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임베디드 커뮤니케이션 소프트웨어 이해와 설계

원제 : Designing embedded communications software
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책소개

이 책은 임베디드 시스템 소프트웨어 디자이너의 관점에서 통신소프트웨어를 디자인하는 방법에 대한 접근법을 택하고 있다. 기본적으로 태스크, 인터럽트, 스케쥴링, 프로세스간 통신등의 리얼타임 OS의 개념을 알고 있다고 가정하고 엔지니어링에서 고전이 되어버린 몇가지 이슈와 여러 연구기관에서 수행한 몇 가지 실험들을 구체적으로 살펴본다. 먼저 OSI 참조 모델과 프로토콜 소프트웨어 컴포넌트의 역할, 디바이스 드라이버, 제품 디자인의 초기 단계에 고려해야할 사항들을 살펴보는 것으로 시작된다. 그리고 나서 독자들이 통신용 소프트웨어의 기능들을 분할하는 일과 같은 통신용 소프트웨어를 디자인할 때 꼭 필요한 고려사항들을 따라할 수 있도록 하였다.

출판사 서평

인터넷이 빠르게 확산됨에 따라, 통신 디바이스의 중요성은 날로 커지고 있다. 인터넷이 가능한 PDA와 무선호출기부터 대규모 스위치에 이르기까지 이러한 디바이스들은 네트워크의 여러 부분에서 사용되고 있다. 대부분의 이런 장치들은 견고한 통신 소프트웨어 기능을 가지고 있고, 이런 소프트웨어는 네트워크 관리도구 같은 제어 프로그램은 물론 다른 디바이스들과의 통신에도 이용된다. 다른 공학 분야에서와 마찬가지로, 제품개발의 첫번째 단계는 디자인이다. 시중의 네트워크와 통신시스템에 관한 책 중에는 네트워크 시스템 디자인을 공학적인 접근방법으로 다룬 책들도 있다. 이 책은 통신 시스템의 소프트웨어 -임베디드 통신 디바이스를 구현하는데 사용되는- 적인 관점에 초점을 맞추고 있다. 호스트 시스템에는 지난 수년동안 프로토콜과 네트워크 기능이 추가됐다. 프로토콜과 네트워크 기능은 사실상 운영체계의 일부분으로 취급된다. 여기에서는 임베디드 통신 시스템 특히, 리얼타임(real time) OS를 사용하는 시스템에 중점을 두고 있다. 이 책은 임베디드 시스템 소프트웨어 디자이너의 관점에서 통신소프트웨어를 디자인하는 방법에 대한 접근법을 택하고 있다. 기본적으로 태스크, 인터럽트, 스케쥴링, 프로세스간 통신등의 리얼타임 OS의 개념을 알고 있다고 가정하고 있다. 이 책에서는 엔지니어링에서 고전이 되어버린 몇 가지 이슈들과 여러 연구기관에서 수행한 몇 가지 실험들을 구체적으로 살펴보고 있다. 여기에서는 네트워크 통신 시스템의 소프트웨어 기능을 논리적으로 나누는 것을 시작으로 OSI-7 계층 모델을 살펴본 뒤, 임베디드 통신 소프트웨어를 디자인하는데 관계되는 모든 문제들을 다룬 개발 모델을 살펴본다. 이 모델에는 실시간 운영체계(real-time operating system), 하드웨어와 소프트웨어의 분리, 계층으로 나누기, 프로토콜 스택에 대한 설명이 포함된다. 또한 스테이트 테이블, 상ㆍ하위 계층과의 인터페이스, 환경설정 기법, 버퍼와 타이머 관리와 같은 디자인 기법을 살펴봄으로써, 복잡한 프로토콜도 간결하고 쉽게 구현할 수 있도록 해준다. 이 책에서는 태스크 및 테이블 관리를 비롯하여 시스템 디자인에 관련된 다음과 같은 내용들을 설명하고 있다 - 디바이스와 네트워크 관리 기능이 스택과 상호작용 하도록 하는 방법 - 시스템을 처음 시작할 때 주의해야 할 사항 및 환경설정 기법 - 멀티보드 시스템 디자인에서 중요한 기법 적절한 장비와 툴을 사용하고, 이 책에서 제시한 여러 가지 디자인 및 개발기법을 적절히 조합함으로써 여러분은 다음 프로젝트를 성공적으로 이끌 수 있는 새로운 시야를 얻게 될 것이다. 