Design and Implementation of a DSP Chip for Portable Multimedia Applications

휴대 멀티미디어 응용을 위한 DSP 칩 설계 및 구현

This paper presents the design and implementation of a new multimedia fixed-point DSP (MDSP) core for portable multimedia applications. The MDSP instruction set is designed through the analysis of multimedia algorithms and DSP instruction sets. The MDSP architecture employs parallel processing techniques, such as SIMD and vector processing as well as DSP techniques. The instruction set can handle various data formats and MDSP can perform two MAC operations in parallel. The switching network and packing network can increase the performance by overlapping data rearrangement cycles with computation cycles. We have designed Verilog HDL models and the 0.6 $\mu\textrm{m}$ Samsung KG75000 SOG library is used. The total gate count is 68,831 and the clock frequency is 30 MHz.

본 논문은 휴대 멀티미디어 응용을 위한 고정 소수점 DSP(Multimedia Fixed-point DSP : MDSP) 칩 설계 및 구현에 관해 기술한다. MDSP는 멀티미디어 처리에 효율적인 명령어 집합을 가지며 SIMD, 벡터프로세싱의 병렬처리 기술과 DSP 기술의 장점을 접목하여 설계되었다. MDSP는 한 개의 데이터 경로가 목적에 따라 여러 개로 분할될 때 8, 16, 32, 40 비트 등의 다양한 데이터 형태의 처리가 가능하며, 멀티미디어 응용영역에서 핵심적인 역할을 하는 MAC 연산을 한 사이클에 2개를 수행하여 성능을 향상시킨다. 새롭게 제안된 스위칭 네트워크와 Packing 네트워크는 MPEG 디코딩, 인코딩, 콘볼루션 등의 알고리즘 처리시 연산과 데이터 변환을 중첩시켜 성능을 향상시킨다. Verilog HDL 모델을 구현하였고 0.6 ㎛ SOG 라이브러리(KG75000)를 이용하여 논리합성 및 시뮬레이션 하였다. 전체 게이트 수는 68,831개이며 MDSP는 30MHz에 동작한다.