화되고, 일반적으로 비용/물리적 구성 고려 사항으로 인해 이런 방식으로 구성된다. 이런 타입의 디바이스들은 일반적으로 정적 소프트웨어 이미지(즉, 디바이스 내에 프로그래밍된 로직이 항상 동일한 것)을 갖는다. 전통적으로 한정된 디바이스들에는, 연관된 센서들이 배치되고, 추가적으로는, "이벤트들"로서 수집된 데이터를 중앙 허브(컴퓨터/제어 패널)에 보고하거나, 허브 및 네트워크 연결, 예를 들어, 인터넷 연결을 통해, 원격 서버에 보고하는 분산된 데이터 수집 네트워크를 제공하기 위해, 통신 인터페이스들(유선 또는 무선인 것들)이 배치될 수 있다.
그러한 한정된 디바이스들 상에서 펌웨어를 업데이트하는 것은 어렵고, 그러한 업데이트들이 일어날 때, 그것은 "부트로더(bootloader)"를 통해서이고, 이것은 통신 링크를 통해 새로운 펌웨어를 수신하고, 새로운 펌웨어를 영구 메모리에 저장하고, 새로운 코드를 유효화하고, 그런 다음, 오래된 코드 또는 "이미지"를 새로운 이미지로 대체하기 위해, 특수 재부팅 프로세스(special rebooting process)(부트로더에 의해 제어되는 것)를 수행한다. 그러나, 전통적인 부트-로딩을 이용하여 펌웨어를 업데이트하는 것은, 코드의 일부만이 변할지라도, 통신 인터페이스를 통해 전체 실행가능 코드 이미지의 송신을 요구한다. 그러나, 이 접근법은 가치 있는 통신 대역폭을 낭비한다.
따라서, 이 부트-로딩 프로세스는, 심지어 저장된 파라미터들 또는 컴퓨터 코드의 작은 변화들은 전체 이미지가 대체되는 것을 요구하기 때문에 결점을 지닌다. 새로운 코드를 최종 위치에 기입할 때 어떤 것이라도 잘못(예를 들어, 전력 손실)되면, 디바이스가 쓸모 없게 되어, 공장 수리를 요구할 수 있기 때문에, 부트로딩은 시간-소비적이고 시스템 전반에 잠재적으로 위험하다. 또한, 부트로딩은, 반드시 디바이스를 "재부팅"하는 것을 의미하고, 이 재부팅은 그 주변 드라이버들 및 통신 링크들 모두의 재초기화, 네트워크 연결들, 애플리케이션들의 재구성 등을 요구한다. 이러한 결점 때문에, 부트로딩 및 부트로딩에 의존하는 펌웨어 업데이트들은 한정된 디바이스들의 매일의 동작 중 일부여서는 안 된다.
일 양태에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 판독가능 하드웨어 하드웨어 저장 디바이스에 유형으로 저장된다. 컴퓨터 프로그램 제품은, 네트워크 상의 한정된 센서 디바이스들을 관리하기 위한 것이고, 프로세서로 하여금, 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 함수들을, 해당 함수들의 가용도 및 다른 함수들에 대한 우선 순위에 따라 스케줄링함으로써, 로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 센서 디바이스의 정상 동작 동안 다운로딩되는 것 중 어느 하나인 사용자 정의된(user-defined) 독립적 실행가능 함수들 또는 작업들의 동적 세트를 관리하게 하는 명령어들을 포함한다.
그러한 동적 프로그래밍 기술들은, 부트로딩의 시간-소비적이고 문제가 되는 프로세스 없이, 한정된 디바이스로 하여금 그 거동 및 능력을 변경할 수 있게 한다. 시간이 지나면서 상황 및 필요에 따라, 일시적 서브-프로그램들이 추가 및 제거되고, 이 디바이스가 포함하는 실행가능 코드를 효율적으로 변경한다. 예를 들어, 많은 애플리케이션의 경우, 이것은 거의 통보 없이 전통적인 부트로딩으로 전도되지 않는 방식으로 행해질 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 애플리케이션 또는, 더 적절히 말하자면, 관련 애플리케이션들의 세트를 지원하기 위해 하루에 다수 회 새로운 코드를 로딩할 필요가 있을 수 있다. 코드 업데이트 동안, 디바이스는 다른 작업(예를 들어, 인터럽트 기반 수집, 센서 이벤트들에 대한 보고, 및 외부 디바이스들과의 통신)에 이용 가능할 필요가 있을 수 있다. 이러한 고려 사항은, 코드 업데이트가, (1) 안전하고; (2) 신속하고; (3) 실시간이고; (4) 정상 동작들과의 임의의 간섭이 없고; (5) 디바이스의 재부팅이 없는 방식으로 이루어져야 한다는 필요성으로 이어진다.
영구 메모리의 동적 프로그래밍은, 임의의 전통적인 실시간 운영 체제("RTOS")(real-time operating system)로는 불가능하고, 한정된 디바이스들을 위해 지금까지 구현된 어떠한 RTOS로도 확실히 불가능하다. 이러한 전통적인 운영 체제는, 실행가능 코드 이미지의 준비 중에 링킹(linking) 시에 코드 위치들 및 링크들(포인터 값들, 복귀 주소들 등)을 확립한다. 이 접근법은, 사실상 본질적으로 정적이고, 새로운 실행가능 코드가, 재부팅 없이, 실행 중에(on the fly) 이미지에 도입되는 시스템으로 전도되지 않는다.
한정된 디바이스들의 동적 프로그래밍을 가능하게 하기 위하여, 한정된 디바이스를 위한 운영 체제에 대하여, 그 운영 체제를 이용하는 새로운 접근법이 개시된다.
추가 양태에 따르면, 컴퓨터 판독가능 하드웨어 저장 디바이스에 유형으로 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은, 프로세서로 하여금, 다른 함수들에 대한 해당 함수들의 우선 순위 및 가용도에 따라 한정된 디바이스 상에서 실행하기 위해서, 로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스의 정상 동작 동안 다운로딩되는 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를 스케줄링하게 하는 명령어들을 포함하고, 스케줄링하기 위한 이들 명령어는, 실행 준비가 된 특정 함수를 식별하고, 식별된 함수가 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 것인지를 결정하고, 현재 실행되고 있는 함수의 레지스터 값들을 랜덤 액세스 메모리에 저장하지 않고 식별된 함수를 실행하도록 구성된다.
다른 양태들은 컴퓨터 구현 방법 및 한정된 센서 디바이스를 포함한다.
센서 디바이스는, 처리 디바이스, 물리적 조건을 감지하기 위한 센서 소자 - 상기 센서 소자는 처리를 위한 데이터를 처리 디바이스에 송신하고, 상기 처리 디바이스는 하나 이상의 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들을 데이터에 적용함 - , 네트워크 인터페이스, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 저장한 저장 디바이스를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 프로세서 디바이스로 하여금, 해당 함수들의 가용도 및 다른 함수들에 대한 우선 순위에 따라 한정된 디바이스 상에서 실행하기 위해서, 로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스의 정상 동작 동안 다운로딩되는 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를 스케줄링하게 하는 명령어들을 포함하고, 스케줄링하기 위한 이들 명령어는, 실행 준비가 된 특정 함수를 식별하고, 식별된 함수가 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 것인지를 결정하고, 현재 실행되고 있는 함수의 레지스터 값들을 랜덤 액세스 메모리에 저장하지 않고 식별된 함수를 실행하도록 구성된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 대한 상세 내용은 첨부 도면들 및 이하의 설명에 기재되어 있다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 장점들은, 설명 및 첨부 도면들과 청구항들로부터 명확하게 된다.
도 1은 예시적인 네트워킹된 보안 시스템의 개략도이다.
도 2는 한정된 디바이스의 블록도이다.
도 3은 스택 구조를 이해하는 데에 유용한 블록도이다.
도 4는 실시간 운영 체제에서 스케줄러 처리의 흐름도이다.
도 5는 스케줄링을 이해하는 데에 유용한 블록도이다.
도 6은 함수들의 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 함수 캡슐화를 도시하는 블록도이다.
도 8은 힙(heap)의 블록도이다.
도 8a 내지 도 8c는 힙을 수반하는 처리의 흐름도이다.
도 9는 예시적인 네트워킹된 보안 시스템의 컴포넌트들의 블록도이다.
본원에서는 보안/침입 및 경보 시스템들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 컨텍스트들에서 사용될 수 있는 네트워크 특징들의 예들이 설명된다. 예시적인 보안 시스템들은 다양한 센서들에 전기적으로 또는 무선으로 연결되는 침입 감지 패널을 포함할 수 있다. 이들 센서 타입은 움직임 감지기들, 카메라들, 및 근접 센서들(예를 들어, 문 또는 창문이 열렸는지를 결정하기 위해 이용되는 것들)을 포함할 수 있다. 전형적으로, 그러한 시스템들은 이들 센서 중 하나 이상으로부터, 모니터링되고 있는 특정 조건이 변하였거나, 또는 불안전하게 된 것을 지시하는 비교적 단순한 신호(전기적으로 개방 또는 폐쇄된 것)를 수신한다.
