Serapian's Blog

TinyOS는 미국 UC 버클리 대학에서 개발된 센서 네트워크를 위한 운영체제로, 전 세계적으로 가장 큰 센서 네트워크 커뮤니티를 형성하고 있다. 개
발자들의 활발한 참여로 빠른 기능 구현 및 업그레이드가 진행되고 있으며 다양한 플랫폼에 구현이 되어 있고 각종 하드웨어 장치 관련 컴포넌트, MAC프로토콜, 네트워크 프로토콜, 센서 인터페이스 등을 소스 레벨에서 완전 공개하고 있다.

TinyOS는 이벤트 발생 중심의 상태 천이 방식을채택한 센서 네트워크용 운영체제로 동시적인 프로세싱 및 제한된 하드웨어 메모리 공간에서의 효율적인 성능을 지원해주는 운영체제이다. 상태 머신 기반의 구조를 가지며 응용 프로그램은 각 독립적인컴포넌트를 연결하는 방식으로 이루어진다((그림 3)참조). 이 명령을 처리하는 이벤트 처리기는 그 명령에 따른 상태변화를 일으켜 해당 작업을 처리하게된다. 간단한 FIFO 스케줄러를 사용하기 때문에 실시간성 등을 고려하기 어렵고 복잡한 응용을 작성하는 데 어려움이 있다.
동적 메모리를 할당하지 않지만 nesC라는 언어를 통하여 컴파일 시간에 컴포넌트가 요구하는 메모리 크기를 정적으로 할당하여 센서 네트워크용 응용프로그램을 작성할 수 있다. nesC는 안정성을 위해 전체 프로그램에 대한 분석을 통해 최적화를 수행하는 컴포넌트 기반 언어로 TinyOS의 이벤트 기반 동시성 모델을 가능하게 해주지만 프로그래머가 새로 익혀야 하기 때문에 접근하기 어렵다는 단점이 있다.

TinyOS의 큰 강점으로 센싱한 데이터를 효과적으로 관리하기 위한 TinyDB나 센서 네트워크에서의 보안을 위한 TinySec 등의 모듈을 지원함으로써
사용자가 손쉽게 다양한 기능을 가진 센서 네트워크를 구현할 수 있게 지원하고 있다.
TinyOS는 2006년 11월 기존 1.1버전의 많은 부분을 개선시킨 2.0버전을 발표하였으며 현재 2.0.2버전까지 발표되어 있다. 2.0 이후 버전의 경우 인터페이스와 추상화 과정에 있어 많은 변화가 있어 이전 버전과의 호환성은 지원하지 않지만, 코드를 업그레이드 하기가 더 쉬워졌으며 안정성이 향상되었다.
버클리대학 교수로 재직중인 David E. Culler 교수는 IP-USN에 적응하기 위해 ArchRock을 설립,CTO로 재직하면서 TinyOS에 6LoWPAN을 구현
하고 RFC 4944 등의 수정에 적극 참여하는 등 관련 기술 선점에 힘쓰고 있다[8],[15].

ArchRock의 IPv6 네트워크 스택에는 IEEE802.15.4 라디오 위에 스케줄링과 동기화가 필요없는 (그림 4)와 같은 sampled listening의 링크 레
이어 프로토콜을 사용한다. 이를 통해 노드의 에너지를 절약하고 빠른 응답성을 가지며 이동성을 가지는 응용을 지원할 수 있다.

출처

<ITFIND 전자통신동향분석 제 23권 제 1호 2008년 2월>

IP-USN을 위한 센서 네트워크 운영체제 동향

송준근 (J.K. Song) 센서네트워크OS연구팀 연구원
마평수 (P.S. Mah) 센서네트워크OS연구팀 팀장