• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06b
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• pp.405-410
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• 2008

성능 / 에너지를 강조하는 현재의 멀티코어 추세에서 임베디드 시스템에 사용되는 대부분의 프로세서들은 단일 프로세서와 메모리를 버스 형태로 연결하여 구현하였다. 하지만 칩 내부의 프로세서 코어 수가 증가 하게 되면, 기존 버스 형태의 구조는 제한된 대역폭으로 인하여 확장성이 제약된다. 본 논문에서는 멀티코어 프로세서에서 사용 가능한 기존 연결 망 구조들을 분석하고, 기존 계층적 링 구조에서의 지연 시간 문제를 극복하여 성능을 개선할 수 있는 새로운 이중 광역 계층 링 구조를 제안한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06d
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• pp.24-27
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• 2011

최근 스마트 폰 등 모바일 기기의 폭발적인 성장에 의해 내장 프로세서인 ARM 프로세서 기반 기기들이 활발히 개발되어 사용되고 있다. 이에 따라 상대적으로 저성능, 저 전력화에 치중하였던 내장 프로세서도 고성능화를 위한 고속 동작 및 멀티코어 프로세서를 개발하여 사용하게 되었으며, 메모리 동작 속도 역시 빠르게 발전하고 있다. 특히 모바일 기기 등에 사용 되는 저전력 메모리인 LPDDR2 소자 등의 개발에 따라 빠른 동작 속도를 가지도록 개발되고 있다. 그러나 시스템 온 칩(SoC, System on Chip) 형태로 제작되는 ARM 프로세서 기반의 SoC는 다양한 하드웨어 가속기 등을 함께 내장하고 있고, 저 전력화를 위한 버스 구조 등에 의하여 온 칩 버스의 속도 향상이 고성능 범용 시스템에 비하여 낮은 수준이다. 본 연구에서는 이러한 점을 고려하여, 프로세서 코어와 메모리 소자의 동작 속도 향상에 의하여 얻을 수 있는 성능 향상과, 상대적으로 낮은 버스 동작 속도에 의하여 저하되는 성능의 정도를 분석하고 이를 극복하기 위한 방안을 검토하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.35 no.11
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• pp.527-539
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• 2008

This paper presents a performance estimation technique based on queuing analysis for on-chip bus matrix architectures of Multi-Processor System-on-Chips(MPSoCs). Previous works relying on time-consuming simulation are not able to explore the vast design space to cope with increasing time-to-market pressure. The proposed technique gives accurate estimation results while achieving faster estimation time than cycle -accurate simulation by order of magnitude. We consider the followings for the modeling of practical memory subsystem: (1) the service time with the general distribution instead of the exponential distribution and (2) multiple-outstanding transactions to achieve high performance. The experimental results show that the proposed analysis technique has the accuracy of 94% on average and much shorter runtime ($10^5$ times faster at least) compared to simulation for the various examples: the synthetic traces and real-time application, 4-channel DVR.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.450-453
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• 2011

반도체 공정 기술의 발달에 따라 프로세서의 성능은 비약적으로 증가하였다. 특히 최근에는 하나의 프로세서에 여러 개의 코어를 집적한 멀티코어 프로세서 기술이 급속도로 발달하고 있는 추세이다. 멀티코어 프로세서는 동작주파수를 높여 성능을 개선하는 싱글코어 프로세서의 한계를 극복하기 위해 코어 개수를 늘림으로써 각각의 코어가 더 낮은 동작주파수에서 실행할 수 있도록 하여 소모 전력을 줄일 수 있다. 또한 다수의 코어가 동시에 연산을 수행하기 때문에 싱글코어 프로세서보다 더 많은 연산을 효율적으로 수행하여 사용률이 크게 높아지고 있지만 멀티코어 프로세서에서는 다수의 코어를 단일 칩에 집적하였기 때문에 전력밀도의 증가와 높은 발열이 문제가 되고 있다. 이와 같은 상황에서 본 논문에서는 듀얼코어 프로세서를 탑재한 시스템과 쿼드코어 프로세서를 탑재한 시스템의 소모 전력과 온도를 실제 측정하고 시뮬레이션을 통해 얻은 가상 시스템의 결과를 비교, 분석함으로써 실제 측정 결과와 시뮬레이션 결과가 얼마나 유사한지를 살펴보고, 차이가 발생하는 원인에 대한 분석을 수행하고자 한다. 실험결과, 실제 시스템을 측정한 결과와 시뮬레이션을 통한 가상 시스템의 결과는 매우 유사한 추이를 보이는 것으로 나타났다. 하지만 실제 시스템의 소모 전력과 온도의 증가비율은 가상 시스템의 소모 전력과 온도의 증가비율과는 다른 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.35 no.7
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• pp.354-360
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• 2008