예를 들어, 전형적인 침입 시스템들은 건물의 출입문들을 모니터링하도록 설치될 수 있다. 문이 단단히 잠길 때, 근접 센서는 자기 접촉(magnetic contact)을 감지하고 전기적으로 폐회로를 생성한다. 문이 열릴 때, 근접 센서는 회로를 개방하고, 경보 조건이 발생한 것(예를 들어, 열린 출입문)을 지시하는 신호를 패널에 송신한다.
데이터 수집 시스템들은 가정 안전 모니터링 등의 일부 애플리케이션들에서 더 일반적이 되고 있다. 데이터 수집 시스템들은 무선 센서 네트워크들 및 무선 디바이스들을 이용하고, 원격 서버 기반 모니터링 및 보고 생성을 포함할 수 있다. 이하 더 상세히 설명된 바와 같이, 무선 센서 네트워크들은 일반적으로 컴퓨팅 디바이스들 사이에 유선 및 무선 링크들의 조합을 이용하고, 무선 링크들은 통상적으로 최하위 레벨 연결들(예를 들어, 최종-노드(end-node) 디바이스 대 허브/게이트웨이)에 이용된다. 예시적인 네트워크에서, 네트워크의 에지(무선으로-연결된) 계층(tier)은 특정 기능들을 갖는 리소스-한정된 디바이스들로 구성된다. 이들 디바이스는 소량 내지 적당한 양의 처리 능력 및 메모리를 가질 수 있고, 전원이 배터리일 수 있으므로, 그들의 많은 시간을 슬립 모드(sleep mode)에서 보냄으로써 에너지를 절약할 필요가 있다. 전형적인 모델은 에지 디바이스들이 일반적으로 허브-앤-스포크-스타일(hub-and-spoke-style) 아키텍처에서 각각의 최종-노드가 그것의 부모 노드와 직접 통신하는 단일 무선 네트워크를 형성하는 것이다. 부모 노드는, 예를 들어, 게이트웨이 상의 액세스 포인트 또는 서브-코디네이터(sub-coordinator)일 수 있고, 이것은, 다시, 액세스 포인트 또는 또 다른 서브-코디네이터에 연결된다.
이제 도 1을 참조하면, 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)를 위한 예시적인 (글로벌) 분산 네트워크 토폴로지가 도시되어 있다. 도 1에서, 분산 네트워크(10)는 한 세트의 계층들 또는 계층적 레벨(12a 내지 12c)들로 논리적으로 나누어진다.
네트워크의 상위 계층 또는 계층적 레벨(12a)에는, 인터넷 프로토콜들과 같은, 잘 확립된 네트워킹 기술을 사용하여 함께 네트워킹되는, "클라우드 컴퓨팅" 패러다임을 실행시키는 서버들, 및/또는 가상 서버(14)들, 또는 인터넷의 일부를 사용하거나 인터넷을 전혀 이용하지 않는 사설 네트워크들일 수 있는 것들이 배치될 수 있다. 이러한 서버(14)들 상에서 실행되는 애플리케이션들은, 웹 인터넷 네트워크들을 위한 XML/SOAP, RESTful 웹 서비스와 같은 다양한 프로토콜들, 및 HTTP 및 ATOM과 같은 다른 애플리케이션 계층 기술들을 이용하여 통신한다. 분산 네트워크(10)는, 이하 논의 및 도시된, 디바이스들(노드들) 사이에 직접 링크들을 갖는다.
분산 네트워크(10)는, 여기서 개별 빌딩들 및 구조물들 내부에 중앙의, 편리한 장소에 위치된 게이트웨이(16)를 수반하는 중간 계층으로서 지칭되는, 논리적으로 나누어진 제2 계층 또는 계층적 레벨(12b)을 포함한다. 이러한 게이트웨이(16)는, 상위 계층의 서버(14)들과 통신하며 이들 서버는 독립형 전용 서버들이든 및/또는 웹 프로그래밍 기법들을 이용하여 클라우드 애플리케이션들을 실행하는 클라우드 기반 서버들이든 상관없다. 중간 계층 게이트웨이(16)는 또한 로컬 영역 네트워크(17a)(예를 들어, 이더넷 또는 802.11) 및 셀룰러 네트워크 인터페이스(17b)들 양쪽 모두를 갖는 것으로 도시되어 있다.
분산 네트워크 토폴로지는 또한, 한정된 무선 센서 노드들 또는 센서 최종 노드들(20)(도 1에서 "C"로 표시된 것)뿐만 아니라 완전 기능(fully- functional) 센서 노드들(18)(예를 들어, 무선 디바이스들을 포함하는 센서 노드들, 예를 들어, 도 1에서 "F"로 표시된 송수신기 또는 적어도 송신기를 포함하는 것)을 수반하는 하위 계층(에지 계층)의 디바이스들(12c)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 유선 센서들(도시 생략)은 분산 네트워크(10)의 양태들에 포함될 수 있다.
잠시 도 2를 참조하면, 일반적인 한정된 컴퓨팅 디바이스(20)가 도시되어 있다. 본원에 이용된 바와 같은 한정된 디바이스(20)는, 특정 네트워킹된 감지/센서/경보 시스템에서 다른 컴퓨팅 디바이스들, 센서들, 시스템들보다 실질적으로 적은 영구 및 휘발성 메모리를 갖는 디바이스이다. 한정된 디바이스(20)는, 운영 체제 하에서 실행되는 프로세서 디바이스(21a), 예를 들어, CPU 및 다른 타입의 제어기 디바이스를 포함하고, 일반적으로 32-bit 및 64-bit 로직보다 오히려 8-bit 또는 16-bit 로직이 가장 최종(high-end) 컴퓨터들 및 마이크로프로세서들에 의해 사용된다. 한정된 디바이스(20)는, 네트워크 상의 다른 컴퓨팅 디바이스들과 비교할 때에 비교적 작은 플래시/영구 저장소(21b) 및 휘발성 메모리(21c)를 갖는다. 일반적으로, 영구 저장소(21b)는 약 1 메가바이트 미만의 저장장치이고, 휘발성 메모리(21c)는 약 수 킬로바이트(kilobytes) 미만의 RAM 메모리이다. 한정된 디바이스(20)는 네트워크 인터페이스 카드(21d)를 갖고, 이는 한정된 디바이스(20)를 네트워크(10)에 인터페이스하게 한다. 전형적으로 무선 인터페이스 카드가 사용되지만, 일부 예들에서 유선 인터페이스가 사용될 수 있다. 대안적으로, 무선 네트워크 프로토콜 스택(예를 들어, 802.15.4/6LoWPAN)에 의해 구동된 송수신기 칩은, (무선) 네트워크 인터페이스로서 이용될 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 버스 구조를 통해 함께 결합된다. 한정된 디바이스(20)는 또한, 센서(22), 및 프로세서(21a)에 인터페이스하는 센서 인터페이스(22a)를 포함한다. 센서(22)는, 임의의 타입의 센터 타입 디바이스일 수 있다. 전형적인 타입의 센서들은, 온도, 단순한 움직임, 1-축, 2-축 또는 3-축 가속도 힘, 습도, 압력, 선택적인 화학 물질, 사운드/피에조-전기 변환, 및/또는 수많은 다른 것들을 포함하고, 이것들은 단독으로 구현되거나 복잡한 이벤트들을 감지하기 위해 조합하여 구현된다.
한정된 디바이스(20)의 개시된 구현예는, 플래시/영구 저장 메모리 및 RAM 메모리 및 10 내지 20 킬로바이트 미만의 RAM/휘발성 메모리에 대한 현재의 한정사항을 따를 수 있지만, 구성에 따라, 그리고 일부 예들에서는 운영 체제에 따라 더 많이 가질 수 있다. 이러한 한정된 디바이스(20)들은, 일반적으로 비용/물리적 구성 고려 사항으로 인해, 이런 방식으로 구성된다. 이러한 타입의 한정된 디바이스(20)들은, 일반적으로 정적 소프트웨어 이미지를 갖는다(즉, 한정된 디바이스 내에 프로그래밍된 로직은 항상 동일하다).
도 1로 되돌아가서 참조하면, 전형적인 네트워크에서, 네트워크의 에지(무선으로 연결된) 계층은, 주로 특정 기능들을 갖는 크게 리소스 한정된 디바이스들로 구성된다. 이들 디바이스는 소량 내지 적당한 양의 처리 능력 및 메모리를 가질 수 있고, 전원이 배터리일 수 있으므로, 그들의 많은 시간을 슬립 모드에서 보냄으로써 에너지를 절약할 필요가 있다. 전형적인 모델은 에지 디바이스들이 일반적으로 허브-앤-스포크-스타일(hub-and-spoke-style) 아키텍처에서 각각의 최종-노드가 그것의 부모 노드와 직접 통신하는 단일 무선 네트워크를 형성하는 것이다. 부모 노드는, 예를 들어, 게이트웨이 상의 액세스 포인트 또는 서브-코디네이터(sub-coordinator)일 수 있고, 이것은, 다시, 액세스 포인트 또는 또 다른 서브-코디네이터에 연결된다.
