리눅스 사용자 영역에 실시간성 제공을 위한 미들웨어

Abstract

리눅스는 범용 운영체제로 스케줄링 특성 상 실시간성을 제공할 수 없는 단점이 있으며, 이를 해결하기 위해 RTiK-Linux을 통해 커널 영역에 실시간성을 지원했다. 하지만 RTiK-Linux 개발 초기 단계로 사용자 영역을 지원하지 않아 실시간성을 요구하는 응용프로그램 개발에 어려움이 있다. 본 논문에서는 RTiK-Linux를 개선하여 사용자 영역에 실시간성을 제공하는 RTiK미들웨어를 설계 및 구현한다. RTiK 미들웨어는 응용 프로그램에서 프로세스 정보와 요청 주기 등록한 뒤, 시그널을 통해 요청한 주기에 따라 사용자 영역에 API를 통해 실시간성을 제공한다. 구현한 RTiK미들웨어의 성능 검증 및 평가를 위해 RDTSC 명령어를 사용하여 생성된 실시간 쓰레드의 주기를 측정하였고, 유저 영역의 1ms 주기에서 오차 범위 내에서 정상 동작함을 확인하였다. Linux it self does not support real-time. To solve this problem RTiK-Linux was designed to support real-time in the kernel space. However, since the user space does not support real-time, it is not easy to develop application. In this paper, we designed and implemented a RTiK-middleware to support real-time in the user space. RTiK-middleware provides real-time scheduling for user space through signal request period after to register process information with request period using apis on application. To evaluate the performance of the proposed RTiK-middleware, we measured the periods of generated real-time threads using RDTSC instructions, and verified that RTiK-middleware operates correctly within the error ranges of 1ms.