최신 ECU보드를 활용하여 소프트에러들을 실시간 복구하는 기법

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 컴퓨터공학부, 2020. 8. 이창건.This dissertation presents the fault-tolerant real-time scheduling using dynamic mode switch support of modern ECU hardware. This dissertation first describes the optimal capacity of the Periodic Resource which contains harmonic periodic task set using the exact time supply function.We show that the optimal capacity can be represented as sum of the each individual utilization of the task in the harmonic periodic task set for both normal state(i.e. no faults) and faulty state. Then, this dissertation proposes non-critical task overlapping technique by only using the idle time intervals of the Periodic Resource in order to overlap the non-critical tasks which ensures no additional capacity increase. Finally, this dissertation proposes the basic form of the Periodic Resources in order to efficiently use the dynamic mode switch support. Next, we also proposes the bin-packing heuristic algorithm that considers both making sub-taskset as a one Periodic Resource and Periodic Resource wide bin-packing which has the pseudo-polynomial time complexity. Experimental results show that the proposed algorithm performs better than the traditional partitioned fixed-priority scheduling approach and partitioned mixed-criticality scheduling approach. Also, the achievement is made up to 18% in terms of the total needed cores compared to traditional partitioned fixed-priority approach for making the given input task set schedulable.본 논문에서는 효율적인 재구성가능 시스템 사용을 위한 계층기반 실시간 결함 감내 스케줄링 기법을 제안한다. 본 연구는 주기 자원 모델을 기반으로, 최적 주기 자원 서버의 용량을 주기 자원 모델이 가지는 실시간 주기 태스크 셋의 유틸라이제이션의 합으로 제시한다. 본 논문은 해당 최적 서버 용량을 시스템이 정상 동작할때와 오동작 할때 모두에 대해서 제시한다. 다음으로, 비중요 태스크 셋들을 중요 주기 자원 서버의 여분 공백 시간을 활용해 서버 용량의 증가 없이 비중요 태스크를 중요 주기 자원 서버에 할당하는 방법론을 제시한다. 마지막으로 본 논문은 주기 자원 서버 단위의 파티션 기법과 주기 태스크를 하나의 주기 자원 서버로 만드는 빈패킹 휴리스틱 알고리즘을 제시한다. 실험 결과, 본 논문에서 제시한 알고리즘은 기존에 사용되었던 파티션 기반 우선순위 스케줄링 알고리즘과 파티션 기반 우선순위 혼잡 중요도 알고리즘보다 더 작은 수의 코어의 개수를 도출 할 수 있음을 보인다. 실험결과를 기반으로, 본 연구에서 제안한 알고리즘을 재구성가능 시스템에 활용한다면 기존 방법 대비 최대 18%의 코어절감효과를 기대할수 있다.1 Introduction 1 1.1 Motivation and Objective 1 1.2 Approach 2 1.3 Organization 6 2 System Model 7 3 Schedulability Analysis 10 3.1 Background 10 3.2 Optimal Capacity Analysis During Normal State 14 3.3 Optimal Capacity Analysis During Fault State 16 3.4 Periodic Resource Wide Schedulability Test 20 3.5 Non-Critical Task Overlapping 24 4 Proposed Approach 26 4.1 Minimum Harmonic Partitions of the Task Set 26 4.2 Proposed Heuristic Algorithm 28 4.2.1 Choosing Detection method 28 4.2.2 Packing Minimum Harmonic Partitions 29 4.2.3 Packing Free Tasks 30 4.2.4 Packing Non-Critical Tasks 31 4.3 Algorithm Description 32 5 Evaluation 35 5.1 Experimental Setup 35 5.2 Simulation Results 36 5.2.1 Free Task Bin-Packing 38 5.2.2 Minimum Harmonic Partitions Bin-Packing 40 5.2.3 Effect of Non-Critical Task Overlapping 43 5.2.4 Effect of State-Wise Computation 45 6 Related Works 46 6.1 Hierarchical Fault-Tolerant Real-Time Scheduling 46 6.2 Error Detection Method 46 7 Conclusion 48 References 50Maste