각각의 게이트웨이는 그것에 물리적으로 부착된 액세스 포인트(완전 기능 노드 또는 "F" 노드)를 구비하고, 이 액세스 포인트는 무선 네트워크의 다른 노드들과의 무선 연결 포인트를 제공한다. 도 1에 도시된 링크들(번호가 매겨지지 않은 라인에 의해 도시된 것들)은 디바이스들 사이의 직접(단일-홉 MAC 계층) 연결을 나타낸다. (도 1에 도시된 3개의 계층들 각각에서 기능할 수 있는) 공식 네트워킹 계층은, 일련의 이러한 직접 링크들을 함께 이용하여, 디바이스들을 경로 지정(routing)하여, 네트워크에 걸쳐 하나의 디바이스로부터 또 다른 디바이스로 메시지들(단편화된(fragmented) 또는 단편화 해소된(non-fragmented) 것들)을 송신한다.
WSN(10)는 하위 계층 디바이스(18 및 20)들에서 실행되는 애플리케이션 계층에 대한 상태 머신 접근법을 구현한다. 그러한 접근법의 특정 구현예의 일례가 이하 설명되어 있다. 상태 머신에서의 상태들은, 조정하여 실행되는 함수들의 세트로 구성되고, 이러한 함수들은, 특정 하위 계층 디바이스의 상태 머신에서 상태들을 변경하기 위해, 개별적으로 삭제, 대체, 또는 추가된다.
WSN 상태 함수 기반 애플리케이션 계층은, (디바이스의 부팅 후에) 디바이스를 재부팅하지 않고, 개별 함수들의 로딩 및 실행을 허용하는(소위 "동적 프로그래밍(dynamic programming)")(도시되지 않은, 그러나 위에 언급한 가출원들에 개시된 것과 같은) 에지 디바이스 운영 체제를 이용한다. 다른 구현예들에서, 에지 디바이스들은 다른 운영 체제들을 이용할 수도 있는데, 단 그러한 시스템들이 (디바이스의 부팅 후에) 에지 디바이스들의 재부팅 없이 개별 함수들의 로딩 및 실행을 허용한다면 그러하다.
한정된 디바이스들을 위한 RTOS
도 3을 참조하면, 무선 동적 프로그래밍 및 지원을 포함하는 한정된 디바이스(20)를 위한 운영 체제에 대한 스택 프로세스 상세 내용이 도시되어 있다. 한정된 디바이스(20)는, 로딩된 이미지(한정된 디바이스 상에서 실행된 소프트웨어 및 RTOS)에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스(20)의 정상 동작 동안 다운로딩되는 것 중 어느 하나, 또는 이 둘의 조합인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들 또는 작업들의 동적 세트를 실행하고, 그렇지 않은 경우, 관리하기 위한 실시간 운영 체제("RTOS")를 포함하고, 전자(이미지에 내장되는 것)는 후자(동작 동안 다운로딩되는 것)의 인스턴스들을 서브 루틴으로서 사용한다.
스택 관리
RTOS는 한정된 디바이스들을 위한 것이고, 가용도(함수 실행의 준비성) 및 우선 순위(다른 함수들에 대한 해당 함수들의 중요도)에 따른 관리 구조체(예를 들어, 함수 위치들에 대한 포인터들의 링크된 리스트 또는 어레이)를 통해 참조되는 스케줄링 함수(26)를 사용한다. 이 스케줄러(26) 함수는, 예를 들어, 리스트(28)에서와 같이, 현재 한정된 디바이스 상에서 실행되고 있지 않은 함수들을 주기적으로 평가하여, 이들 함수 중 어느 것이 실행 준비가 되었는지를 결정한다. 또한, 스케줄러(26)는, 보류 중인 함수에 데이터를 공급하는 것, 또는 실행을 중단한 함수에 대한 타이머 이벤트(31)의 카운트 다운 중 어느 하나에 의해, 함수 또는 함수들이 실행 준비가 되는 것을 지시하는 인터럽트(들)에 응답한다.
어느 경우에도, 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의(또는 현재 함수가 데이터를 대기하면서 실행을 보류한 경우, 동일한 우선 순위의) 함수가 실행 준비가 된 것이 발견되어 식별되면, RAM의 또 다른 장소에 오래된 함수의 우선 저장 없이(즉, 전통적인 컨텍스트 전환 없이 또는 프로세서의 동작 레지스터 값들의 저장 없이) 그 식별된 함수가 실행된다. 스택(24)은, 각각 우선 순위에 따라, 예를 들어, 24c, 24z, 24d 및 24a의 순서로 저장된 함수들을 갖는다. 가장 높은 우선 순위, 예를 들어, 24c의 새로운 함수가 실행 준비가 될 때, 새로이 실행되는, 선점(preempting)하는 함수는, 그것의 데이터를 활성 함수의 스택의 상단에 푸쉬(push)하기 때문에, 남아있는 함수들, 예를 들어, 예를 들어, 24z, 24d 및 24a의 스택 함수들은, 프로세서의 단일 스택(24) 상의 제자리에 단순히 남아 있는다.
새로운 함수가 실행을 완료하고 복귀하면, 그것의 모든 스택 사용이 스택 제어(25)를 통해 팝(pop)되고, 오래된 함수, 예를 들어 24z는, 전통적인 컨텍스트 전환이 일어난 것처럼 투명하게 인터럽션을 감지하지 못하고, 실행을 재개한다. 그러므로, 스케줄러(26)는 선점된 함수들의 상태를 저장하기 위해 공식 컨텍스트 전환보다는 오히려 단일 프로세서 스택을 이용한다.
이것은 다수의 스택을 갖지 않음으로써 적지 않은 양의 RAM을 절약하며, 그로 인해 공식 컨텍스트 전환을 행하도록 요구된 프로세서 시간을 절약하는 것뿐만 아니라 더 독립적으로 실행가능 함수들을 허용하고, 그것은 로직을 단순화하고, 따라서 스케줄러(26)와 연관된 코드 크기를 단순화한다.
동적 프로그래밍
본 개시된 운영 체제는, 단순히 관리 구조체(함수 포인터들의 링크된 리스트 또는 어레이)에 새로운 함수들을 추가하고, 스케줄러 변수들에 관련 준비성 및 우선 순위 정보를 업데이트하고, 오래된 코드와 새로운 코드 사이의 임의의 필요 링크들(복귀 주소들, 글로벌 변수 위치들 등)을 생성함으로써, 스케줄러의, 실행가능 함수들의 리스트에 새로운 함수들(통신 링크를 통해 디바이스 내에 로딩된 실행가능 함수들)이 추가될 수 있기 때문에, 동적 프로그래밍으로 전도된다. 동적 함수가 필요가 없게 되면, 이 동적 함수는 단순히 관리 구조체로부터 제거될 수 있고, 그 링크들이 해체되고, 메모리는 회수된다.
이하 설명된 운영 체제의 상단에서 실행되는 동적 프로그래밍 방법들의 사용은, 한정된 디바이스로 하여금, 임의의 단일 인스턴트에서 제시간에 그 메모리에 들어맞는 것보다 여러 배 큰 실행가능 함수들의 세트를 효율적으로 사용할 수 있게 한다. 이하 운영 체제는, 노드가 필요로 하고 소유하지 않은 코드를 획득하는 방법들을 포함하고, 이 방법에 의해 노드는 실행가능 코드를 요청하고, 또한 동시에 해당 노드의, 실행가능 함수들의 현재 세트가 모두 적절한 타입 및 버전인지(실행가능 세트 자기-일관성)를 보장한다. 게다가, 실행가능 코드는, 한정된 디바이스들이 해당 실행가능 코드를 필요로 하자마다, 한정된 디바이스들로 신속히 전송되기에 편리한 네트워크 위치들에 캐쉬될 수 있다. 또한, 한정된 디바이스에서 단지 제한된 기간에 사용되어야 하는 그 코드를 위한 실행가능 코드의 "유효 날짜(freshness date)" 및 만료를 관리하기 위한 방법들을 이하에 설명한다.
이제 도 4를 참조하면, 루트 함수들의 세트에 대한 우선화된 실행을 관리하기 위한 운영 체제의 스케줄러(26)에 의해 취해진 액션들이 도시되어 있다. 스케줄러(26)에 의해 직접 관리되는 함수들은 "루트 함수들"이라고 지칭되는데, 그 이유는 그들 자신이 다른 함수들을 호출할 수 있고, 이 함수들이 다시 다양한 다른 함수들을 호출할 수 있고, 이런 함수 호출들의 분기는 트리에서 가지들의 분기와 유사한 구조를 갖는다.
궁극적으로 모든 함수 실행은, 트리의 가지들과 같이, 초기에 스케줄러(26)에 의해 호출된(즉, 실행된) 일차적/첫 번째/루트 함수부터 유래한다. 루트 함수와 통상 (루트 아닌) 함수 사이의 차이점은, 루트 아닌 함수는 스케줄러(26)에 의해 관리되지 않고, 현재 실행되고 있는 함수에 의해 명백하게 호출될 때에만 실행될 수 있다는 점이다. 루트 함수는 표준 운영 체제의 쓰레드들 또는 작업들과 다소 유사하다.
