Earticle

신뢰적 브로드캐스팅 기법은 네트워크 전체에 동일한 메시지를 신뢰적으로 전달하는 효율적인 방식이다. 하지만, 송신 노드에게 모든 수신 노드들이 피드백 메시지를 동시에 전달하기 때문에 잘 알려진 피드백 충돌 (Feedback Implosion) 혹은 브로드캐스트 폭증 (Broadcast Storm)의 문제를 발생시킨다. 이러한 문제는 노드의 개수가 많아질수록 더욱더 네트워크에 커다란 문제를 야기한다. USN (Ubiquitous Sensor Network)에서는 노드들 간에 더욱더 많은 경쟁과 충돌, 그로인하여 더욱더 많은 전력소모를 일으킨다. 본 논문에서는 링크계층에서의 신뢰적 브로드캐스팅 방법을 제안하고 지연을 이용한 신뢰적 브로드캐스팅 (DRB: Delayed Reliable Broadcast)라 명명한다. 제안된 DRB 방식은 불필요한 충돌이나 전력소모가 없도록 불필요한 피드백 개수를 효율적으로 줄인다. 성능평가를 통해 제안된 DRB 방식이 네트워크에 신뢰적으로 전달하면서 동시에 불필요한 피드백의 개수를 줄이는 것을 증명할 수 있었다.

Reliable broadcasting is an efficient methodology to deliver the same message reliably throughout the network. However, reliable broadcast intrinsically entails the well-known problem of feedback implosion or broadcasting storm since it is possible that every receiver node sends their feedback simultaneously to their transmitter. This problem is exacerbated as the number of receiver nodes increases. In the domain of USN (Ubiquitous Sensor Network), this problem results in more contention, collisions, and thus more power consumption. In this paper, we propose a link-layer reliable broadcasting scheme referred to as delayed reliable broadcast (DRB) algorithm. The proposed DRB scheme efficiently reduces a number of redundant feedbacks which equally avoids the unnecessary collisions and power consumption in the uPAN networks. Performance evaluation shows that our proposed DRB scheme effectively reduces the unnecessary feedback while providing successful reliability in the network.

최근 정보화의 급성장과 더불어 데이터베이스의 이용이 급속히 증가하고 있으며, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 도입되면서 데이터베이스는 단순히 데이터를 저장하는 기능뿐만 아니라 실시간 데이터를 감시하여 사용자에게 전달하는 부가 기능이 요구되고 있다. 이를 위해 데이터의 변화를 이벤트화하는 트리거 기능을 데이터베이스 관리 시스템이 제공해 주고 있으나, 트리거는 외부 응용과 상호작용하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 확장 저장프로시저를 이용하여 원격 데이터베이스의 이벤트를 실시간적으로 감시하고 이를 표준 인터페이스로 분산 서버에서 받아 다수의 다른 응용에게 전달하는 실시간 데이터 분산 서비스 모델을 제시하고, 이 모델을 이용하여 데이터베이스에서 발생하는 이벤트를 실시간으로 감시하고, 이벤트 데이터를 XML 메시지 형태로 서버에 전달하여 다수의 응용 서비스에게 데이터를 메시지로 제공하는 실시간 데이터 분산 시스템을 설계한다. 실시간 데이터 분산 시스템은 데이터베이스 테이블의 이벤트를 트리거를 이용하여 감지하고 데이터를 필터링하여 등록된 응용 서비스로 분산 처리한다. 이를 통하여 센서 네트워크와 같이 다양한 원천으로부터 생성되는 실시간 데이터를 지속적으로 감시하여, 신속하게 다양한 응용 서비스에 제공할 수 있다.

Recently the use of database is increasing quickly with the rapid growth of information industry. It needs not only the delivering and monitoring function of real-time data but also the storing function of data in ubiquitous computing environments. To support these function we use the trigger function of database management system, but this function has the difficulty problem of interaction of outside application programs. Accordingly this paper present a delivering method of event data message using the expansion storing procedure for solving this problem. And we design the real-time data distributing system using the proposed method for monitoring of the database table and delivering of data to users. This system is aware of the event of database tables and provides the filtering function and the distributing function according to the registrated application services. Consequently, we monitor a real-time data that collected from sensor network, it will be able to provide various ubiquitous application services with the real-time data quickly.