그리고 이 책에서 대상으로 삼고 있는 독자층은 기본적으로, 통신 소프트웨어를 작성하는 임베디드 분야의 엔지니어들이다. 물론 이 분야에 경험이 있는 사람뿐만 아니라 처음 발을 들여놓는 사람들 모두 이 책이 도움이 될 수 있을 것이다. 초보자들은 잡지 기사나 동료, 내부 문서 혹은 웹사이트에서 접하게 되는 여러 가지 정보들을 한꺼번에 접할 수 있게 될 것이다. 이 분야에 약간의 경험을 가지고 있는 사람들은 시스템 구성에 이슈가 되는 것들에 대한 아이디어를 얻을 수 있을 것이다. 예를 들면 프로토콜 스택을 개발하는 사람은 시스템의 구조나 시스템에서 사용되는 소프트웨어에 대해 배울 수 있다. 이들 뿐 아니라, 통신 소프트웨어 프로젝트를 하고 있는 학부/대학원생과 통신 소프트웨어 작성을 시작해 보려는 임베디드 시스템 엔지니어들에게도 도움이 될 것이다. 1장 - OSI 7 계층 모델을 소프트웨어의 구현이라는 입장에서 설명할 것이다. 또한 통신 장비에서의 몇 가지 이슈를 대략적으로 살펴보고, 이러한 디바이스들에서 사용되는 소프트웨어를 작성하는 기초에 대해 알아볼 것이다. 2장 - 통신 시스템용 소프트웨어를 디자인하는데 필요한 여러 가지 요소들에 대해 설명할 것이다. 2장에서는 디자인을 할 때 취사 선택해야 하는 RTOS, 프로토콜 스택, 하드웨어 가속 장치들과 같은 호스트와 임베디드 통신 소프트웨어에 대해 설명한다. 하드웨어 가속기에서 사용되거나 단독으로 사용되는 엔지니어링 소프트웨어에 대한 설명도 추가된다. 3장 - 소프트웨어를 여러 개로 나눈다는 관점에서 계층 모델들을 다시 한번 살펴보고 왜 명시적으로 계층들을 구분하는 것이 어려운가를 설명한다. 태스크와 모듈 그리고 그 사이의 인터페이스에 필요한 사항에 대해서도 개략적으로 설명한다. 4장 - 프로토콜 스택과 구현방법에 대해 구체적으로 설명한다. 스테이트 테이블(state table)과 그 구현방법, 프로토콜 모듈과의 인터페이스 그리고 프로토콜 스택의 관리방법에 대해서도 설명한다. 5장 - 통신 소프트웨어에서 사용되는 테이블을 중심으로 디자인 방법을 설명한다. 테이블은 환경설정과 상태나 통계정보 및 프로토콜이 동작하는 데에도 이용된다. 데이터 구조 할당, 테이블의 디자인과 접근 방법등에 대해서도 알아본다. 6장 - 통신 소프트웨어 디자인에서 버퍼와 타이머 관리에 대해 알아본다. Mbuf와 STREAMS 버퍼 구성법을 알아보고 타이머 디자인에서는 타이머 태스크와 이벤트의 사용법에 대해 알아본다. 7장 - 통신 시스템용 관리 소프트웨어의 디자인 방법을 알아본다. 관리도구 구성법, 관리용 프로토콜 추상화, 환경설정을 저장하고 복구하는 방법에 대해 설명한다. 8장 - 여러 개의 CPU와 여러 개의 보드를 사용하는 시스템용 소프트웨어를 디자인 하는 방법을 살펴본다. 여러 개의 보드를 사용하는 구조에서 널리 쓰이는 CPU간 메시지 계층 추상화 방법(inter CPU messaging layer abstraction)과 동일한 시스템을 여분으로 사용하는 방법(redundancy)에 대해 설명한다. 9장 - 통신 소프트웨어를 디자인 하고 개발하는 사람들의 입장을 살펴보고 있다. 세부적인 개발단계와 각 단계별 결과물, 하드웨어에 의존하지 않는 COTS 보드 테스트 방법을 설명한다.