스케줄러(26)는, 대안적으로, 최고 우선 순위로부터 최저 우선 순위로 루트 함수들을 통해 단순히 라운드-로빈 방식으로 실행 준비가 된 것 각각을 실행하거나; 또는 스케줄러(26)는 실행 준비가 된 최고 우선 순위의 것을 실행하고, 이것을 실행한 후에, 다시 실행 준비가 된 최고 우선 순위의 것을 찾으며, 최저 우선 순위의 루트 함수에 도달하고 이를 실행할 때까지, 이 시퀀스를 반복하는 것을 유지한다.
일부 실시예들에서, 최저 우선 순위 루트 함수는, 전력 한정된(power-constrained) 디바이스들을 위해, 타이머를 개시하고 대기(슬립 모드로 진입)할 것이고, 디바이스가 일부 구성된 인터럽트에 의해 깨어나면, 스케줄링 시퀀스가 다시 수행되고; 전력 한정되지 않은(non-power-constrained) 디바이스들에서, 최저 우선 순위 함수는 단순히 와치독(watchdog) 타이머에 서빙하거나, 또는 자가-테스트를 수행하거나, 또는 이들 모두를 수행하고, 그런 다음 스케줄링 시퀀스가 반복될 것이다.
그러므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 타이머가 설정되는데(42), 스케줄러(26)가 루트 함수들의 세트의 상태를 검사하는 주파수를 제어하는 목적을 위해 실행된다. 스케줄러(26)는 스케줄러 타이머 이벤트를 위해 대기(슬립 모드로 진입)한다(44). 타이머가 만료될 때(46), 스케줄러(26)는, (예를 들어, 가능한 값들이 "실행 준비가 됨", "보류 중임", "중지됨" 등인 각각의 루트 함수와 연관된 변수를 통해) 자신의 리스트에서 루트 함수들 중 임의의 루트 함수가 실행 준비가 된 것인지 여부를 결정한다(48). 임의의 루트 함수가 실행 준비가 되면, 스케줄러(26)는, 그 다음에, 실행 준비가 된 모든 루트 함수들 중 어느 것이 최고 우선 순위를 갖는 함수인지를 결정할 필요가 있다(이는 "제안된 루트 함수"가 된다)(50). 어떤 다른 루트 함수도 실행되고 있지 않으면(52), 제안된 루트 함수가 즉시 실행되고, 실행 완료되고, 나간다(54)(그것이 실행 도중에, 여기서 설명한 프로세스를 사용하여 훨씬 높은 우선 순위 루트 함수에 의해 선점됨으로써, 인터럽트될 수 있을지라도(56) 그러하다).
루트 함수가 이미 실행되고 있으면, 스케줄러(26)는 현재 실행되고 있는 루트 함수와 제안된 루트 함수의 우선 순위들을 비교한다(58). 제안된 루트 함수의 우선 순위가 더 낮으면, 어떤 것도 일어나지 않고, 스케줄러(26)는 또 다른 스케줄러 타이머 웨이크 업 이벤트를 대기하면서 슬립으로 되돌아 간다. 다른 한편 제안된 루트 함수의 우선 순위가 더 높으면, 스케줄러(26)는 제안된 루트 함수를 즉시 실행한다(60). 도 7에 도시된 점선 박스들 및 화살표들은 새로운 루트 함수의 실행에 응답하는 프로세서 거동(예를 들어, 현재 실행되고 있는 루트 함수가 스택에 푸쉬되는 것)을 도시한다. 실행되고 있었던 함수는, 더 높은 우선 순위 함수들 모두가 처리를 종료할 때, 재개할 준비가 된다(62).
이제 도 5를 참조하면, 다른 메커니즘들, 예를 들어, 여기에 도시된 4개의 메커니즘이 루트 함수를 유발할 수 있다. 예를 들어, 루트 함수는, 그 자신을 스케줄링하거나 주기적 타이머의 인터럽트로부터 유발될 미래의 또 다른 루트 함수의 실행을 스케줄링할 수 있고, 특수 구조체가 구현되고; 그것의 데이터의 유일한 소비자인 루트 함수에 대한 포인터와 결합된 링 버퍼가, 소비하는 루트 함수를 깨울 것이고, 그것이 보류 상태이면, 데이터 임계값 양이 제공될 때에, 루트 함수가, 예를 들어, 다른 루트 함수가 처리해야 하는 데이터의 도달을 위해, 직접 다른 루트 함수를 호출할 수 있거나, 또는 인터럽트 서비스 루틴이 루트 함수의 실행을 유발할 것이다. 모든 이러한 인스턴스들에서, 스케줄러(26)는 유발하도록 요청된 루트 함수를 직접 실행하는데, 해당 루트 함수가 그 후 실행되는 루트 함수보다 높거나 동일한 우선 순위를 가지면, 그러하다. 그렇지 않은 경우, 전자가 후자보다 낮은 우선 순위를 가지면, 전자가 "실행 준비가 된" 상태로 푸쉬되고, 그것이 다음 기회에 실행되도록 스케줄링되어야 한다는 것을 허용한다.
도 6을 참조하면, 사후-링크된 함수들(즉, 통신 링크를 통해 로딩된 함수들)의 구현예를 위해(80), 특별히 사후-링크된 루트 함수들을 위한 수개의 메커니즘이 제공된다. 예를 들어, 함수들이 통신 링크를 통해 수신(81)될 때, 소거가능 영구 메모리(예를 들어, 플래시)에, 사후-링크된 함수들을 저장하기 위한 단순 파일 시스템이 구현되고(82), 함수들이 통신 링크를 통해 수신된 때, 일단 그것/그것들이 필요가 없게 되면, 스케줄은 함수(들)을 삭제하고, 함수들의 인덱스를 유지(86)하는데, 전원 켜짐 초기화 시, 함수들이 루트 함수들의 어레이에 포함될 수 있도록 인덱싱하여 저장된 루트 함수들을 보고하고(88), 파일 시스템의 단편화를 해소하기 위해서 그러하다.
파일 시스템의 단편화 해소는, 실행되고 있는 함수가 단편화 해소의 결과로 재배치되는 것 또는 단편화 해소 동안 이동 중인 함수가 실행되는 것 중 어느 하나를 막기 위해서 잠금(이진 세마포어)를 요구한다.
사후-링크된 함수들은, 추가 데이터를 요구하는데, 이하 설명한 바와 같이, 그것들이 사용되기 위해서는 파일 내의 다른 데이터로 랩핑될 필요가 있고; 루트가 아닌 사후-링크된 함수들은, 이러한 랩퍼에서, 일부 데이터를 요구하지만, 이하 암시된 바와 같이, 이보다 적은 데이터를 요구한다.
사후-링크된 루트 함수들은, 그것들이 파일 시스템 내에 수신될 때 루트 함수들의 어레이에 추가될 필요가 있고, 사용이 중지될 때, 그것들은 어레이로부터 삭제될 필요가 있으며, 이로 인해 해당 어레이는 링크된 리스트일 것을 요구한다. 따라서, 사후-링크된 루트 함수들은, 스케줄러(26)를 이용하여 애플리케이션 내에 링크된 루트 함수들처럼 정확하게 스케줄링된다.
이제 도 7을 참조하면, 사후-링크된 루트 함수들은, 루트 함수들의 어레이에 있기 위해서는, 다른 루트 함수들처럼 기술자 구조체를 요구한다. 그러나, 기술자 구조체는 루트 함수의 실행가능 코드의 주소들과 같은 주소들을 포함하는 것을 필요로 하기 때문에, 기술자는 사후-링크된 루트 함수가 상주하는 파일에서 반드시 축어(verbatim)로 존재하지는 않을 것인데, 메모리에서 그것의 위치는 파일 관리자가 해당 위치를 기입할 때까지 알려져 있지 않는다.
이 문제는, 함수(92)를 포함하는 파일(91)의 랩퍼(94)를 포함하고, 사후-링크된 함수들의 기술자가 RAM에 구성될 수 있는 구조(96)로부터 해결된다. 다른 루트 함수의 기술자들은 ROM에 상주하고 변경될 필요가 전혀 없지만, 사후-링크된 루트 함수의 기술자는, 함수가 단편화 해소 등을 위해 재배치될 때마다 변경될 필요가 있고, 그래서 파일 관리자(96)가 함수를 재배치하려고 시도할 때, 이것은 적절한 세마포어(97)를 취득하고, 함수를 포함하는 파일을 이동하는 것 외에 기술자를 조정한다.
루트 함수들이 아닌 사후-링크된 함수들도 마찬가지로 재배치 가능한 기본 주소를 갖고, 재배치의 프로세스에 있어서, 실행에 대해 잠길 필요가 있으며, 재배치에 대해 실행이 잠길 필요가 있지만, 이것을 위해 구성된 루트 함수 기술자가 존재하지 않기 때문에, 그 재배치는 루트 함수의 재배치의 서브세트를 수반한다.
운영 체제는, 사후-링크된 함수들을 위해 일부 RAM을 추가적으로 할당할 필요가 있으며, 이하 표현 및 설명된 바와 같이, 전부가 그들의 ROM 및 RAM의 그들의 기본 주소의 저장을 요구하고, 선택적으로 함수의 존속기간 동안 정적으로 지속되는 임의의 글로벌 변수들, 및 루트 함수들을 위해, 전술한 기술자를 요구한다. 실시간 시스템들은 전형적으로 메모리를 동적으로 할당하지 않는데, 그 이유는 이것이 시스템 내에 비결정적 거동을 도입하기 때문이다.