현재의 인터넷에서 경로 장애가 자주 발생한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 높은 신뢰성을 요하는 응용 프로그램은 점점 많이 나오고 있지만 인터넷은 요구되는 수준의 신뢰성을 제공하지 못한다. 경로 장애 발생시 그 영향을 응용 프로그램에게는 최대한 감추고 종단간의 신뢰성을 개선하려는 여러 가지 방안들이 제시되었지만 그러한 방식들은 단일 경로 방식이어서 장애 경로를 감지하고 새로 찾은 길로 패킷을 전송시킬 때까지 패킷들을 연이어 잃어버리게 된다. 이에 반해 선제 다중 경로 라우팅 방식은 동작하는 경로로 패킷을 전송함으로 연이은 패킷 손실을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 단일 경로 라우팅 방식과 비교하기 위하여 오버레이 네트워크에서 동작하는 다중 경로 라우팅 프로그램을 리눅스 상에서 구현하고 PlanetLab에서 실험하였다. 또한 다중 경로 라우팅 방식의 평가를 위해서는 기존의 성능 메트릭이 부적합함을 지적하고 연이어 잃어버리는 패킷의 수를 새로운 성능 메트릭으로 사용할 것을 제안한다. 실험 결과는 새로운 성능 메트릭으로 신뢰성을 측정했을 때 다중 경로 라우팅이 물리적 경로의 독립성 보장 없이도 많은 효과가 있음을 보여준다.

While emerging applications require high reliability, the current Internet does not provide such levels of reliability: it is reported that path disruptions occur frequently in the current Internet. Thus far there have been several studies to attempt to mask path failures and to improve end-to-end reliability. A common feature of the approaches is that they take a reactive single path approach, which cannot avoid a burst of packet losses while detecting path failures and trying to switch to another path. Proactive multipath routing approaches can reduce bursts of packet losses by still allowing some packets to be delivered to the destination. To evaluate the effectiveness of proactive multipath routing, we implement an multipath overlay routing for Linux and perform experiments in PlanetLab. Also we propose a new performance metric for reliability of routing schemes. Experimental results show that compared to single path routing, proactive multipath routing can improve reliability even when independency of physical paths in overlay networks are not guaranteed.

본 논문에서는 다이나믹 CMOS logic 회로를 이용한 위상/주파수 검출기의 duty ratio 제약 사항을 없애주는 구조를 제안하였다. 기존의 3-state 위상/주파수 검출기는 트랜지스터(transistor)의 개수가 많고, 회로의 지연 시간이 길기 때문에 그로 인한 dead-zone이 넓다. 따라서 3-state 위상/주파수 검출기를 이용한 위상동기루프는 높은 동작 주파수에서 동작하는데 적합하지 않다. 이러한 dead-zone의 단점을 해결하기 위해서 제안되어지고 있는 다이나믹 CMOS logic 회로를 이용한 위상/주파수 검출기는 기준 신호와 VCO(voltage Controlled Oscillator) 출력 신호의 duty ratio가 같아야 한다는 제약 사항이 있다. 따라서 본 논문에서는 [6]의 위상/주파수 검출기의 출력 신호 up 과 기준 신호를, down과 VCO 출력 신호를 각각AND 연산함으로써 duty ratio의 제약 사항을 없애 주었다. 본 논문에서 제안된 위상/주파수 검출기를 SPICE로 실험한 결과, duty ratio에 상관 없이 [6]의 위상/주파수 검출기와 차이가 없는 결과를 얻었다.

This thesis proposes the PFD (Phase/Frequency Detector) that uses the dynamic CMOS logic circuit without the restriction of duty ratio. The conventional 3-state PFD with the large dead-zone consists of many transistors and has the long delay time, so it is not adequate for the PLL (Phase-Locked Loop) with the high frequency operation. For solving these demerits of the conventional 3-state PFD, the PFD that uses the dynamic CMOS logic circuit has the restriction of the duty ratio, which is that the duty ratio of the reference signal must be the same as the duty ratio of the VCO(voltage Controlled Oscillator) output signal. The proposed PFD architecture in this thesis present that it has almost the same performance as the PFD[6] and has no restriction of duty ratio using a SPICE simulation.