Power-related issues have become important considerations in current generation microprocessor design. One of these issues is that of elevated on-chip temperatures. This has an adverse effect on cooling cost and, if not addressed suitably, on chip reliability. In this paper we investigate the general trade-offs between temporal and spatial hot spot mitigation schemes and thermal time constants, workload variations and microprocessor power distributions. By leveraging spatial and temporal heat slacks, our schemes enable lowering of on-chip unit temperatures by changing the workload in a timely manner with Operating System (OS) and existing hardware support.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.17A no.6
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• pp.265-274
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• 2010

As the process technology scales down and integration densities continue to increase, interconnection has become one of the most important factors in performance of recent multi-core processors. Recently, to reduce the delay due to interconnection, 3D architecture has been adopted in designing multi-core processors. In 3D multi-core processors, multiple cores are stacked vertically and each core on different layers are connected by direct vertical TSVs(through-silicon vias). Compared to 2D multi-core architecture, 3D multi-core architecture reduces wire length significantly, leading to decreased interconnection delay and lower power consumption. Despite the benefits mentioned above, 3D design technique cannot be practical without proper solutions for hotspots due to high temperature. In this paper, we propose three floorplan schemes for reducing the peak temperature in 3D multi-core processors. According to our simulation results, the proposed floorplan schemes are expected to mitigate the thermal problems of 3D multi-core processors efficiently, resulting in improved reliability. Moreover, processor performance improves by reducing the performance degradation due to DTM techniques. Power consumption also can be reduced by decreased temperature and reduced execution time.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.14 no.8
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• pp.768-772
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• 2008

Today's microprocessor normally includes several processing cores to reduce the energy consumption without losing performance. In this paper, data transfer ordering mechanism can be efficiently used for cache coherence solution in unidirectional ring interconnect. RING-DATA ORDER combines the simplicity of GREEDY-ORDER and the performance of RING-ORDER. RING-DATA ORDER can be easily applicable to multicore processor with unidirectional ring interconnect.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10a
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• pp.259-260
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• 2007

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.6 no.3
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• pp.410-415
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• 2002

This paper describes the implementation of a SoC(System-on-a-Chip) and an ISDN communication terminal by the SoC in ISDN network. The SoC has been developed with the functions of 32-bit ARM7TDMI RISC core processor, network connection with S/T interface, TDM--bus interface and voice codec, user interface. And we also review the developed software structure and the ISDN service protocol procedures which are working on the SoC. And finally this paper describers a structure of an ISDN terminal equipment using the implemented SoC and terminal software.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.11_12
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• pp.629-638
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• 2005

In the System on a Chip design, the on chip bus is one of the critical factors that decides the overall system performance. Especially, in the case or reusing the IPs such as processors, DSPs and multimedia IPs that requires higher bandwidth, the bandwidth problems of on chip bus are getting more serious. Recently ARM proposes the Multi-Layer AHB BusMatrix that is a highly efficient on chip bus to solve the bandwidth problems. The Multi-Layer AHB BusMatrix allows parallel access paths between multiple masters and slaves in a system. This is achieved by using a more complex interconnection matrix and gives the benefit of increased overall bus bandwidth, and a more flexible system architecture. However, there is one clock cycle delay for each master in existing Multi-Layer AHB BusMatrix whenever the master starts new transactions or changes the slave layers because of the Input Stage and arbitration logic realized with Moore type. In this paper, we improved the existing Multi-Layer AHB BusMatrix architecture to solve the one clock cycle delay problems and to reduce the area overhead of the Input Stage. With the elimination of the Input Stage and some restrictions on the arbitration scheme, we tan take away the one clock cycle delay and reduce the area overhead. Experimental results show that the end time of total bus transaction and the average latency time of improved Multi-Layer AHB BusMatrix are improved by $20\%\;and\;24\%$ respectively. in ease of executing a number of transactions by 4-beat incrementing burst type. Besides the total area and the clock period are reduced by $22\%\;and\;29\%$ respectively, compared with existing Multi-layer AHB BusMatrix.