[Deos] ARINC-653 지원 특징_#1_Partitioning

ARINC 653이란?

ARINC 653 규격은 IMA 시스템 (Integrated Modular Avionics System)을 위한 표준 항공 RTOS 규격입니다.

ARINC 653의 핵심은 space&time 파티셔닝이며, 각각의 격리된 파티션은 서로 다른 레벨의 인증, 항공전자 소프트웨어 개발을 위한 인터페이스 경계를 제공합니다.

ARINC 653 API는 아래와 같은 특징을 지닙니다.

시간/공간 분할된 파티션들이 각자의 스케줄링을 통해서 격리되고, 안전성을 염두로 설계.
ARINC 653 API는 다른 소프트웨어 애플리케이션 혹은 네트워크 시스템 간의 데이터를 상호 교환.
시간, 메모리, I/O, 디스플레이와 같은 리소스 관리
에러 처리
파일 관리
소프트웨어 태스크 혹은 프로세스 스케줄링
플랫폼과 애플리케이션의 결함 및 고장을 모니터링하고 보고하는 헬스 모니터링 기능

2. ARINC 653의 특징을 가진 Deos 소개

Deos는 상위 기술된 ARINC 653을 기반으로 설계된 RTOS이며, 개발 초기에 DO-178C DAL Level A를 목표로 설계 되었으며, 다수의 DO-178C Level A 인증을 획득하였습니다. Deos의 컴퓨팅 속도는 매우 빠르며, 추가적인 오버헤드가 발생하지 않습니다 ( no time ticks, background processes ). Deos는 모든 인터페이스를 각각의 라이브러리 혹은 실행 파일로 별도 생성 및 관리하며, 안전한 스케줄링 기술을 통해, Safety-Critical RTOS의 여건을 만족합니다.

Safe Scheduling : 개발자가 소프트웨어 파티션이 원하는 방식으로 각 파티션의 task가 수행되도록 설계 할 수 있도록 하며, 각 파티션에 할당 된 스케줄러는 파티션 간의 간섭 없이, 안전하게 메모리 리소스가 할당되며 동작할 수 있도록 보장 합니다. 첫번째 스케줄링은 ,time 윈도우를 통해 스케줄링의 시간이 관리되고, 다음으로 각 파티션 별로 독립적인 스케줄링을 통해 서로 간의 간섭을 최소화. 또한, DO-178C에 명기된 취약점 중 하나인 WCE(Worst Case Execution)을 극복합니다.

Cache Partitioning : Deos 고유의 캐시 분할 및 메모리 풀기능은 성능을 크게 향상시키고 할당된 메모리간 간섭 패턴을 감소시킵니다. 이 기술은 DO-178C 인증을 위한 취약점인 Worst Case Execution Time (WCET)를 극복하며 성능을 향상이 가능하게 합니다.

Memory Pooling : 개발자가 메모리의 범위를 각 애플리케이션마다 정의할 수 있도록 합니다. 이 기술은 DO-178C에서의 취약점인 Dynamic allocation을 극복할 수 있게 해주며, Safety Critical의 요소인 안전한 메모리 관리를 가능하게 합니다.

그림3. Deos의 Memory Pooling & Cache Partitioning

Deos DAL-A Linker/loader : Deos linker/loader는 Deos RTOS를 이루고 있는 kernel, library, Math, socket 등등을 독립적인 바이너리 모듈로 세분화 시켜, 모든 모듈들이 compile 없이 동적으로 링킹이 이루어지도록 합니다. 이는 시스템이 변경될 시, 개발 시간을 줄여주며, 모듈 간의 간섭을 최대한 줄이고, 코드 변경에 대한 추가 인증 활동을 최소화할 수 있게 합니다.