최근 항공기, 자동차 등을 포함한 임베디드 시스템에서는 다양한 전자장치들이 등장함에 따라 이들을 제어하기 위한 소프트웨어의 수 또한 급속도로 증가 하였다. 각기 다른 기관에서 독자적으로 개발된 어플리케이션들은 임베디드 시스템에서 크기, 무게, 전원 등의 요구사항 증가를 이유로 단일 컴퓨팅 보드에서 실행되는 것이 바람직하다. 이러한 환경에서 소프트웨어들의 실시간 요구사항을 만족시키고 각 소프트웨어들의 안정성을 보장하기 위하여 파티셔닝이라는 개념이 제안되었다. 파티셔닝은 하나의 물리 시스템에서 자원을 시간적 공간적으로 분할하여 응용 소프트웨어 간에 배제적인 실행환경을 제공할 수 있다. 가상화 기술은 하나의 컴퓨팅 노드에 여러 개의 가상 머신을 제공하며, 각각의 가상 머신은 I/O 컨트롤러, 프로세서, 메모리 등 하드웨어의 에뮬레이션을 통하여 별도의 운영체제와 응용 프로세스를 실행시킬 수 있다. 따라서 각 파티션은 하나의 가상머신으로 구현 가능하다. 하지만 가상화 기술은 높은 오버헤드를 야기한다. 반면에 운영체제 수준의 파티셔닝은 오버헤드를 낮출 수 있지만 다양한 소프트웨어 플랫폼을 지원할 수 없다. 본 논문에서는 이 둘의 장점을 취하기 위해서 가상화 파티션과 비가상화 파티션을 지원하기 위한 리눅스 기반의 계층적 스케줄러 구조를 제안한다. 또한 개발된 시스템의 유용성을 보이기 위하여 차량용 인포테인먼트 시스템의 사례연구를 보인다.
These days, as many electronic devices for embedded systems, such as aircraft and automobiles, are introduced, the number of software applications is dramatically increased. Various applications that developed by different organizations independently are desirable to run on a single computing device because of SWaP(Size, Weight and Power) issues. In order to satisfy real-time requirements and to guarantee stability on such environment, the partitioning concept has been suggested. The partitioning can provide temporal and spatial isolation between applications on a single physical device. The virtualization technology provides multiple virtual machines, which can run operating system and application processes over emulated hardware such as processor, memory, and I/O controller, on a single device. Thus each virtual machine can be considered as a partition. However, this induces high overheads. On the contrary, kernel-level partitioning can lower the overheads but cannot support different software platforms. To take advantages of both implementation methodologies, we suggest a design of hierarchical scheduler that can support virtualized partitions and non-virtualized partitions. We also show a case study for automotive infortainment system.
