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 기능핵심 기능설명
S/W 품질V&V
(확인, 검증)
– 개발 생명주기 단계 별
확인 및 검증 수행
결정적 성능예측치 설정– 실행 시간 제한치 만족
– 태스크 실행 시간 만족
커널 기능높은 예측성– 각 사이클 내 완료 보장
– 우선순위 역전 현상 유의
태스크 설계최대 용량 예측– 각 단계 데드라인 만족 보장
– 최대 용량 예측, 여유도 확보
메모리 관리자원 관리– 메모리와 자원 관리 기능
– 자원 접근 시 제한치 생성
오류 처리연속 감시– 연속 감시 장치 기능 구현
– 체크섬,워치독,타이머등 기능
통신 설계/성능상태기반 설계– 스케줄링 포함 결정적 통신 수행 되도록 설계 필요

 

III. 커널의 안전 기능 시험 대상 및 항목

시험대상시험 항목설명
시스템 보호Unit, Object 보호– Kernel 영역 보호 및 System 관리, 보안 영역 유지 기능
스케줄링작업 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
제어선제적 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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