스케줄러(26)는, 게다가, 코드 풋 프린트 및 실행 시간 양쪽 관점에서 비용이 많이 드는 가비지(garbage) 수집(메모리 복구)을 위한 리소스들을 가지고 있지 않음으로써 한정된다.
이제 도 8을 참조하면, 운영 체제는, 따라서 사후-링크된 함수들이 그들의 루트 함수 변수 데이터 및 필요로 되는 임의의 다른 변수 데이터 획득하기 위하여, 특수화된 힙(100)을 구현한다. 힙(100)으로부터의 할당은, 사후-링크된 함수의 초기화 동안에만 행해질 수 있고, 그 후 초기화 함수 호출 각각에 대해서 단 한번씩 행해진다. 디바이스가 RAM의 단일, 연속 뱅크를 갖는다고 가정하면, 스택(24)이 그러한 것처럼, 힙은 RAM의 반대편 끝에서부터 성장하고, 스택(24)을 향하여 성장하다가, 가장 최근에 추가된 사후-링크된 함수가 종료할 때에 다시 수축한다. 힙(100)은 RAM을 사후-링크된 함수들에 제공하기 위해서만 존재하기 때문에, 그 구조체는 그 존재의 이유들로 가차없이 서로 얽혀 있다.
RAM에서 첫 번째 가용 위치로부터 시작하여, 각각의 요소(100a-100n)는 그 크기는 반드시 이전 필드로부터 결정될 수 없으므로 다음 유효 요소의 개시에 대한 포인터를 포함하는데, 그 이유는 후자가 사후-링크된 함수의 제거의 결과로 빈 자리(hole)를 반영할 수 있기 때문이다.
이제 도 8a를 참조하면, 이러한 빈 자리가 스케줄러(26)에 내장된 높은 우선 순위 루트 함수(110)를 이용하여 클린 업된다. 이 루트 함수는, 다른 경우에는 잠금을 요구하는 것으로 설명된 3개 조건들을 서로 배제(112)하기 위해 네 번째 잠금을 이용한다. 잠금이 획득되면, 장기간 동안 더 낮은 우선 순위 루트 함수들을 금지하지 않도록 변수 데이터가 단편적으로 이동된다(114). 루트 함수들의 어레이에서 루트 함수의 RAM 기술자의 엔트리는, 그것이 이동될 때 변경될 필요가 있고(116), 그것은, 데이터(118)의 어떤 다른 블록들과 함께, 불일치 상태에서 RAM 데이터를 조회하지 못하게 하기 위해 인터럽트들에 대한 잠금을 요구하고, 이는 스케줄러(26)에서 많은 문제를 초래할 것이다. 데이터의 블록들은, 이하 설명한 바와 같이, 함수가 실행될 때, 루트 함수의 기술자의 RAM 복제, 루트 함수의 기술자에 의해 포인팅되는 변수 데이터를 복원하고, 루트 함수를 데이터를 로컬화하기 위한, 함수의 RAM 및 ROM의 기본 주소이다.
이제 도 8b를 참조하면, 힙에 요소를 추가(130)하는 단계는, 전술된 클린 업(clean-up) 루트 함수를 잠그기 위한 인터럽트들을 사용 불가(132)하게 하는 단계, 개시로부터 힙을 횡단(134)하는 단계, 각각의 엔트리에 대해, 최종 현재 노드로부터 다음 요소에 대한 포인터를 차감(136)하는 단계, 및 차이를 요청된 바이트 수에 비교(138)하는 단계를 포함하고, 후자가 전자보다 작으면, 빈 자리의 첫 번째 미사용 바이트에서 새로운 엔트리를 시작(140)하는 단계를 포함하고, 그렇지 않은 경우, 힙의 마지막 엔트리를 만나면(142), 힙에 추가하기가 스택에 대해 가까이 눌려져 있지 않은 것(애플리케이션에 의해 얼만큼 가까이 구성되는지에 대한 내성)을 체크(144)하는 단계를 포함하고, 그런 경우, 실패 및 오차 로깅(logging an error)(146)하지만, 그렇지 않은 경우, 힙의 끝이 있었던 곳에서 새로운 엔트리를 시작한다.
사후-링크된 루트 함수를 위해, 기술자가 이제 구성될 필요가 있으며, 다른 RAM은 초기화되고, 이에 대한 상세 내용은 간단함을 위해 여기에 설명하지 않는다.
이제 도 8c를 참조하면, 힙으로부터 요소를 제거(150)하기 위해서, 스케줄러(26)는, 요소가 힙의 끝인지 결정(151)하고, 이 경우 힙의 끝은 단순히 조정(152)될 수 있지만, 그렇지 않은 경우, 삭제된 엔티티의 포인터 이전의 힙 요소를 다음 힙 요소로 설정(154)하고, 즉 현존하지 않는 파라미터의 요소를 링크 해제하여, 힙에서 빈 자리를 생성하고, 생성된 빈 자리의 채우기를 시작하기 위해 상기 참조된 루트 함수를 호출(156)한다. 따라서, 이는 가비지 클린 업 알고리즘보다 단순하지만, 또한 실시간 요건에 의해 보다 한정되고, 일부 새로운 복잡성을 갖는다.
짧은 지속기간의 또 다른 잠금이 사후-링크된 루트 함수들을 위해 구현되고, 스케줄러(26)가 루트 함수들의 리스트를 횡단할 때, 그것은 함수의 기술자 또는 연관 데이터가 이동되는 처리 중에 있는 임의의 함수를 우회할 것이다.
운영 체제는 또한, 사후-링크된 루트 함수들(특별히, 다른 루트 함수들 및 디바이스 드라이버들과 통신하는 사후-링크된 함수들)로 하여금, 스케줄러(26) 내에 링크된 유틸리티들을 액세스할 수 있게 한다. 사후-링크된 함수는, 임의의 특정 빌드(build)에서 이러한 함수들이 존재하는 장소를 반드시 알지 못할 수도 있기 때문에, 따라서 스케줄러(26)는, 사후-링크된 함수가 사용할 수 있는 임의의 함수 및 모든 내부 함수들에 레퍼런스를 붙이기 위해, 벡터 테이블을 구현한다.
벡터 테이블에서 함수들 중, 링 버퍼들에 대한 인터페이스들이, 선택적으로는 루트 함수에 바운딩되어 존재하고, 해당 루트 함수를 보류 상태로부터 깨우고 또한 사후-링크된 루트 함수들이 그러한 큐들을 공개하고 다른 루트 함수 또는 인터럽트 서비스 루틴들이, 사후-링크된 함수가 자신의 할당된 의사 클로벌 데이터로부터 인스턴스화될 수 있는 이러한 큐들을 식별할 수 있다. 공개한 메커니즘은, 스케줄러(26) 내에 링크된 포인터로 시작되는 링크 리스트를 수반하고, 이 포인터는 사후-링크된 함수의 RAM 데이터에서 이런 목적을 위해 예약된 엔티티를 가리킬 수 있고, 후자는 또 다른 이러한 엔티티 등을 가리킬 수 있다. 스케줄러(26) 내에 링크된 임의의 루트 함수 또는 인터럽트 서비스 루틴은, 이러한 링크를 예상하도록 프로그래밍될 필요가 있으며, 서로 통신하는 것으로 예상된 사후-링크된 루트 함수들의 임의의 쌍도, 마찬가지로 프로그래밍될 필요가 있다. 설명된 큐들에 액세스하는 함수들을 위해 핸드쉐이크 메커니즘이 제공된다.
운영 체제는, 사후-링크된 함수들을 위해, 1) 구조체에 이러한 모든 데이터를 선언하기 위한 함수를 요구하고, 2) 이러한 구조체에 대한 포인터를 생성하고, 3) 그 포인터를 초기화하지 않음으로써, 내부 글로벌 데이터를 사용하는 것을 제공한다. 사후-링크된 함수가 실행될 때마다, 상기 구조체에 대한 포인터가 스케줄러(26)에 의해 제공된다.
따라서, RAM 클린 업이 수행될 때, 해당 포인터의 값은, 사후-링크된 함수가 이전에 실행되었을 때의 그 값과는 상이할 것이지만, 그 컨텍스트가 이동되었기 때문에, 그것은 사후-링크된 함수에 투명할 것이다. 포인터 그 자체는, 루트 함수들의 어레이가 부착되어 있거나, 또는 루트 함수들이 아닌 사후-링크된 함수들을 위해, 힙에서 엔트리들을 횡단함으로써 확인 가능한 특수 기술자가 부착되어 있다는 점에 주목해야 한다.
운영 체제는 마찬가지로, 재배치 가능한 코드를 지원하지 않는 프로세서 상에서 실행하기 위해, 사후-링크된 함수들이, 그들 자신의 부분들, 예를 들어, 이러한 부분들에 대한 포인터가 구조체 등에 수집되는 유사한 메커니즘에 의해, 분기 함수들 또는 상수들에 레퍼런스를 붙이는 것을 제공하고, 글로벌 데이터에 관해 말하자면, 따라서 이러한 디바이스 상의 이러한 함수의 작성자가, 모든 분기 함수들을, 그들에 대한 포인터들을 통해, 호출한다는 점에 주목해야 한다.
