Real-Time Computing Lab
컴퓨터학부 김경훈
경북대학교 실시간 컴퓨팅 연구실(Real-Time Computing Lab)은 실시간 시스템, 실시간 네트워크, 클라우드 컴퓨팅, 항공전자 소프트웨어, 인공지능 등 다양한 첨단 IT 분야에서 창의적이고 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 임베디드 시스템, 산업용 제어, 항공전자, 무인항공기, 스마트 팩토리 등 실세계 응용에 필요한 실시간성과 신뢰성을 동시에 만족시키는 핵심 기술 개발에 주력하고 있습니다.
특히, 멀티코어 기반 실시간 스케줄링, 혼합 임계 실시간 태스크 모델, 저전력 및 에너지 효율적 스케줄링, 무선 센서 네트워크 및 시간민감 네트워크(TSN) 등 다양한 실시간 컴퓨팅 이슈를 다루고 있습니다. 또한, 클라우드 환경에서의 실시간 서비스 제공, 가상머신 스케줄링, 동적 전압/주파수 조절(DVFS) 기반의 에너지 절감, 신뢰성 및 보안 강화 등 차세대 클라우드 컴퓨팅 기술 연구에도 앞장서고 있습니다.
항공전자 소프트웨어 및 자율 무인 시스템 분야에서는 항공기 및 드론을 위한 실시간 네트워크, 임무 컴퓨터 시뮬레이션, 무인항공기 충전 시스템, FANET 시뮬레이션 등 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 국방, 재난 대응, 스마트 농업, 물류 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며, 관련 특허 및 논문을 통해 기술적 우수성을 인정받고 있습니다.
최근에는 인공지능 및 딥러닝 기술을 실시간 시스템, 의료 영상 분석, 자율 비행 등 다양한 분야에 융합하여 새로운 연구 방향을 개척하고 있습니다. 예를 들어, OCT 및 안저 이미지를 활용한 안과 질환 진단, 시력 측정, 전방 안구 이미지의 세포수 정량화 등 의료 인공지능 분야에서도 활발한 연구를 수행하고 있습니다.
본 연구실은 국내외 다양한 산학협력 및 정부과제, 국제 학회 활동을 통해 글로벌 연구 경쟁력을 강화하고 있으며, 미래 지향적 IT 인재 양성과 첨단 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 실용적이고 혁신적인 연구 성과를 바탕으로, 실시간 컴퓨팅 분야의 선도 연구실로 자리매김하고 있습니다.
Deep Learning
Time-Sensitive Networks
Fault-Tolerant Systems
실시간 시스템 및 네트워크
실시간 시스템은 주어진 시간 내에 반드시 작업이 완료되어야 하는 컴퓨팅 환경을 의미합니다. 본 연구실에서는 임베디드 시스템, 항공전자 시스템, 산업용 제어 시스템 등 다양한 분야에서 요구되는 실시간 시스템의 이론적 기반과 실제 구현 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 멀티코어 기반의 실시간 스케줄링, 혼합 임계 실시간 태스크 모델, 저전력 실시간 시스템 설계 등 다양한 주제를 다루며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 개발하고 있습니다.
실시간 네트워크 분야에서는 무선 센서 네트워크, 산업용 이더넷(예: AFDX), 시간민감 네트워크(TSN) 등에서 데이터의 신뢰성, 지연 보장, 에너지 효율성 등을 동시에 만족시키기 위한 프로토콜 및 스케줄링 알고리즘을 연구합니다. 예를 들어, (m,k)-firm 모델 기반의 실시간 브로드캐스트, 클러스터 기반 TDMA 스케줄링, 다중 경로 라우팅, 이동성 지원 등 다양한 네트워크 환경에서 실시간성을 보장하는 기술을 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 자율주행, 드론, 스마트 팩토리, 의료기기 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있으며, 실제 시스템의 성능 향상과 신뢰성 확보에 기여하고 있습니다. 또한, 실시간 시스템의 이론적 분석뿐만 아니라, 시뮬레이션 및 실험을 통한 검증을 통해 실용적인 연구 성과를 도출하고 있습니다.
