실시간 임베디드 시스템 환경에서 RM 스케줄러를 이용한 태스크 수준의 메모리 결함 허용 기법 (Task-Level Memory Fault-Tolerance Technique Using an RM Scheduler on Real-Time Embedded Systems)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 46권 / 4호 / 757 ~ 766페이지
· 저자명 : 김범식, 양회석

초록

본 논문에서는 인공위성에서 사용되는 RTEMS/SPARC 환경에서 메모리에 발생하는 결함을 태스크 수준에서소프트웨어적으로 감내하는 기법을 구현하고 이를 보고한다. 일반적인 시스템에서 하드웨어적으로 감내 불가능한결함은 소프트웨어적으로도 처리하기 어려우므로 watchdog 타이머를 이용한 시스템 재부팅으로 처리한다. 이러한방식은 긴 기능 중단을 초래하여 안정중심 시스템의 실시간 운용성을 저해한다. 본 논문에서는 실시간성을 유지하며 결함을 감내하기 위하여 SPARC(Scalable Processor ARChitecture) 기반 프로세서에 이식된RTEMS(Real-Time Executive for Multiprocessor Systems) 운영체제의 RM(Rate-Monotonic) 스케줄러를 수정하고, 결함 주입, 결함 검출, 결함 정정 기법을 구현하여 태스크 수준에서 SRAM 메모리의 결함을 감내할 수 있음을 확인하였다. 또한, 비용분석을 위하여 구현기법에 따른 태스크의 최악실행시간과 CPU 이용률을 측정하고, 이를 분석하였다.

영어초록

In this paper, we implement and report a software-based technique that tolerates memory faults at task level in the RTEMS/SPARC environment used in satellites. Since it is not trivial for software to handle the uncorrectable faults by hardware, it is common to handle them by means of rebooting using a watchdog timer.
Such a rebooting approach causes suspensions of mission or functionality for a substantial amount of time, jeopardizing the real-time operation of the safety-critical system. In this work, we propose to tolerate memory faults in SRAM at task level by modifying the Rate-Monotonic (RM) scheduler of the RTEMS (Real-Time Executive for Multiprocessor Systems) operating system, ported to a SPARC(Scalable Processor ARChitecture)-based processor. We implemented fault injection, fault detection, and fault correction techniques in the RTEMS/SPARC environment. In addition, in order to show the cost effectiveness of the proposed implementation, the WCET (worst-case execution time) of the tasks and the CPU utilization have been measured and analyzed.

참고자료

· 없음