목차

1. 소개
1. 1 OSI 참조 모델 / OSI Reference Model
1. 2 통신 디바이스 / Communication Devices
1. 3 소프트웨어 컴포넌트의 종류 / Types of Software Components
1. 4 디자인할때 고려사항 -서론 / Design Consideration - A Prelude
1. 5 요약 / Summary
1. 6 공부해 볼 만한 내용 / For Futher Study
1. 7 연습문제 / Exercises

2. 통신시스템서 소프트웨어 고려사항
2. 1 호스트 기반 통신 / Host-Based Communications
2. 2 임베디드 통신 소프트웨어
2. 3 요약
2. 4 공부해 볼 만한 내용
2. 5 연습문제

3. 소프트웨어 나누기
3. 1 계층을 명확하게 구별하는 한계
3. 2 태스크와 모듈
3. 3 모듈과 태스크로 분해
3. 4 소프트웨어를 나누는 예 - 레이어 2 스위치
3. 5 레이어 3 스위치/라우터
3. 6 모듈과 태스크 인터페이스
3. 7 요약
3. 8 공부해 볼 만한 내용
3. 9 연습문제

4. 프로토콜 소프트웨어
4.1 프로토콜의 구현
4.2 요약
4.3 공부해 볼 만한 내용
4.4. 연습문제

5. 테이블과 그 밖의 데이터 구조
5. 1 테이블
5. 2 데이터구조/테이블 나누기
5. 3 구현
5. 4 접근속도 높이기
5. 5 테이블의 크기조절
5. 6 테이블 접근 루틴
5. 7 요약
5. 8 공부해 볼 만한 내용
5. 9 연습문제

6. 버퍼와 타이머 관리
6. 1 버퍼 관리
6. 2 타이머 관리
6. 3 요약
6. 4 공부해 볼 만한 내용
6. 5 연습문제

7. 관리 소프트웨어
7. 1 장비 관리
7. 2 관리 방법
7. 3 라우터 관리
7. 4 관리 서브시스템 구조
7. 5 에이전트 대 프로토콜 인터페이스
7. 6 디바이스와 매니저 사이의 통신
7. 7 시스템 셋업과 환경설정
7. 8 설정값의 저장과 복원
7. 9 요약
7. 10 공부해 볼 만한 내용
7. 11 연습문제

8. 멀티 보드 통신 소프트웨어 디자인
8. 1 통신 장비의 일반적인 구조
8. 2 멀티 보드 구조
8. 3 하나의 컨트롤 카드 + 여러 개의 라인 카드 구조
8. 4 분산을 위한 RTOS의 지원
8. 5 분산에 따른 데이터 구조 변경
8. 6 분산에 따른 스테이트 머신의 변화
8. 7 멀티 보드 소프트웨어에 사용되는 관리 인터페이스
8. 8 멀티 보드용 소프트웨어 개발에서 확인할 사항
8. 9 하나의 컨트롤 카드 + 여러 개의 라인 카드 구조
8. 10 여러 개의 라인 카드, 완전히 분산된 구조
8. 11 멀티 보드 시스템에서의 고장 및 오류 방지
8. 12 요약

9. 개발에 들어가기
9. 1 제품 개발의 여러가지 단계
9. 2 하드웨어 독립적인 개발
9. 3 상용 보드 사용
9. 4 개발 환경과 툴
9. 5 테스트 툴과 장비
9. 6 요약
9. 7 공부해 볼만한 내용
9. 8 연습문제

저자소개

T.SRIDHAR [저] 신작알림 SMS신청
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윤동섭 [역] 신작알림 SMS신청
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