스케줄러(26)는 전술된 바와 같이 잠겨 있는 사후-링크된 루트 함수들의 실행을 금지할 수 있지만, ROM에 재배치되고 있고 그것의 RAM이 이동 중인 다른 사후-링크된 함수들을 위해, 스케줄러(26)만이 이를 주목하고, 상황에 고유한 오류 코드를 반환하고, 따라서 이러한 함수의 구현예는 해당 고유한 코드를 사용하지 않아야 하고; 게다가 이것은 루트가 아닌 사후-링크된 함수들 모두에 의해 동일한 타입이 반환되어야 한다는 것을 요구한다.
사후-링크된 (동적으로 로딩 및 실행되는) 함수들의 유틸리티는, 디바이스가 프로그래밍되어 배치될 때, 한정된 디바이스에서 필요로 되는 로직이 무엇인지를 예측하는 것이 항상 가능하지는 않다는 사실에 근거한다. 예를 들어, 디바이스는, 문, 창문, 또는 이동 자산(예를 들어, 소형 운반차 또는 짐수레)의 매우 특정한 타입의 움직임을 감지하고, 필터링하고, 보고하도록 설계된 무선 센서 네트워크 노드일 수 있다. 특정 움직임 필터 알고리즘들/로직은 이러한 개체들 각각에 대해 상이하기 때문에, 그리고, 높은 재고 비용의 문제를 직면하지 않고 특정 용도들에 특정 디바이스들을 사전 할당하고 공급 체인에 디바이스를 올리는 것은 어려운 일이기 때문에, 디바이스의 제조자가 각각의 이러한 매우 고유한 움직임 타입들에 특정한 펌웨어 기반 움직임 필터들을 생산하도록 요구하는 것은 불편하거나 비용이 많이 드는 일이다.
또 다른 접근법은 모든 움직임 이벤트 보고를 다루기에 충분히 일반적인 기본 펌웨어를 생산하고, 이 일반적인 소프트웨어를 갖는 디바이스들을 공장 프로그래밍하는 것이다. 그런 다음, 각각의 노드가 분야(예를 들어, 창문 또는 짐수레)에 배치된 후에, 요구된 특정한 타입들의 움직임 필터들이 각각의 노드의 고유한 배치 사례들에 따라 각각의 노드에 송신된다. 컨텍스트 특정 루트 함수들(예를 들어, 움직임-타입 특정 움직임 필터들)은 본 분야에서 디바이스 상에서 실행되는 소프트웨어 스택을 포함하도록 다른 많은 일반적인 루트 함수들에 결합된다.
확실히 이따금 발생하는 또 다른 상황은, 움직임 필터가 본 분야에서 관찰된 결과들에 기초하여 그들의 펌웨어 로직에서 "튜닝" 또는 변경을 요구한다는 것이다. 일부 필터 거동은, 간단하게 임계값 및 다른 구성 파라미터 값들을 변경함으로써 변경될 수 있고, 이것은 확실히 동적 프로그래밍(새로운 필터링 로직을 구체화하는 새로운 실행가능 코드의 로딩)을 요구하지 않지만, 움직임 필터링 알고리즘을 구현하는 데에 사용되는 함수의 형태들(수학 방정식들)이 변경될 필요가 있는 다른 때가 존재할 것이고, 이는, (1) 공장 프로그래밍(그것은 과도하게 크고 아마 실행 불가능한 코드 크기를 초래함), 또는 (2) 설명한 방법들을 사용하는 본 분야에서의 동적 프로그래밍 노드들 중 어느 하나에 의해서만 성취될 수 있다. 후자의 접근법은, 그것이 반복적 수단 또는 심지어 머신 학습 및 인공 지능 개념으로부터 파생된 방법들을 이용하여 쉽게 행해질 수 있기 때문에 더 유용하다.
노드들은, 메인프레임 워크 스테이션, 개인용 컴퓨터, 서버, 휴대용 컴퓨팅 디바이스와 같은 임의의 적절한 타입의 컴퓨팅 디바이스, 또는 명령어들을 실행하고, 네트워크에 연결되고, 네트워크를 통해 데이터 패킷들을 전달할 수 있는 임의의 다른 타입의 지능형 디바이스를 사용하여, 구현될 수 있다. 노드들은, 네트워크 상에서 사용하기 위한 데이터 패킷들을 생성, 수신 및 송신하는 임의의 적절한 컴퓨터 프로그램들을 실행할 수 있다.
도 9는 도 1에 관련하여 설명한 WSN의 특징들을 갖고 본원에 기술된 다양한 기능들을 갖는 보안 시스템의 일례를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상관관계 처리는 어떤 한정된 노드들(이들 노드는 완전 기능 노드들일 수도 있지만)로부터 입력들을 수신한다. 이들 입력은 자격 증명 정보 및 비디오 정보를 포함할 수 있고, 상관관계 처리는 네트워크를 통하여 송신되는 상관된 결과들을 생성할 수 있다. 컨텍스트 관리 처리는 어떤 한정된 노드들(이들 노드는 완전 기능 노드들일 수도 있지만)로부터 입력들, 예를 들어, 자격 증명 정보 및 비디오 및 그룹화 정보를 수신하고, 컨텍스트 처리를 수행하고 결과들은 네트워크를 통하여 송신된다. 네트워크는 긴급상황 탈출 지시자들의 동작; 긴습상황 카메라들뿐만 아니라 분산 규칙 처리 및 규칙 엔진/메시징 처리를 지원한다. 범위 확장자들이 예를 들어, 게이트웨이들과 함께 사용되고, 실시간 로케이션 시스템이 도시된 바와 같은 다양한 센서들(예를 들어, 한정된 타입)로부터 입력들을 수신한다. 서버들은 클라우드 컴퓨팅 구성을 통해 WSN에 인터페이스하고 일부 네트워크들의 부분들이 서브-넷들로서 실행될 수 있다.
센서들은 센서들의 범위 내의 영역에 어떤 것이 감지되었다는 지시 외에, 해당 지시가 어떤 것일 수 있는지를 평가하기 위해 이용될 수 있는 상세한 추가 정보를 제공하여 침입 감지 패널이 특정 센서로의 입력들의 광범위한 분석을 수행할 필요가 없다.
예를 들어, 움직임 감지기는 방에서 움직이는 온열 동체(warm body)가 사람의 것인지 애완동물의 것인지를 결정하기 위해 그 동체의 열 신호(heat signature)를 분석하도록 구성될 수 있다. 그 분석의 결과들은 감지된 동체에 관한 정보를 전달하는 메시지 또는 데이터일 것이다. 따라서 다양한 센서들은, 소리, 움직임, 진동, 압력, 열, 이미지들 등을, 적절한 조합으로 감지하는 데에 사용되어 침입 감지 패널에서 사실인 또는 검증된 경보 조건을 감지한다.
인식 소프트웨어는 인간인 물체들과 동물인 물체들을 구별하는 데에 사용될 수 있고; 또한 얼굴 인식 소프트웨어는 비디오 카메라들에 내장되어 경계 침입이 인식된, 허가된 개인의 결과였는지를 검증하는 데에 사용될 수 있다. 그러한 비디오 카메라들은, 프로세서 및 메모리를 포함하고, 카메라에 의한 입력들(캡처된 이미지들)을 처리하고 비디오 카메라에 의해 캡처된 개인의 인식 또는 인식의 부재에 관한 정보를 전달하는 메타데이터를 생성하는 인식 소프트웨어를 포함할 것이다. 그 처리는 또한 대안적으로 또는 추가적으로 비디오 카메라에 의해 캡처된/모니터링된 영역 내의 개인의 특성에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상황에 따라서는, 그 정보는 경계 침입의 특성들을 제공하는 센서로의 입력들에 대해 향상된 분석을 수행한 향상된 움직임 감지기들 및 비디오 카메라들로부터 수신된 메타데이터이거나 또는 물체의 인식을 수립하려고 하는 매우 복잡한 처리의 결과로 생기는 메타데이터일 것이다.
센서 디바이스들은 다수의 센서들을 통합하여 더 복잡한 출력들을 생성할 수 있고 이에 따라 침입 감지 패널은 그것의 처리 능력들을 이용하여 환경의 가상 이미지들 또는 신호들을 구축함으로써 환경을 분석하는 알고리즘들을 실행하여 위반의 타당성에 관한 지능적인 판단을 할 수 있다.
메모리는 침입 감지 패널의 프로세서에 의해 이용되는 프로그램 명령어들 및 데이터를 저장한다. 메모리는, 랜덤 액세스 메모리 및 판독 전용 메모리의 적절한 조합일 수 있고, 적절한 프로그램 명령어들(예를 들어, 펌웨어 또는 운영 소프트웨어), 및 구성 및 운영 데이터를 호스팅할 수 있고, 그렇지 않은 경우, 파일 시스템으로 조성될 수 있다. 저장된 프로그램 명령어는 하나 이상의 사용자를 인증하기 위한 하나 이상의 인증 프로세스를 포함할 수 있다. 패널의 메모리에 저장된 프로그램 명령어들은 네트워크 통신들 및 데이터 네트워크와의 연결들의 확립을 허용하는 소프트웨어 컴포넌트들을 더 저장할 수 있다. 소프트웨어 컴포넌트들은, 예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP) 스택뿐만 아니라, 인터페이스들 및 키패드를 포함하는, 다양한 인터페이스들에 대한 드라이버 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 연결의 확립 및 네트워크를 통한 통신에 적합한 다른 소프트웨어 컴포넌트들은 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.
