최신의 고성능 DSP나 FPGA에서는 고속 직렬통신으로 SRIO(Serial Rapid IO)를 채용하고 있다. SRIO는 초고속 직렬 통신의 산업체 표준으로 현재 Ver 3.1까지 제정되어 있으며 본 연구에서는 TI사의 DSP를 기반으로 15Gbps급으로 전송속도를 갖는 Backplane을 개발하였다. 이를 기반으로 고속 영상전송 등이 가능하며, 다중 DSP를 연결하여 고속 연산에 적합한 scalable한 구조로 확장도 가능할 것이다. 본 논문에서는 고속 통신에 필요한 설계 기술을 검토하고 다중 연산 구조에 대하여 논의할 것이다.
고속직렬프로토콜의 출현으로 기존의 병렬 인터페이스에서 중요하게 사용되던 파라미터들의 의미가 변화되고 있다. 특히 ‘1’, ‘0’의 디지털 신호가 고속의 차동신호로 전송되면서 신호 무결성의 파라미터로 지터(jitter)가 중요한 의미를 가지게 되었다. 본 고는 지터의 발생과 분석, 테스트 등 전분야를 다루고 있다. 지터를 분석하기 위한 방법으로 Eye Diagram, Bathtub 곡선, TIE 히스토그램 등을 다루며 이러한 방법을 사용하여 지터를 각각의 특성별로 분리한다. 그리고 지터를 테스트 장비와 각각의 특징을 살펴본 후 PCI Express 트랜시버 지터 테스트의 실례를 통하여 지터 테스트 방법과 분석을 보여준다.
본 논문에서는 대역폭 효율적 고속전송이 가능한 직렬 인쇄 시·공간 부호(Serially Concatenated Space-Time Code; SCSTC)를 제안하고 성능을 분석한다. 제안된 직렬 연쇄 시·공간 부호와 외부의 컨볼루셔널 부호를 인터리버를 사용하여 직렬로 연결한 구조이다. 제안된 부호는 시·공간 부호의 장점인 고속전송 특성을 유지하면서 단점으로 낮은 BER 성능을 향상시킨다. 제안된 시스템의 성능은 기존의 대역폭 효율적 트렐리스 부호 방식인 직렬 연쇄 트렐리스 부호 변조(Serially Concatenated Trellis Coded Modulation; SCTCM) 및 병렬 연쇄 트렐리스 부호 변조(Turbo-Trellis Coded Modulation; Turbo-TCM)와 비교하였으며 이에 비해 향상된 BER 성능을 얻었다.
멀티미디어 시대로의 진입에 따른 인터넷에서의 실시간 데이터 전송을 위한 어플리케이션의 요구에도 불구하고 현재의 인터넷은 최선형 서비스만을 제공할 뿐 QoS(quality of service)를 제공하지 못하고 있다. 이에 인터넷 표준화 기구에서는 종합서비스(IS : integrate service)모델을 정했다. 〔5〕 그러나 기존의 shared LAN 환경에 이를 적용하기에는 자원의 공유로 인한 어려움이 있다. 반면. 직렬 버스의 표준으로 자리잡은 IEEE 1394 고속 직렬 버스〔1〕〔2〕는 예약된 대역폭을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 고속통신이 가능하여 IS 모델의 적용에 적합한 기술이라고 할 수 있다. IS over 1394 프로토콜〔8〕은 IS 모델을 IEEE 1394 고속 직렬 버스에 적용하기 위한 프로토콜로써 본 논문에서는 이의 구현을 위한 구조를 고찰하였다.
