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스위칭이더넷에서 주기적 메시지에 대한 경성 실시간 통신을 위한 메시지 스케쥴링 알고리즘
Message Scheduling Algorithm for Hard Real-time Communications of Periodic Messages on a Switched Ethernet

김명균   (울산대학교 컴퓨터정보통신공학부UU0001014  ); 이희찬   (울산대학교 컴퓨터정보통신공학부UU0001014  );
  • 초록

    본 논문에서는 스위칭이더넷에서의 주기적 메시지에 대해 경성 실시간 통신을 위한 메시지 전송 모델을 제안하고, 각 메시지들을 마감시간 안에 전송하기 위한 메시지 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 알고리즘은 중앙노드 없이 동작하는 분산 알고리즘이고 스위치에 새로운 기능의 추가없이 송신자와 수신자 노드 사이에서 동작한다. 제안한 알고리즘은 새로운 주기적 메시지에 대한 전송요청이 오면 이미 스케쥴 되어 있는 주기적 메시지에 영향을 미치지 않고 송신 링크와 수신 링크에서 스케쥴링 가능한지 검사를 하고, 스케쥴링이 가능하면 전송 스케쥴을 생성한다. 본 논문에서 제안하는 스케쥴링 알고리즘은 스위칭이더넷에서 주기적 메시지에 대해 마감시간 내 전송을 보장하고, 새로운 메시지에 대한 동적인 추가가 용이하여 경성 실시간 시스템에서 유연한 메시지 전송 기법을 제공한다.


    This paper proposes a message transmission model for hard real-time communications of periodic messages on a switched Ethernet and also proposes an algorithm to schedule the messages to be transmitted within their deadlines. The proposed scheduling algorithm is a distributed one and is peformed by the source and the destination nodes without the modification of the operational features of the standard Ethernet switch. When a new periodic message needs to be transmitted, it is first checked whether it can be scheduled on both the transmission and the reception links without affecting the already-scheduled messages, and a feasible schedule is made for the new message if it is schedulable. The proposed scheduling algorithm guarantees the transmission of periodic messages within their deadline and allows flexible message transmission on a hard real-time switched Ethernet through the dynamic addition of new periodic messages during run-time.


  • 주제어

    실시간 통신 .   스위칭이더넷 .   메시지 스케쥴링 .   산업용 통신 .   실시간 시스템.  

  • 참고문헌 (11)

    1. G. C. Buttazzo, Hard real-time computing systems: Predictable scheduling algorithms and applications, 2nd ed., Springer, 2005 
    2. Y. Song, 'Time-constrained communication over switched Ethernet,' In Proc. FeT'01, pp. 138-143, 2001 
    3. J. Jasperneit and P. Neumann, 'Switched ethernet for factory communication,' 8th IEEE Int'l Conf. on Emerging Technologies and Factory Automation, Antibes, France, 2001 
    4. H. Hoang, et. al., 'Switched realtime ethernet with earliest deadline first scheduling-protocols and traffic handling,' In Proc. of Int'l Workshop on Parallel and Distributed Real-Time Systems, Fort Lauderdale, FL, USA, 2002 
    5. J. Koeser andg H. Haerti, 'Low-latency hard real-time communication over switched Ethernet,' In Proc. ECRTS, 2004 
    6. S. K. Kweon, K. G. Shin, and G. Workman, 'Achieving real-time communication over Ethernet with adaptive traffic shaping,' In Proc. IEEE Real-Time Technology and Applications Symposium, pp.90-100, 2000 
    7. A. Yiming and T. Eisaka, 'Support industrial hard real-time traffic with switched Ethernet,' In ICESS, 2005 
    8. P. Pedreiras, L. Almeida, and P. Gai, 'The FTT-Ethernet protocol: Merging flexibility, timeliness and efficiency,' In Proc. ECRTS, pp.134-142, 2002 
    9. Kopez H. and Ochsenreiter W.: Clock synchronization in distributed real-time systems. IEEE Tr. on Computers C-06, 8 (1987), pp.833-839. 13 
    10. IEEE: 1588 IEEE standard for a precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems. Tech. Rep., IEEE Instrumentation and measurement Society (2002) 
    11. Linux with high resolution POSIX timers: http://sourceforge.net/projects/high-res-timers 

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  • 이희찬 (0)

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