파이프라인 시스템의 최적화를 위한 설계변환

Design Transformation for the Optimization of Pipelined Systems

본 연구에서는 파이프라인 구조를 갖는 시스템의 효율적인 설계를 위하여 변환을 이용한 설계 최적화 기술을 개발하였다. 변환 최적화 기술은 파이프라인 구조로의 변환과 retiming을 이용한 변환을 포함한다. 새로운 변환 방법은 다음의 세 가지 특징을 갖는다. 첫째, 여러 개의 파이프라인 블록을 동시에 고려하여 retiming 등의 변환을 수행함으로써, 파이프라인 구조 시스템의 전체 성능을 최적화한다. 둘째, 시스템의 면적과 수행시간 간의 trade-off를 가능하도록 하여, 회로 설계자가 다양한 설계의 대안을 찾고자 할 때 실용적인 도움을 준다. 셋째, 본 방법은 새로운 변환 및 알고리즘 개발 등의 문제로 쉽게 확장 가능하고, 메모리 또는 버스 등을 고려한 최적화 문제에도 사용될 수 있다. DSP 예제들에 대하여 실험한 결과, 평균적으로 면적은 21%, 성능은 17% 개선되었다. 특히, 본 기술은 여러 설계 대안의 효율적인 탐색에 유용하다.

In this research, transformation-based optimization techniques for pipelined designs have been developed. The transformation-based optimization techniques include pipelined architecture transformations and retiming transformations. The new transformation method has the following three features. First, the overall performance of a pipelined system is optimized owing to various transformations including retiming of multiple pipelined blocks. Second, these techniques can be used to search a large solution space by allowing efficient exploration of trade-offs between area and performance. Third, these techniques can be easily extended to a new transformation or algorithm and can be used to optimize memory or bus architectures. Experimental results illustrate that these transformation-based optimization techniques improve area by 21% and performance by 17% on the average for a set of pipelined designs. Especially, the techniques are useful to efficiently explore a large design space.