2019년 5월 2일
실시간 운영체제 안전성 평가
I. 태스크 수행 보장, 실시간 운영체제
가. 실시간 운영체제(RTOS)의 개념
- 최악의 상황에서 모든 태스크가 데드라인 이내에 실행 되어야하는 경성 실시간 특성 보장 실시간 운영체제
나. 국내 실시간 운영체제 적용 현황
| VRTX | – 기억장치 관리/입출력 시 빠른 스케줄링 제공 |
| QNX | – 프로세서 간 메시지 전송, 스케줄링 담당 |
| pCOS2 | – 진단 기능이 응용프로그램보다 낮은 우선순위 |
II. 커널의 안전 기능 (Safety Function)
가. 커널 안전 기능 분류
| [커널 안전 기능] S/W 설계품질, 결정적 성능, 커널 기능, 태스크 설계, 메모리/자원 관리, 오류 처리, 통신 설계 및 성능 |
나. 커널 안전 기능
| 안전 기능 | 핵심 기능 | 설명 |
|---|---|---|
| S/W 품질 | V&V (확인, 검증) | – 개발 생명주기 단계 별 확인 및 검증 수행 |
| 결정적 성능 | 예측치 설정 | – 실행 시간 제한치 만족 – 태스크 실행 시간 만족 |
| 커널 기능 | 높은 예측성 | – 각 사이클 내 완료 보장 – 우선순위 역전 현상 유의 |
| 태스크 설계 | 최대 용량 예측 | – 각 단계 데드라인 만족 보장 – 최대 용량 예측, 여유도 확보 |
| 메모리 관리 | 자원 관리 | – 메모리와 자원 관리 기능 – 자원 접근 시 제한치 생성 |
| 오류 처리 | 연속 감시 | – 연속 감시 장치 기능 구현 – 체크섬,워치독,타이머등 기능 |
| 통신 설계/성능 | 상태기반 설계 | – 스케줄링 포함 결정적 통신 수행 되도록 설계 필요 |
III. 커널의 안전 기능 시험 대상 및 항목
| 시험대상 | 시험 항목 | 설명 |
|---|---|---|
| 시스템 보호 | Unit, Object 보호 | – Kernel 영역 보호 및 System 관리, 보안 영역 유지 기능 |
| 스케줄링 | 작업 우선순위 | – Hard/Firm/Soft Real-time – RTOS 시간 우선순위 관리 |
| 우선순위 스케줄링 | – Semaphore나 Mutual Exclusion 기능 의해 우선순위 역전 여부 | |
| 우선순위 올림 잠금 | – 우선순위 역전 시 올림 기능 및 해당 기능 잠금 | |
| 입장 대기열 정책 | – 작업 queuing 정책 및 스케줄 정책 | |
| 동적 우선순위 | – 우선순위 변경 및 작업 처리 기능 지원 여부 | |
| 제어 | 선제적 중단 | – Time critical 작업 처리 위해 동작 중인 프로세스 kill 지원 |
| 동기화 작업 제어 | – 작업 할당 및 회수를 동기화하여 수행하는지 테스트 |
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