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안전 필수 실시간 시스템의 안전성 향상을 위한 시간 구동 구조로의 개선 사례 연구

Title
안전 필수 실시간 시스템의 안전성 향상을 위한 시간 구동 구조로의 개선 사례 연구
Other Titles
Refactoring of Safety-Critical Real-Time System to the Time-Triggered for Safety Enhancement
Authors
김희진
Issue Date
2012
Department/Major
대학원 컴퓨터공학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
박상수
Abstract
안전 필수 실시간 시스템은 비행기나 의료 장비와 같이 시스템의 오류가 사람에게 치명적인 원인이 될 수 있는 시스템을 말한다. 안전 필수 실시간 시스템은 어떠한 조건 하에서도 시스템 고유의 기능을 안정적으로 수행할 수 있어야 하기 때문에 어떠한 시스템보다도 그 설계와 분석, 평가가 중요시 된다. 실시간 시스템의 설계 구조는 크게 이벤트 구동 구조와 시간 구동 구조로 나뉜다. 각 구조는 서로 다른 장단점을 가지고 있으며, 이 중 안전 필수 실시간 시스템에 적합한 장점을 가지고 있는 설계 방식은 시간 구동 구조이다. 시간 구동 구조 시스템은 어떤 시점에 처리할 일을 미리 정하고 이를 주기적으로 수행하도록 설계되기 때문에, 시스템 예측이 가능하며 안전성을 위한 시스템 분석 및 평가가 용이하다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서는 이벤트 구동 구조로 구현된 안전 필수 실시간 시스템의 구조를 안전성 향상을 위해 시간 구동 구조로 개선한 사례 연구를 기술하였다. 의료 장비 중 하나인 인공심장 H-VAD 의 시스템 태스크들을 분석하고 이를 기반으로 시간 구동 구조로 변경하는 과정을 기술하였으며, 변경 후 분석과 실험을 통해 이 연구가 H-VAD시스템의 안전성을 높여주면서 기존 시스템의 동작은 동일하게 유지시켰음을 확인하였다.;Safety-critical real-time systems are systems like aircraft or medical equipment which the failures of the system could result in fatal accidents involving the loss of life. Since the safety-critical real time systems have to operate reliably in any circumstances, for more than any other system, the design, analysis and strict evaluation of the system are very important. There are two architectures for real-time systems: Event-triggered and Time-triggered. Each architecture has different strengths and weaknesses. Among them, the most suitable architecture for the safety-critical real-time systems is the time-triggered. This architecture is designed to perform the works regularly at a predetermined time, making it possible to predict the system behaviors. It makes it easy to analyze and evaluate the system for the safety assessment. This paper is a case study for enhancing the safety in the safety-critical real-time systems by revising the system design to the time-triggered architecture. The process of changing the system architecture in an artificial heart H-VAD, one of medical equipments, from the event-triggered to the time-triggered is described. Experiment shows that this refactoring enhanced system safety within maintaining its functions well.
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