현재 차량 내 네트워크에서 주로 쓰이는 CAN 프로토콜은 네트워크 내에 다수의 노드가 연결되어 동작하는 경우 우선순위가 낮은 메시지의 전송지연이 심각하게 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 제어 방법들이 제안되어 시험되고 있는데, 본 논문에서는 동적 ID 할당 기법을 연료전지 하이브리드 자동차 네트워크 시스템에 적용하여 각 장치들 간의 메시지 전송 지연문제를 해결 하며, 또한 이로 인해 발생하는 차량 내 네트워크 시스템의 수행 주기 변화의 문제점을 샘플링 주기 결정 기법을 이용하여 효율적으로 해결하였다.

To improve efficiency of inter-module communication in vehicle, a new CAN-based control system and scheduling algorithm which uses dynamic ID allocation and sampling period decision method is proposed. Experiments are conducted to evaluate the properties of the proposed system using a hardware simulator.

본 논문에서는 모션센서를 이용하여 인체의 움직임을 기록하는 방법을 제안한다. 모션캡쳐 시스템은 일반적으로 고품질의 영상을 얻기 위하여 광학시스템을 사용하고 있다. 광학식 시스템은 비용이 많이 들고, 광학정보인 모션데이터를 정확한 움직임 데이터로 전환하기 위해 데이터를 수정하는 후작업이 많이 필요된다. 이와 같은 단점을 개선하기 위해 여러 가지 정보를 제공하는 3D 모션센서를 활용하여 인체의 상대적인 위치값을 계산하고, 이를 토대로 인간의 움직임을 기록할 수 있도록 하는 방법은 제안한다. 3D 모션센서에서 출력되는 삼축 각속도를 이용하고, 계산과정을 통해 실제 모션데이터로 출력될 수 있는 위치값으로 변화시킨다. 변환된 데이터를 이용할 경우 기존 모션 소프트웨어에서 움직임 값이 기록되는 것을 확인할 수 있었다.

This paper introduces a technique for writing human motion with a 3D motion sensor. Most Motion capture systems use optical method because of the quality of a motion data. The optical method needs much cost for getting capture system and time fot correcting data. For solving the problem, this technique calculate the relative location data on the basis of axis and angular velocity in 3D motion sensor. This paper shows the result of converting motion sensor data intto a motion data and operating in motion capture software.

현재 사용되는 TCP는 패킷의 순서가 바뀌어 수신되는 현상이 심하게 발생할 때 시간당 처리량이 극히 저하되는 문제를 갖고 있다. 이 성능 저하 문제는 다중 경로 라우팅 방식의 실제 활용에 가장 큰 장애 되어 왔을 뿐 아니라 근본적으로 패킷 순서 뒤바뀜 현상이 많이 발생할 수밖에 없는 무선통신 분야에서도 중대한 문제가 되므로 그간 여러 가지 해결책들이 제안되어왔다. 그 중 TCP-PR은 중복ACK을 사용하지 않고 오직 타이머에만 의지하여 패킷의 손실을 판단하는 독특한 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 TCP-PR을 리눅스에서 구현하여 기존의 시간당 처리량 측면에서의 성능 개선 효과를 검증하고 송신 및 수신 버퍼 크기와 라우터 큐의 크기가 시간당 처리량에 미치는 영향에 대해 조사한다.

Traditional TCP implementations suffer from performance degradation in the presence of severe packet reordering. Since packet reordering is a prevalent phenomenon under multipath routing or in wireless networks, several solutions have been proposed. One of the proposed TCP variants, TCP-PR, has a unique feature that it does not use duplicate acknowledgements and only uses timers to detect packet losses. In this study we verify performance enhancement through TCP-PR implementation in Linux and investigate the impact of sender's buffer size, receiver's buffer size and queue size on throughput.