클라우드 컴퓨팅 및 에너지 효율적 스케줄링
클라우드 컴퓨팅은 대규모 분산 자원을 효율적으로 관리하고, 다양한 서비스(예: IaaS, PaaS, SaaS)를 실시간으로 제공하는 기술입니다. 본 연구실에서는 클라우드 환경에서의 실시간 서비스 제공, 가상머신 스케줄링, 동적 전압/주파수 조절(DVFS) 기반의 에너지 절감, 신뢰성 및 보안 강화 등 다양한 주제를 연구하고 있습니다. 특히, 실시간 가상머신 스케줄러, 파워어웨어 스케줄링, 클라우드 기반 시뮬레이션 도구 개발 등 실질적인 시스템 성능 향상과 에너지 효율성 극대화를 목표로 하고 있습니다.
에너지 효율적 스케줄링 분야에서는 멀티코어 및 단일코어 프로세서에서의 확률적 계산량 모델을 적용하여, 주어진 데드라인 내에서 최소 전력 소모로 작업을 완료할 수 있는 스케줄링 알고리즘을 개발합니다. 또한, 클라우드 및 그리드 환경에서의 자원 할당, QoS 보장, 비용 최소화 등 다양한 최적화 문제를 다루며, 실제 데이터센터 및 분산 시스템에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다.
이와 같은 연구는 친환경 IT 인프라 구축, 대규모 데이터 처리, 실시간 빅데이터 분석, 스마트 시티 등 다양한 미래 지향적 분야에 활용될 수 있으며, 국내외 다양한 산학협력 및 연구 프로젝트를 통해 실질적인 성과를 창출하고 있습니다.
항공전자 소프트웨어 및 자율 무인 시스템
항공전자(Avionics) 소프트웨어는 항공기, 드론 등 안전이 중요한 시스템에서 실시간성과 신뢰성이 동시에 요구되는 핵심 기술입니다. 본 연구실에서는 항공전자 시스템을 위한 실시간 네트워크(AFDX), PCI-Express 버스의 결함감내 구조, 임무 컴퓨터 시뮬레이션 환경 설계 등 다양한 항공전자 소프트웨어 기술을 연구하고 있습니다. 또한, 무인항공기(UAV) 및 FANET(무인기 네트워크) 시뮬레이션, 이동성 모델, 충전 시스템 등 자율 무인 시스템의 핵심 기술 개발에도 주력하고 있습니다.
특히, 다중 무인기 기반 정찰, 자율 비행, 실시간 데이터 수집 및 분석, 무인항공기 충전 및 에너지 관리 등 실제 응용에 필요한 다양한 알고리즘과 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 국방, 재난 대응, 스마트 농업, 물류 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 관련 특허 및 논문을 통해 기술적 우수성을 입증하고 있습니다.
항공전자 및 무인 시스템 분야의 연구는 높은 신뢰성과 안전성이 요구되는 환경에서 실시간 소프트웨어의 설계, 검증, 최적화에 중점을 두고 있으며, 국제 학회 및 산학협력 프로젝트를 통해 글로벌 경쟁력을 확보하고 있습니다.
1
FAMASO: Fog-Adaptive Multi-Agent Scheduling Optimization
Ganesan Nagabushnam
Cluster Computing, 1970
2
EgoTuber: Autonomous VTuber System with Real-Time Interaction and Emotion Expression
이진희
Multimedia Tools and Applications, 1970
3
Data Age-aware Fixed-priority Real-time Scheduling for DAG-based Publisher and Subscriber Model
최윤도
JSS, 1970
2
2024년학년도 정보영재교육원 지원사업 학생교육비(대구광역시)
3
2024년학년도 정보영재교육원 지원사업(대구광역시)