브라운 동력학 전산모사를 이용한 입자계 필름의 건조 과정에서의 불균일 구조 형성과정 연구

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 화학생물공학부, 2022.2. 안경현.입자계 필름은 크기가 서로 다른 입자, 바인더, 용매 등의 혼합물이기 때문에 건조 과정 중 이들의 분포를 제어하는 것이 매우 중요하다. 잘 분산된 입자계 필름에서도 건조 과정 중 불균일 구조가 형성된다는 것이 알려져 있다. 건조 과정 중 형성되는 불균일 구조에 대해 몇몇 연구들이 진행되었지만, 연구들의 대부분은 불균일 구조가 나타나는 건조 조건을 찾는 데 초점이 맞춰져 있다. 본 학위 논문에서는, 건조 과정 중 응력 및 미세 구조 분석을 통해 불균일 구조가 형성되는 메커니즘을 설명하고자 한다. 복잡한 입자계 필름의 모델 시스템으로서, 단분산 및 이분산 입자계 필름에 대해서 전산 모사 방법론을 사용하여 탐구하였다. 첫째, 단분산 입자계 필름에서는, Brownian dynamics simulation 을 이용해 필름 두께 방향으로의 불균일 구조가 형성되는 과정을 분석하였다. 건조 속도와 입자의 확산 속도의 비가 불균일 구조를 형성하는 주요 인자로 작용하였다. 건조 속도가 확산 속도보다 우세한 조건에서, 하강하는 계면에 입자들이 축적되어 시간이 지날수록 축적 영역의 두께가 증가하였다. 입자의 축적은 수직 응력의 국부화를 유발시켜 계면에서의 수직 응력은 건조 초기부터 증가하였다. 필름 내부에 형성된 수직 응력 기울기가 입자의 알짜 움직임을 유발하는 물리적인 원인임을 규명하였다. 또한, 수직 응력 기울기와 미세 구조의 발달 과정을 연관 지음으로써 불균일 구조의 형성 메커니즘을 자세하게 이해할 수 있었다. 둘째, 이분산 입자계 필름에서는, Brownian dynamics simulation 을 이용하여 크기가 작은 입자만으로 이루어진 stratified layer 가 형성되는 과정을 연구하였다. 건조 속도가 입자의 확산 속도보다 우세한 조건에서, 하강하는 계면에 크기가 작은 입자들이 축적되고 stratified layer 를 형성하였다. 계면 부근에 존재하던 크기가 큰 입자들은 기저층 방향으로 밀려나고, stratified layer 아래에 축적 영역을 형성하였다. 계면 아래에 축적된 입자들은 수직 응력의 국부화를 유발하여 계면에서의 수직 응력은 건조 초기부터 증가하였다. 필름 내부에 형성된 수직 응력 기울기가 큰 입자를 계면에서부터 멀어지게 만드는 힘의 물리적인 원인임을 밝혀낼 수 있었다. 또한, 미세 구조 분석과 수직 응력 분석을 연관 지음으로써, 큰 입자와 접촉하는 작은 입자 수의 현저한 증가가 큰 입자를 밀어내는 힘을 유발함을 알아낼 수 있었다. 종합하면, 수직 응력과 미세 구조 발달의 상관관계를 분석함으로써, 건조 과정 중 불균일 구조가 형성되는 메커니즘을 해석할 수 있었다. 본 연구 결과는 건조 과정을 통해 목표로 하는 제품을 형성하는 다양한 기술 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.Colloidal films are composed of complex mixtures of particles with different sizes, binders, solvents, and additives. The control of their particle size distribution is a critical part of applications. Although the colloidal system is well-dispersed before drying, colloidal films could exhibit structural heterogeneity during the drying process. Several studies have been performed to figure out the heterogeneity in drying films, however, they were mainly focused on the drying conditions where the heterogeneity was observed. In this thesis, stress and microstructural developments during the drying process were investigated to understand the formation mechanism of heterogeneous structure. As a model system for complex colloidal films, mono- and bi-disperse colloidal films were studied by using the numerical approach. First, in the monodisperse colloidal films, the formation of vertical structural heterogeneity was examined by using the Brownian dynamics simulation. The time scale ratio between the evaporation rate and the particle diffusion rate was the key factor in inducing structural heterogeneity. When the evaporation rate was dominant, the particles were accumulated near the evaporating interface, causing the accumulation region to grow. Accumulated particles contributed to the localization of the normal stress, inducing a continuous increase of the normal stress at the interface. The normal stress difference formed across the film was found to be the driving force of the net motion of the particles. The normal stress difference was also correlated with microstructural development, which provided a full understanding of the heterogeneity formation mechanism. Second, in the bi-disperse colloidal films, the formation of a stratified layer consisting of only small particles was studied by using the Brownian dynamics simulation. When the evaporation rate was more dominant than the particle diffusion rate, the small particles were accumulated near the interface, forming the stratified layer. The large particles were depleted near the interface, forming an accumulation region below the stratified layer. These accumulated particles induced localization of the normal stress, so that the normal stress at the interface increased from the beginning of drying. The normal stress difference formed across the film was found to be the physical origin of the force pushing the large particles away from the interface. Associating the microstructural development with the normal stress response, the force on the large particles was explained by the significant increase in the average number of small particles in contact with large ones. The correlation between the normal stress and microstructural development provides systematic insight into the formation mechanism of heterogeneous structure in drying films. Thus the results of this thesis are expected to be beneficial in various technological fields to form the desired products through the drying process.Abstract .i List of Figures .vi Chapter 1. Introduction . 1 Chapter 2. Drying mechanism of monodisperse colloidal film . 6 2.1. Introduction . 7 2.2. Simulation methods . 9 2.2.1. Model system . 9 2.2.2. Brownian Dynamics (BD) simulation . 12 2.2.3. Interaction potential . 14 2.2.4. Normal stress calculation . 16 2.3. Results and discussion . 18 2.3.1 Particle distribution in drying film . 18 2.3.2. Normal stress localization in drying film . 26 2.3.3 Microstructural development . 35 2.4. Summary . 42 Chapter 3 Drying mechanism of bi-disperse colloidal film . 44 3.1. Introduction . 45 3.2. Simulation methods . 48 3.2.1. Model system . 48 3.2.2. Brownian Dynamics (BD) simulation . 51 3.2.3. Interaction potential . 52 3.2.4. Normal stress calculation . 54 3.3. Results and discussion . 55 3.3.1 Particle distribution in drying film . 55 3.3.2. Normal stress localization in drying film . 64 3.3.3 Microstructural development . 75 3.4. Summary . 87 Chapter 4 Stratification mechanism on the local length scale . 89 4.1. Introduction . 90 4.2. Derivation of the local force field . 91 4.3. Results and discussion . 95 4.3.1 Evolution of local force field . 95 4.3.2. Local force field and local volume fraction profile . 103 4.4. Summary . 112 Chapter 5 Concluding remark . 113 References . 119 국문초록 . 131 Curriculum Vitae . 133박

