• 전자통신동향분석
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• 제23권6호
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• pp.92-101
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• 2008

전원관리 및 전력소모 절감 기술은 휴대폰, 노트북 등의 휴대 기기 사용이 보편화되고 다기능화, 고성능화함에 따라 지속적으로 발전해 왔다. 특히 반도체 소자의 선폭이 나노미터급으로 초미세화 됨에 따라 누설 전류가 급증하고 칩의 처리 성능을 높이기 위해 클록 주파수를 높이면서 스위칭 전류 소모도 증가하므로, 이러한 동적/정적 전력소모 증가를 억제시킬 수 있는 다중 문턱전압 소자, DVFS, sub-threshold, 클록 게이팅, 저전압 회로 기술이 SoC 설계에 점진적으로 적용되고 있다. 이에 본 고에서는 휴대폰용 부품을 중심으로, 무선 통신 기능을 갖춘 기기의 전력소모 요인을 분석하고 배터리 사용시간을 연장시킬 수 있는 저전력 SoC 기술 동향을 살펴보고자 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.159-164
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• 2008

배터리를 전원으로 사용하는 이동 통신 기기에서 전력 관리의 효율성은 전통적으로 중요한 요구조건 중의 하나이다. 특히 고성능과 고기능을 제공하면서도 더 긴 동작시간이 요구되는 최근의 이동 통신 기기들에서는 이러한 효율적인 전력 관리의 중요성이 더욱 크다. 본 논문은 전력 소모량과 시스템의 크기에서의 장점으로 인해 이동통신 기기에 폭 넓게 적용되고 있는 embedded system에서의 효율적인 전력 관리를 위한 CPU 소모 전력 관리 기법으로 적응적 동적 전력 관리 기법을 제안한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권1호
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• pp.27-34
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• 2009

최근 디지털 시스템 응용의 복잡성이 증가하면서, 고성능화와 전력 소모 절감은 중요한 문제로 대두되고 있다. 전력 소모를 줄이기 위한 방법으로, 프로세서의 저 전력화 또한 미세 공정의 개발과 함께 다양하게 접근되고 있으며, 이러한 결과 모바일 시스템의 시장 확대가 이루어지고 있다. 본 논문은 이러한 프로세서에서 소모되는 전력 중 데이터 캐시의 전력 손실을 줄이기 위하여 데이터 캐시의 웨이 중 필요로 하는 부분을 예측하여 선택적으로 프리자치 하도록 하는 전력 소모 개선 방법을 제안하였으며, 접근하는 웨이에 대한 예측이 성공했을 경우에는 에너지를 절감하면서 지연이 발생하지 않는 빠른 접근이 이루어지게 하고, 실패하였을 경우에도 최소한의 시간 지연으로 해당되는 웨이의 접근이 이루어지게 하였다. 시뮬레이션을 통한 검증 결과 웨이 예측 기법만을 사용한 경우에 대비하여 평균 10.2% 의 전력을 절감할 수 있었으며, 일반적 캐시에 비하여는 평균 56.4%의 전력을 절감할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.766-768
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• 2005

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 DRAM의 저전력 모드인 냅모드(nap mode)를 활용할 수 있다. 냅모드는 액티브 모드(active mode)일 때의 $28\%$의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 DRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 냅모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓아 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.69-78
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• 2007

오늘날의 내장형 이동 시스템은 MP3플레이어나 디지털 캠코더와 같이 하나의 기능만을 지원했던 단일 응용프로그램 시스템에서 PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants)와 같이 MPEG, W3플레이어, 전자사전, DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 게임, 통신 기능 등을 모두 포함하는 하나의 디지털 컨버전스 기기로 변화해가고 있다. 이러한 변화는 CPU 성능 향상과 메모리, 저장장치의 증가, LCD의 크기 증가와 같은 하드웨어적인 요구사항의 증가로 이어졌고, 이로 인해 단말기에서 소모하는 전력이 그에 비례하여 증가하였다. 소모 전력의 증가에 따른 배터리 용량의 증가는 더딘 상황이며, 이를 해결하기 위해 소프트웨어적으로 소모 전력을 감축시키는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 소모 전력 감축 기법이 적용된 실시간 운영체제 UbiFOSTM을 ARM9계열의 MBA2440에 탑재하였다. 전력 감축 기법으로 시스템 작업량 관찰에 기반한 동적 전력 관리 기법과 장치 전력 관리기법을 적용하였다. 본 논문의 저전력 기법을 통해 작업량에 따라 24% 이상의 소모 전력 감축효과가 있음을 확인하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제9권3호
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• pp.471-481
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• 2008