메모리에 저장된 프로그램 명령어들은, 구성 데이터와 함께, 패널의 전체 동작을 제어할 수 있다.
모니터링 서버는 하나 이상의 처리 디바이스(예를 들어, 마이크로프로세서들), 네트워크 인터페이스 및 메모리(모두 예시되지 않음)를 포함한다. 모니터링 서버는 물리적으로 랙 장착형 카드의 형태를 취할 수 있고 하나 이상의 운영자 단말기들(도시 생략됨)와 통신할 수 있다. 예시적인 모니터링 서버는 SURGARD ™ SG-System III Virtual, 또는 유사한 시스템이다.
각각의 모니터링 서버의 프로세서는 각각의 모니터링 서버에 대한 컨트롤러의 역할을 하고, 각각의 서버와 통신하고, 그것의 전체 동작을 제어한다. 프로세서는 모니터링 서버의 전체 동작을 제어하는 프로세서 실행가능 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하거나, 또는 그러한 메모리와 통신할 수 있다. 적절한 소프트웨어는 각각의 모니터링 서버가 경보들을 수신하고 적절한 액션들이 발생하게 할 수 있다. 소프트웨어는 적합한 인터넷 프로토콜(IP) 스택 및 애플리케이션들/클라이언트들을 포함할 수 있다.
중앙 모니터링 스테이션의 각각의 모니터링 서버는 IP 주소 및 포트(들)와 연관될 수 있고 이것에 의해 각각의 모니터링 서버는 경보 이벤트들 등을 다루기 위해 제어 패널들 및/또는 사용자 디바이스들과 통신한다. 모니터링 서버 주소는 정적일 수 있고, 따라서 침입 감지 패널들에 대한 특정한 하나의 모니터링 서버를 항상 식별할 수 있다. 대안적으로, 동적인 주소들이 이용되고, 정적인 도메인명들과 연관되고, 도메인 도메인명 서비스를 통하여 해결될 수 있다.
네트워크 인터페이스 카드는 네트워크와 인터페이스하여 착신 신호들을 수신하고, 예를 들어 이더넷 네트워크 인터페이스 카드(NIC)의 형태를 취할 수 있다. 서버들은 컴퓨터들, 씬-클라이언트들(thin-clients), 또는 다른 유사한 것일 수 있고, 그것에 경보 이벤트를 나타내는 수신 데이터가 인간 운영자들에 의한 처리를 위해 전달된다. 모니터링 스테이션은 데이터베이스 엔진의 제어를 받는 데이터베이스를 포함하는 가입자 데이터베이스를 더 포함하거나, 또는 그 가입자 데이터베이스에 액세스할 수 있다. 이 데이터베이스는 모니터링 스테이션에 의해 서빙되는 패널과 같은 패널들에 대한 다양한 가입자 디바이스들/프로세스들에 대응하는 엔트리들을 포함할 수 있다.
본원에 설명된 프로세스들과 그들의 다양한 변형들(이하 "프로세스들"이라고도 지칭됨)의 전부 또는 부분은, 적어도 부분적으로, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉, 하나 이상의 유형의, 물리적 하드웨어 저장 디바이스들에 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품을 통해 유형으로 구현될 수 있고, 이들은 데이터 처리 장치, 예를 들어, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들에 의해 실행되거나, 그것의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터 및/또는 머신 판독 가능한 저장 디바이스들이다. 컴퓨터 프로그램은, 컴파일되거나 해석된 언어를 비롯한 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기입될 수 있고, 자립형 프로그램으로서, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 다른 유닛으로서 배치되는 것을 비롯하여 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서, 또는 네트워크에 의해 상호연결된 다수의 사이트들에 걸쳐 분산된, 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.
프로세스들을 구현하는 것과 관련된 액션들은 하나 이상의 프로그램가능 프로세서가 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하여 보정(calibration) 프로세스의 함수들을 수행하는 것에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들의 전부 또는 부분은 특수 목적 로직 회로, 예를 들어, FPGA(필드 프로그램가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(주문형 집적회로)로 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램을 실행하는 데에 적합한 프로세서로는, 예로서, 범용 및 전용 마이크로프로세서들, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 저장 영역 또는 랜덤 액세스 저장 영역 또는 양쪽 모두로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터(서버를 포함하는 것)의 구성요소들은 명령어들을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 저장 영역 디바이스를 포함한다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터를 저장하기 위한 대용량 저장 디바이스들, 예를 들어, 자기, 광자기, 또는 광 디스크들과 같은, 하나 이상의 머신 판독가능 저장 매체를 포함하거나, 또는 그로부터 데이터를 수신하거나, 그것에 데이터를 전송하거나, 또는 양쪽 모두를 수행하도록 작동가능하게 연결될 것이다.
컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는 데에 적합한 유형의, 물리적 하드웨어 저장 디바이스들은, 예로, 반도체 저장 영역 디바이스들, 예를 들어, EPROM, EEPROM, 및 플래시 저장 영역 디바이스들을 비롯한 모든 형태의 비휘발성 저장장치; 자기 디스크들, 예를 들어, 내부 하드 디스크들 또는 착탈형 디스크들; 광자기 디스크들; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들 및 휘발성 컴퓨터 메모리, 예를 들어, 정적 및 동적 RAM뿐만 아니라 소거가능 메모리, 예를 들어, 플래시 메모리와 같은 RAM을 포함한다.
또한, 도면들에 도시된 로직 흐름들은 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 도시된 특정한 순서, 또는 순차적인 순서를 요구하지 않는다. 또한, 다른 액션들이 제공될 수 있거나, 또는 설명된 흐름들로부터, 액션들이 제거될 수 있고, 다른 컴포넌트들이 설명된 시스템들에 추가되거나, 그로부터 제거될 수 있다. 마찬가지로, 도면들에 도시된 액션들은 상이한 개체들에 의해 수행되거나 또는 통합될 수 있다.
본원에 설명된 상이한 실시예들의 구성요소들을 조합하여 위에 구체적으로 제시되지 않은 다른 실시예들을 형성할 수 있다. 구성요소들은, 본원에 설명된 프로세스들, 컴퓨터 프로그램들, 웹 페이지들 등에 악영향을 주지 않고, 그것들에 남겨질 수 있다. 또한, 본원에서 설명된 기능들을 수행하기 위해 다양한 별개의 구성요소들을 하나 이상의 개별 구성요소로 조합할 수 있다.
본원에서 구체적으로 설명되지 않은 다른 구현예들도 이하의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (35)

  1. 컴퓨터 판독가능 하드웨어 저장 디바이스 상에 유형으로(tangibly) 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 네트워크 상의 한정된(constrained) 센서 디바이스들을 관리하기 위한 것이고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 프로세서로 하여금,
    상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 함수들을, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링함으로써,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 상기 한정된 센서 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들 또는 작업들의 동적 세트를 관리하게 하는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 실시간 운영 체제인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄 명령어들은 현재 실행되고 있지 않은 상기 함수들을 주기적으로 평가하여 이들 함수 중 임의의 함수가 실행 준비가 되었는지를 결정하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  4. 제1항에 있어서,
    보류 중인 함수에 데이터를 공급하는 것, 또는 스스로 중단한 함수에 대한 타이머 이벤트의 카운트 다운 중 어느 하나에 의해 함수가 실행 준비가 된 것을 결정하기 위해, 인터럽트가 사용되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  5. 제1항에 있어서,
    스택은 각각의 우선 순위에 따라 저장된 함수들을 갖고, 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 함수가 실행 준비가 된 것이 발견될 때, 오래된 함수를 RAM의 또 다른 장소에 우선 저장하지 않고, 상기 발견된 함수가 실행되고 그것의 데이터를 활성 함수 스택의 상단에 푸쉬(push)하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  6. 제5항에 있어서,
    새로운 함수가 실행을 완료하고 복귀할 때, 그것의 모든 스택 사용이 팝(pop)되고, 상기 오래된 함수가 실행을 재개하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  7. 방법으로서,
    하나 이상의 컴퓨터에 의해, 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 함수들을, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링함으로써,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 상기 한정된 센서 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들 또는 작업들의 동적 세트를 관리하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컴퓨터는 실시간 운영 체제를 실행하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    스케줄링은, 현재 실행되고 있지 않은 함수들을 주기적으로 평가하여, 이들 함수 중 임의의 함수가 실행 준비가 되었는지를 결정하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    보류 중인 함수에 데이터를 공급하는 것, 또는 스스로 중단한 함수에 대한 타이머 이벤트의 카운트 다운 중 어느 하나에 의해 함수가 실행 준비가 된 것을 결정하기 위해, 인터럽트가 사용되는, 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    스택은 각각의 우선 순위에 따라 저장된 함수들을 갖고;
    현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 함수가 실행 준비가 되었는지를 결정하는 단계;
    오래된 함수를 RAM의 또 다른 장소에 우선 저장하지 않고, 발견된 함수 데이터를 활성 함수 스택의 상단에 푸쉬함으로써, 상기 발견된 함수를 실행하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  12. 한정된 센서 디바이스로서,
    처리 디바이스(processing device);
    물리적 조건을 감지하기 위한 센서 소자 - 상기 센서 소자는 처리를 위한 데이터를 상기 처리 디바이스에 송신하고, 상기 처리 디바이스는 하나 이상의 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들을 상기 데이터에 적용함 - ; 및
    상기 프로세서 디바이스로 하여금,
    상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 함수들을, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링함으로써,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 상기 한정된 센서 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 상기 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를 관리하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 저장 디바이스를 포함하는, 한정된 센서 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 한정된 센서 디바이스들 상에서 실행하기 위한 실시간 운영 체제인, 한정된 센서 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    스택은 각각의 우선 순위에 따라 저장된 함수들을 갖고, 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 함수가 실행 준비가 된 것이 발견될 때, 오래된 함수를 RAM의 다른 장소에 우선 저장하지 않고, 상기 발견된 함수가 실행되고 그것의 데이터를 활성 함수 스택의 상단에 푸쉬하는, 한정된 센서 디바이스.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 한정된 디바이스는 감지 시스템에서 사용되는 다른 컴퓨팅 디바이스들, 센서들 등보다 실질적으로 적은 영구 및 휘발성 메모리를 갖는, 한정된 센서 디바이스.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 한정된 디바이스는, 약 1 메가바이트 미만의 플래시/영구 메모리 및 약 10 내지 20 킬로바이트 미만의 RAM/휘발성 메모리를 갖는 디바이스인, 한정된 센서 디바이스.