본 논문에서는 방송서버에서 데이터 입출력 처리 속도를 향상시키기 위한 반도체 디스크의 구조를 설계 및 개발하였으며, 개발한 반도체 디스크의 입출력 트래픽 처리성능을 분석하기 위하여 가상의 방송서버에 SCSI 하드디스크와 반도체 디스크를 장착하고 데이터 입출력 처리성능을 측정하는 프로그램을 이용하여 트래픽 처리성능을 비교 평가하였다. 본 논문의 시험 및 분석결과에 의하면, 개발한 반도체 디스크는 기존의 SCSI 하드디스크에 비하여 초당 I/O 처리 능력에서 약 111배 더 빠르게 처리함을 알 수 있으며, 디스크에서 seek read/write 시간은 약 24배 더 빠르게 처리함을 알 수 있었으며, 또한 서버에서 동시 접속 가입자 처리능력은 동일 시스템 조건에서 약 15배 이상 더 많이 처리할 수 있음을 볼 수 있었다.

I/O system, especially, disk memory systems are the most important aspect in traffic processing performance of the internet broadcasting server system. In this paper, we proposed solid state disk memory structure which is performs high speed data I/O processing in internet broadcasting server system. we design and development of solid state disk memory system with FPGA chip technology. And we performs test and evaluate of the performance for solid state disk memory. The result of comparison of performance test for solid state disk memory and existing SCSI hard disk, is as fellows. I/O processing capability is 111 times higher than SCSI Hard disk system. and disk seek read/write time is 24 times higher than that of SCSI hard disk memory. and concurrent connected user processing capability is 15 times higher than that of SCSI hard disk memory.

본 논문은 스케일-스페이스 필터링 기법을 활용한 홍채 인식에 사용할 수 있는 홍채 특징 추출 방법을 소개한다. 추출된 특징을 이용한 홍채 코드는 신뢰성 있는 실시간 홍채 인식 시스템에 활용할 수 있을 것이다. 홍채 추출 알고리즘은 우선 홍채 부분만을 영상에서 분리하고 중심과 반경을 구한 후 불필요한 부분을 다시 제거한다. 얻어진 홍채 영상은 극좌표 영상으로 변환하고 스케일 스페이스 필터링을 한다. 필터링된 영상으로부터 추출된 섬세한 특징은 홍채 코드로서 만들어진다. 제시한 알고리즘의 입증을 위하여 10명의 양쪽 눈, 즉, 20개의 홍채를 대상으로 각 10장씩 200개의 홍채 영상을 대상으로 실험을 하였다. 실험 결과는 제시한 특징추출 방법이 매우 효과적임을 보여준다.

In this paper, we introduce a new technology to extract the unique features from an iris image, which uses scale-space filtering. Resulting iris code can be used to develop a system for rapid and automatic human identification with high reliability and confidence levels. First, an iris part is separated from the whole image and the radius and center of the iris are evaluated. Next, the regions that have a high possibility of being noise are discriminated and the features presented in the highly detailed pattern are then extracted. In order to conserve the original signal while minimizing the effect of noise, scale-space filtering is applied. Experiments are performed using a set of 200 iris images taken from 20 different irises. Test results show that the iris feature patterns of different persons are clearly discriminated from those of the same person.

DCT는 효율적인 에너지의 집중과 공간적 중복성을 제거하는 장점을 가지고 있어 영상압축 또는 비디오 신호처리등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 하지만 DCT는 많은 연산량의 문제를 가지고 있다. Loeffler에 의해 제안된 1차원 8-point DCT는 최소 11개의 곱셈과 29개의 덧셈을 이용하여 DCT 계수를 얻게 된다. 정수형 binDCT는 시스템의 복잡도를 증가시키는 곱셈 연산을 리프팅 구조를 이용해 덧셈과 지연으로 전환하여 DCT 계수를 구하게 되고 실수형 계수를 정수형의 계수로 바꾸어서 처리함으로써 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다. DCT를 이용한 스케일러블 영상압축 알고리즘은 EZW[6], SPIHT와 같이 원하는 비트율까지 압축을 수행하게 되는데 다해상도 변환을 사용하는 경우에 비해 복잡도가 낮으면서도 높은 성능의 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.