전력소모를 고려한 테스트 스케줄링은 회로의 복잡도가 높은 SoC 시스템을 테스트할 경우 제한된 전력 소모량 내에서 고장 검출율을 높일 수 있고 테스트 시간을 단축 할 수 있는 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 제한된 전력소모량 내에서 효율적으로 테스트를 수행하기 위한 테스트 자원의 모델링 방법 및 테스트 스케줄링 알고리듬을 제안하고 그 유효성을 검증한다. 테스트 자원의 모델링 방법으로는 전력사용량의 최고점과 차고점을 이용한 방법 및 소모 전력의 변화량에 따라 테스트 자원을 분할하는 방법을 제시한다. 또한 테스트 자원과 코어의 상관관계를 이용하여 동시 사용가능한 최대 코어 수를 생성하는 확장나무성장 그래프 생성 알고리듬 및 전력의 최적화가 가능한 전력 소모량 변이 그래프 생성 알고리듬으로 구성된 휴리스틱(heuristic) 테스트 스케줄링 알고리듬을 제안하고 이전의 알고리듬과 비교한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.10-17
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• 2010

본 논문에서는 모바일 기기 신호 인터페이스용 MIPI(Mobile industry processor interface)의 D-PHY의 디지털 블록의 저전력 설계를 제안한다. MIPI는 고속 데이터 전송을 위한 HS(high-speed)모드와 주로 제어에 사용되는 LP(low-power)모드의 두 가지 동작 모드를 갖는다. 저전력 소모를 위해 디지털 블록 내부 구성요소를 각 동작에 따라 선택적으로 스위칭 할 수 있는 클럭 게이팅(Clock gating) 기법을 적용했다. 저전력 동작의 설계에 대한 동작을 시뮬레이션을 통해 검증하고 기존의 일반적인 MIPI D-PHY 디지털 블록과 전력소모를 비교했다. HS 모드 데이터 전송동작에 대해서는 저전력 설계를 통하여 전력소모가 송신단(TX: transmitter)과 수신단(RX: receiver) 각각 74%와 31% 감소하여 전체적으로 전력소모가 50%로 줄었고, LP 모드 동작에 대해서도 전력소모가 TX와 RX 각각 79%와 40% 감소하여 전체적으로 51.5% 줄어들었다. 제안된 저전력 MIPI D-PHY 디지털 칩은 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정에서 1.2V의 전원을 갖도록 설계 및 제작되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.25-33
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• 2014

본 논문에서는 멀티코어 프로세서 상에서 실시간 작업들의 데드라인들을 만족하면서 전력 소모량의 확률적 기대값을 최소화하는 문제를 해결하는 스케쥴링 기법을 제시하였다. 제시된 기법에서는 주어진 작업들의 불확실한 계산량을 과거의 계산량 분포에 기반하여 확률적 계산량으로 변환하고, 한정된 개수의 이산적 클락 주파수 값들을 이용하여 변환된 확률적 계산량의 전력 소모 기대 값을 최소화한다. 또한 시스템의 부하량이 적을 때에는 누수 전력을 고려하여 전체 코어들 중에서 일부의 코어들만을 사용하고 나머지 코어들의 전원을 소등시켜서 전력 소모량을 줄인다. 성능평가 실험에서 제시된 기법이 기존 방법의 전력 소모량을 최대 69%까지 감소시킴을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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• pp.173-175
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• 2012

데이터 센터와 같은 대량의 서버를 사용하는 시설이 늘어남에 따라 전력 소모 관리와 열 발생 관리는 매우 중요한 문제가 되었다. 열 관리 연구들의 경우 대부분 열관리의 목적이 시스템의 오류를 방지하는 것이다. 하지만 열 관리에는 많은 전력 소모량이 사용된다. 따라서 열관리를 잘 해주는 것은 전력 관리를 효율적으로 해주는 것이라고 할 수도 있다. 본 논문은 열 관리를 전력 관리라는 측면에서 접근했다. 즉 열 관리에 사용되는 전력과 열로 인해 발생하는 전력을 고려해서 이를 최소화하는 냉각 제어 기법을 구현하였다. 우리가 개발한 냉각 제어 기법을 실제로 실험해서 기존의 냉각 기법과 비교해본 결과 전력 소모량을 17% 감소시키는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.163-167
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• 2007

본 논문에서는 전력 소비를 감소시킬 수 있는 클럭게이팅 기법을 제안하여 8bit RISC 마이크로프로세서를 설계하였다. 제안된 설계 방법의 타당성을 검토하기 위해서 저전력을 고려하지 않은 8비트 마이크로프로세서와 클록 게이팅을 이용한 저전력 8비트 마이크로프로세서를 설계하여 소모 전력을 비교하였다. 기존의 마이크로 프로세서와 저전력으로 설계된 마이크로프로세서와의 소모 전력을 비교한 결과 시간에 대하여 비교하였을 경우 동적 소모 전력에 대하여 21.56% 감소를 얻을 수 있었다.