정보 고속화(Information Super-Highway)를 위하여 요구되는 매우 많은 양의 데이터를 전송하기 위해 제안된 한 해결책이 ATM(비동기 전송 모드)으로, ATM은 데이터를 전송하는데 우수한 방법이 되지만 사무실이나 가정의 모든 디바이스를 연결하기에는 가격이 너무 비싸다. 이에 가격이 저렴할뿐만 아니라 ATM 네트워크와 홈 네트워크 사이에 중개 역할을 하기에 ATM 과 충분히 유사한 패킷 구조를 가지고 있어 ATM을 위한 상호 보완적인 디바이스 접속 기술이 될 수 있는 IEEE 1394 고성능 직렬 버스가 컴퓨터와 전문가 및 일반인용 전자 제품을 위한 디지털 데이터의 전송에 대변혁을 일으키고 있다. 본 고에서는 확장성이 있는 구조 및 유연한 peer-to-peer 토폴로지에 의해 컴퓨터와 하드 드라이버로부터 디지털 오디오 및 비디오 하드웨어에 이르기까지 각 디바이스들을 연결하는 이상적인 디지털 접속 기술로 부상하고 있는 IEEE 1394 고속 직렬 버스의 특징과 기술 동향을 고찰함으로써 향후 이 분야의 기술 개발에 활용하고자 한다.
최근 터보 부호에 비해서 구현시 복잡하지 않고, 높은 부호화율에서 거의 샤논 이론에 접근하는 Turbo Product Code(TPC)에 대해 관심이 고조되고 있다. 본 논문에서는 초고속 통신 시스템에 적용하기 위한 고속 TPC 복호를 위한 세가지의 알고리즘을 제안하는 바이다. 첫째로, 기존의 Turbo Product code 복호기에서 row과 column을 직렬로 복호를 하지 않고 복호 구조가 병렬로 동작하는 Turbo Product code 복호기를 제안한다. 둘째로 반복 중지 알고리즘을 제안하고 마지막으로, P-Parallel 알고리즘을 통해 P rows와 P columns을 병렬로 처리하여 복호한다. 모의 실험을 한 결과 기존의 방식에 비해 복호 지연이 줄어들고 성능면에서 직렬 방식과 거의 비슷한 성능이 나타난다. 또한 고속알고리즘을 바탕으로 VHDL모델링을 하였으며, 이를 timing 시뮬레이션 하여 메모리 요구량 및 복호 속도 향상도를 분석하였다.
본 고에서는 본격적인 디지털 시대가 열리면서 가정의 가전 기기들이 점차적으로 디지털화 되어 가고, 디지털 기기개발에 많은 투자를 하고 있다. 고속의 디지털 장비들이 가정에 보급되면서 이를 하나의 네트워크로 연결하는 데 관심이 모아지고 있다. 본 연구는 가정 내의 모든 디지털 장비들을 IEEE 1394 고속 직렬 인터페이스를 이용하여 소규모의 네트워크 그룹을 형성하고, 또한 각각의 기기간에 대용량 멀티미디어 데이터를 상호 교환하고 처리하는 네트워크를 설계하여 기기간의 데이터 전송효율을 연구하였다.
최근 모바일 기기들은 3D 게임, 무선 인터넷, 동영상, DMB, GPS, PMP 등의 기능을 추가하고 있으며 이들을 제대로 지원하기 위해 디스플레이의 크기도 점차 커지고 있다. 이에 따라 프로세서에서 디스플레이 장치로의 더 빠른 전송 속도에 대한 요구도 커지고 있으나 기존의 병렬 방식의 인터페이스로는 그 한계에 이르렀다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근에 고속 직렬 방식의 인터페이스가 대두되고 있다. 직렬 방식의 장점은 높은 대역폭과 더불어 적은 신호선 수, 저전력 특성, 전자파 장애의 최소화라는 특징을 지닌다. 본 논문에서는 고속 직렬 방식의 물리적 계층으로 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)를 응용하고 링크 계층으로 패킷 방식을 사용하는 인터페이스를 구현하여 이를 디스플레이 장치에 적용한다. 구현된 직렬 인터페이스는 충분한 전송 대역폭과 함께 대폭 감소된 신호선 개수라는 특징을 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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