A Study on Applications of Inductive Power Line Communications

본 논문은 최근 내연기관 자동차를 대체할 대표 차종으로 부각되고 있는 전기자동차의 고전류 케이블에 유도형 전력선 통신 적용을 제안한다. 전기자동차의 배터리는 한 번의 충전으로 충분히 주행가능하기 위해 높은 에너지 밀도, 가벼운 중량 그리고 대용량의 무거운 배터리를 필요로 한다. 그리고 최근 딥러닝 기반의 전기자동차에 적용되는 다양한 시스템들이 제안되고 있고 이에 따라 많은 양의 전력선이 추가되고 있는 상황이다. 추가적인 기능을 위해 계속해서 전력선을 추가하게 되면 차량의 중량이 증가하게 되어 차량의 효율이 감소하게 된다. 이러한 중량 문제를 해결하기 위해 기존의 전력선을 사용하여 통신이 가능한 전력선 통신이 좋은 방안이 될 것이다. 실험에는 유도형 전력선 통신을 적용하고 이에 사용되는 유도형 결합기의 경우 페라이트 결합기를 사용하여 높은 전압에서의 커플링 효과를 증진시키고 더 낮은 손실로 실험을 진행한다. 그리고 전기자동차 고전류 케이블의 채널 분석 및 통신대역폭을 측정하여 적용가능성에 대해 제안하고 실시간 영상 데이터 전송 및 딥러닝 기반의 객체 인식 실험을 통해 전력선 통신이 가능함을 입증하고자 한다. |In this thesis, I propose the application of non-contact type inductive power line communication to the high voltage cable of electric vehicle, which is emerging as a representative vehicle to replace internal combustion engine cars. Electric vehicle batteries require high energy density, light weight and high capacity batteries to be sufficiently driveable on a single charge. And recently, various systems for deep learning-based electric vehicles have been proposed and a large amount of power lines have been added. Continuing to add power lines for additional functions will increase the weight of the vehicle, thereby reducing the efficiency of the vehicle. To address this weight problem, power line communication that can be communicated using existing power lines will be a good solution. In the experiment, non-contact type inductive power line communication method was applied and ferrite coupler was used for the inductive coupler used for it. The ferrite coupler has the characteristics of increasing coupling effects at higher voltages and having lower losses. In addition, the channel analysis and communication bandwidth of electric vehicle high voltage cables are measured to propose the applicability of power line communication and prove that power line communication-based data communication is possible through real-time image data transmission and deep learning-based object recognition experiments.1. 서 론 1.1 연구배경 및 연구 내용 2 1.2 논문 구성 4 2. 유도형 전력선 통신 2.1 전력선 통신 개요 5 2.2 자성체 13 2.3 유도형 결합기 해석 15 2.4 토로이달 결합기와 컷 결합기의 성능시험 20 3. 유도형 전력선 통신의 전기자동차 적용 실험 및 결과 3.1 유도형 페라이트 결합기 삽입손실 측정 24 3.2 전기자동차 전력선 특성분석 26 3.3 전력선을 이용한 통신 실험 31 4. 전기자동차의 전력선 기반 객체검출 기술적용 실험 4.1 전기자동차에 적용되는 딥러닝 동향 32 4.2 객체 검출(Object Detection) 33 4.3 유도형 전력선 통신 기반 객체검출기술 적용 실험 및 결과 35 5. 결론 37 참고문헌 38Maste

정보화촉진기금 운용에 관한 연구 : 벤처기업에 대한 융자사업을 중심으로

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