The DCT has merit such effects of energy compression and removing redundancy that we found wide applications in image compression and video signal processing and other field. But DCT has high complexity. The theoretical lower bound on the number of multiplications required for the 1-D 8-pont DCT by loeffler has been proven to be 11 multiplications and 29 additions. The integer binDCT exchanges multiplication with addition and delay by using lifting scheme. Also, the integer binDCT reduce the complexity of the system by processing of exchanging floating point coefficients with integer coefficients. The scalable image compression using integer DCT accomplishes the compression on variable bit rate similar to EZW and SPIHT. It has the merit of lower complexity and higher performance than using multi-resolution transform.

DCT는 효율적인 에너지의 집중과 공간적 중복성을 제거하는 장점을 가지고 있어 영상압축 또는 비디오 신호처리등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 하지만 DCT는 많은 연산량의 문제를 가지고 있다. Loeffler에 의해 제안된 1차원 8-point DCT는 최소 11개의 곱셈과 29개의 덧셈을 이용하여 DCT 계수를 얻게 된다. 정수형 binDCT는 시스템의 복잡도를 증가시키는 곱셈 연산을 리프팅 구조를 이용해 덧셈과 지연으로 전환하여 DCT 계수를 구하게 되고 실수형 계수를 정수형의 계수로 바꾸어서 처리함으로써 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다. DCT를 이용한 스케일러블 영상압축 알고리즘은 EZW[6], SPIHT와 같이 원하는 비트율까지 압축을 수행하게 되는데 다해상도 변환을 사용하는 경우에 비해 복잡도가 낮으면서도 높은 성능의 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.

The DCT has merit such effects of energy compression and removing redundancy that we found wide applications in image compression and video signal processing and other field. But DCT has high complexity. The theoretical lower bound on the number of multiplications required for the 1-D 8-pont DCT by loeffler has been proven to be 11 multiplications and 29 additions. The integer binDCT exchanges multiplication with addition and delay by using lifting scheme. Also, the integer binDCT reduce the complexity of the system by processing of exchanging floating point coefficients with integer coefficients. The scalable image compression using integer DCT accomplishes the compression on variable bit rate similar to EZW and SPIHT. It has the merit of lower complexity and higher performance than using multi-resolution transform.

가상 개발 환경은 시뮬레이션으로 동작하는 대상 하드웨어를 제공함으로써 소프트웨어 개발자로 하여금 실제 하드웨어 없이 임베디드 소프트웨어를 개발할 수 있도록 한다. 본 논문은 임베디드 시스템을 위한 가상 개발 환경의 구현에 대해 다룬다. 개발된 환경은 ARM 사의 ARM 하드웨어 시뮬레이션 환경인 ARMulator를 기반으로 구축되었다. 기존 ARMulator 환경에 다양한 하드웨어 IP 모듈을 추가하고 추가된 모듈의 동작을 개발자에게 보여주기 위한 주변장치 및 뷰어 프로그램을 제작하여 휴대형 단말장치를 위한 가상 개발 환경을 구축하였다. 구축된 가상 개발 환경에 실시간 운영체제인 uC/OS-II를 이식하여 uC/OS-II 기반의 다중-타스크 개발 환경으로 확장하였다. 개발된 환경 기능 및 동작은 각 모듈별 검사 프로그램과 uC/OS-II API를 사용한 3-타스크 응용 프로그램을 이용하여 검증되었다. 논문의 가상 개발 환경은 다른 가상 개발 환경에 비하여 그 구축 비용이 매우 저렴하며 개발자의 요구에 따라 쉽게 환경을 변경시킬 수 있다.

Virtual development environment enables software developers to develop an embedded software without real hardware by providing simulated target hardware. This paper deals with an implementation of a virtual development environment for embedded system. The developed environment is based on ARM’s ARMulator that is an ARM-based hardware simulation environment. We constructed the environment that supports hand-held terminal equipments by adding various hardware IP modules to the existing ARMulator environment, and implementing peripheral models and viewer programs to trace the behaviors of the added modules. By porting a real-time operating system uC/OS-II on the implemented environment, the environment is extended to uC/OS-II-based multi-task application software development environment. The operation of the developed environment was verified with test programs for each module and a three-task test program programmed with uC/OS-II APIs. Compared to other environments, its construction cost is very low and the environment can be easily modified according to an engineer’s needs.