  17. 네트워킹된 감지 시스템으로서,
    센서들 및 컴퓨팅 디바이스들의 네트워크를 포함하고, 상기 네트워킹은:
    하나 이상의 한정된 센서 디바이스; 및
    하나 이상의 완전 기능 센서 디바이스를 포함하고,
    하나 이상의 한정된 센서 디바이스 각각은,
    제1 처리 디바이스;
    물리적 조건을 감지하기 위한 센서 소자 - 상기 센서 소자는 처리를 위한 데이터를 상기 제1 처리 디바이스에 송신하고, 상기 제1 처리 디바이스는, 하나 이상의 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수를 상기 데이터에 적용함 - ; 및
    프로세서 디바이스로 하여금,
    상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 함수들을, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링함으로써,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 상기 한정된 센서 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 상기 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를 관리하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 저장 디바이스를 포함하고;
    하나 이상의 완전 기능 센서 디바이스 각각은,
    상기 제1 처리 디바이스보다 큰 처리 능력을 갖는 상이한 타입의 제2 처리 디바이스;
    상기 상이한 타입의 제2 처리 디바이스에 결합된 상이한 제2 메모리; 및
    상기 네트워크에 상기 하나 이상의 한정된 센서 디바이스를 연결하기 위한 네트워크 연결을 포함하는, 네트워킹된 감지 시스템.
  18. 컴퓨터 판독가능 하드웨어 저장 디바이스 상에 유형으로 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 네트워크 상의 한정된 디바이스들을 관리하기 위한 것이고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 프로세서로 하여금,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를, 상기 한정된 디바이스 상에서 실행하기 위해 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링하게 하는 명령어들을 포함하고, 스케줄링하기 위한 상기 명령어들은,
    실행 준비가 된 특정 함수를 식별하고;
    상기 식별된 함수가 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 것인지를 결정하고;
    상기 현재 실행되고 있는 함수의 레지스터 값들을 랜덤 액세스 메모리에 저장하지 않고, 상기 식별된 함수를 실행하도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위한 실시간 운영 체제의 일부인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 스케줄 명령어들은, 상기 식별된 함수가 상기 현재 함수와 동일한 우선 순위의 것이고 상기 현재 함수가 데이터를 대기하면서 실행을 보류했을 때, 상기 식별된 함수가 실행되게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 한정된 디바이스를 위한 상기 실시간 운영 체제에 대한 모든 함수들 및 작업들을 위해 상기 프로세서의 단일 스택을 관리하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 식별된 함수가 실행 준비가 되었을 때, 상기 식별된 함수는 그것의 데이터를 스택에서 현재 실행되고 있는 함수의 위치의 상단에 푸쉬하기 때문에, 남아있는 함수들의 스택 함수들은 상기 프로세서의 상기 단일 스택 상의 제자리에 남아있는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 새로운 함수가 실행을 완료하고 복귀할 때, 그것의 모든 스택 사용이 팝되고, 상기 현재 실행되고 있는 함수는 실행을 재개하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 컴퓨터에 의해 구현되는 방법으로서,
    프로세서 디바이스에 의해, 로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들 또는 작업들의 동적 세트를 관리하는 단계;
    상기 프로세서 디바이스에 의해, 상기 한정된 디바이스 상에서 상기 함수들의 실행을, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링하는 단계를 포함하고, 스케줄링은,
    상기 프로세서 디바이스에 의해, 실행 준비가 된 특정 함수를 식별하는 것; 및
    상기 프로세서 디바이스에 의해, 상기 식별된 함수가 현재 실행되고 있는 함수와 동일한 또는 높은 우선 순위의 것일 때, 상기 현재 실행되고 있는 함수의 레지스터 값들을 RAM에 저장하지 않고, 상기 식별된 함수를 실행하는 것인, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 관리하는 단계는, 상기 컴퓨터에서 실행되는 실시간 운영 체제에 의해 수행되는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 스케줄 명령어들은, 상기 식별된 함수들이 상기 현재 함수와 동일한 우선 순위의 것이고 상기 현재 함수가 데이터를 대기하면서 실행을 보류했을 때, 상기 식별된 함수가 실행되게 하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    관리하는 단계는,
    상기 프로세서에 의해, 상기 한정된 디바이스를 위한 실시간 운영 체제에 대한 모든 함수들 및 작업들을 위해 상기 프로세서의 단일 스택을 관리하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 식별된 함수가 실행 준비가 되었을 때, 상기 식별된 함수는 그것의 데이터를 상기 현재 실행되고 있는 함수의 스택의 상단에 푸쉬하기 때문에, 남아있는 함수들의 스택 함수들은 상기 프로세서의 상기 단일 스택 상의 제자리에 남아있는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 새로운 함수가 실행을 완료하고 복귀할 때, 그것의 모든 스택 사용이 팝되고, 상기 현재 실행되고 있는 함수는 실행을 재개하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
  30. 한정된 센서 디바이스로서,
    처리 디바이스;
    물리적 조건을 감지하기 위한 센서 소자 - 상기 센서 소자는 처리를 위한 데이터를 상기 처리 디바이스에 송신하고, 상기 처리 디바이스는 하나 이상의 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들을 상기 데이터에 적용함 - ;
    네트워크 인터페이스;
    상기 프로세서 디바이스로 하여금,
    로딩된 이미지에 내장되는 것, 또는 한정된 디바이스의 정상 동작 동안 다운로드된 것 중 어느 하나인 사용자 정의된 독립적 실행가능 함수들의 동적 세트를, 상기 한정된 디바이스 상에서 실행하기 위해, 다른 함수들에 대한 상기 함수들의 가용도 및 우선 순위에 따라 스케줄링하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 저장 디바이스를 포함하고, 스케줄링하기 위한 상기 명령어들은:
    실행 준비가 된 특정 함수를 식별하고;
    상기 식별된 함수가 현재 실행되고 있는 함수보다 높은 우선 순위의 것인지를 결정하고;
    상기 현재 실행되고 있는 함수의 레지스터 값들을 랜덤 액세스 메모리에 저장하지 않고, 상기 식별된 함수를 실행하도록 구성되는, 한정된 센서 디바이스.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 한정된 센서 디바이스 상에서 실행하기 위해 실시간 운영 체제인, 한정된 센서 디바이스.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 스케줄 명령어들은, 상기 식별된 함수가 상기 현재 함수와 동일한 우선 순위의 것이고 상기 현재 함수가 데이터를 대기하면서 실행을 보류했을 때, 상기 식별된 함수가 실행되게 하는, 한정된 센서 디바이스.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 한정된 디바이스를 위한 상기 실시간 운영 체제의 모든 함수들 및 작업들을 위해 프로세서의 단일 스택을 관리하는 명령어들을 더 포함하는, 한정된 센서 디바이스.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 식별된 함수가 실행 준비가 되었을 때, 상기 식별된 함수는 그것의 데이터를 상기 스택의 현재 실행되고 있는 함수의 위치의 상단에 푸쉬하기 때문에, 남아있는 함수들의 스택 함수들은 상기 프로세서의 상기 단일 스택 상의 제자리에 남아있는, 한정된 센서 디바이스.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 새로운 함수가 실행을 완료하고 복귀할 때, 그것의 모든 스택 사용이 팝되고, 상기 현재 실행되고 있는 함수는 실행을 재개하는, 한정된 센서 디바이스.
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