• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권6호
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• pp.717-726
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• 2002

본 연구에서는 최근 미국표준기술연구소(NIST)에 의해 암호화 표준 알고리즘으로 채택된 AES 알고리즘을 Altera FLEX10KE 계열의 하드웨어로 구현하는 여러 가지 방법들에 대하여 VHDL 설계를 이용하여 전반적으로 분석하였다. 구현 방법들로는 기본 구조, 루프 언롤링, 라운드 내부 파이프라이닝, 라운드 외부 파이프라이닝, 그리고 5-box의 자원 공유 등을 사용하였다. 이 연구에서 VHDL 설계 및 시뮬레이견은 Altera 사의 Maxplus2 9.64를 이용하였으며, FPGA는 Altera 사의 FLEX10KE 계열을 사용하였다. 결과에 따르면, 4-단계 라운드 내부 파이프라이닝 구현 방법이 성능대가격비 면에서 가장 우수한 것으로 나타난 반면에, 루프 언롤링 방법이 가장 뒤떨어지는 것으로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1632-1634
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• 2010

고성능 재구성형 어레이 아키텍처는 애플리케이션에 내재된 병렬성을 충분히 활용하도록 풍부한 하드웨어 리소스로 구성되어 있다. 이러한 하드웨어 리소스는 소프트웨어 파이프라이닝 기반 코드할당 기법을 통하여 사용된다. 이러한 코드할당 기법은 기존의 소프트웨어 파이프라이닝 기법에 FPGA 에서의 라우팅 & 위치선정기법이 연결된 형식으로 구성된다. 이러한 기존의 연구들은 데이터 흐름 (data flow)을 단순한 형태로 가정하여 개발되었다. 따라서 루프 코드 펼침 (loop unrolling)에 따라서 발생되는 데이터 복사에 의한 흐름 (copy flow)은 코드 매핑할 때 고려하지 않기 때문에 소프트웨어 파이프라이닝 적용시 네트웍 리소스의 중복사용으로 인한 데이터 충돌문제(data congestion)로 Minimum Initiation Interval (MII)증가에 따르는 성능 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 데이터 복사 흐름까지 고려하도록 데이터 의존도 그래프 (Data Dependence Graph, DDG)를 확장하여 스케쥴링 단계에서 데이터 충돌 지연에 의한 MII 증가를 방지하여 최적의 시스템 성능을 얻도록 코드 할당 기법을 개발하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.167.2-167.2
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• 2010

본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.2095-2099
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• 2002

최근 자바가상머신 인터프리터의 성능 개선을 위하여 파이프라이닝 기법에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 반면, 내장형 시스템 환경에서는 급변하는 시장의 적시성 요구(time-to-market)와 저렴한 비용으로 다양한 사용자 요구사항을 효율적으로 반영하기 위하여 재구성 가능한 컴포넌트기반 소프트웨어 개발 방법이 점점 주목받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 자바환경을 지원하는 내장형 시스템에 적합한 가상머신 인터프리터를 개발하기 위해, 재구성과 융통성을 제공하기 위한 컴포넌트기반 소프트웨어 개발 방법과, 성능향상을 위하여 파이프라이닝 기법을 혼합한 새로운 설계 기법을 소개한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.143-147
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• 2013

지열 에너지는 지구에 저장된 활용하기 쉬운 재생에너지 이며, 열교환 배관 시스템을 통해 수집될 수 있다. 본 연구에서는 터널 주변 라이닝에 지열 에너지를 포집할 수 있는 열교환 파이프 루프를 간편하게 설치할 수 있는 시스템을 개발하였다. 터널 세그먼트에 결합된 열 교환 파이프 루프 시스템은 수송 유체 순환을 통해, 지중 주변의 열을 인근 구조물 또는 지역의 냉난방 열원으로 사용할 수 있다. 터널 세그먼트에 통합 연결된 열 교환 파이프 루프 시스템을 에너지 라이닝 세그먼트(Energy Lining Segment)이라고 명하도록 하겠다. 유럽에서는 터널 라이닝에 열 교환 파이프 루프 시스템을 통합한 수차례의 사례가 있다. 본 연구에서는 에너지 라이닝 세그먼트에 대한 적용성 평가를 위해, 독일 사례와 유럽 도시에 적용된 사례를 조사해 보았다. 또한, 에너지 라이닝 세그먼트의 열 전도특성을 파악하기 위해, 전산유체해석(CFD)을 수행해 보았다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권3호
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• pp.281-288
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• 2015

화산재해 피해 예측 시스템은 기상과 화산분화 시뮬레이션 결과를 기반으로 화산재해대응을 위한 판단을 도와주는 시스템이다. 이 시스템에서 Fall3D라는 프로그램은 기상정보를 바탕으로 화산분화 이후 화산재의 확산예측결과를 생성하고 기상정보를 생성하기 위해 WRF라는 기상수치예보모델을 사용한다. 두 시뮬레이션의 프로그램을 수정하지 않고, 전체 실행시간을 줄이기 위해서는 WRF의 기상예측모델의 시간별 부분결과가 발생할 때마다 Fall3D를 부분수행 할 수 있도록 하는 파이프라이닝 방식을 생각할 수 있다. 이를 위해서 Fall3D와 같은 후속계산은 선행계산의 부분결과가 생성될 때까지 일시정지하고, 계산에 필요한 정보가 발생하면 재개할 수 있어야한다. 비록 Fall3D가 이런 일시정지와 재개기능을 가지고 있지는 않지만 그 이전 계산을 이어서 진행할 수 있는 재시작기능을 활용하여 파이프라이닝 효과를 낼 수 있다. 본 논문에서는 이러한 실행 형태를 제어할 수 있는 워크플로우를 제안한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.13-22
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• 2017

본 연구는 시뮬레이션을 진행하면서 그 결과를 실시간으로 시각화하는 경우에 파이프라이닝 병렬처리 기법을 적용하여 성능을 개선할 수 있음을 보인다. 일반적으로 실시간 시각화를 포함한 시뮬레이션에서는 모델을 실행하는 프로세스와, 시뮬레이션 결과를 시각화 도구로 전송하는 프로세스, 결과를 받아서 시각화 하는 3개의 프로세스가 있다. 만약 이 프로세스들을 직렬화해서 실행하면 전체 실행시간이 매우 길어져서 시각화의 성능이 저하될 수밖에 없다. 본 연구에서는 기존의 직렬 방식 대신에 파이프라이닝 병렬처리 기법을 적용하여 성능을 개선하고자 한다. 추가적으로 각 프로세스에 다중 스레드 기능을 더하여 더 큰 성능의 개선이 있음을 보인다. 이를 위해 본 논문은 제안된 기법에 대한 이론적 성능모델을 세우고 최대, 최소 성능 향상 조건을 이론적으로 해석하였으며 모의실험하였다. 이 이론을 바탕으로 실시간으로 시각화하는 실시간 공중전 시뮬레이션에 적용한 결과 기존의 직렬화된 실행 성능보다 제안된 이론을 적용한 후의 실행 성능이 크게 향상되었음을 보였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.766-771
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• 2006

현재 많은 신경망의 하드웨어 구현은 부동 소수점 연산에 비해서 적은 면적과 빠른 수행시간을 가지는 고정소수점 연산을 많이 사용하지만, 소프트웨어에서는 일반적으로 높은 정확도를 가지는 부동소수점 연산을 사용한다. 신경망의 하드웨어 구현에서 많이 사용하는 고정소수점 연산은 부동소수점 연산에 비해서 빠른 처리속도와 적은 면적으로써 쉽게 하드웨어 구현에 용이하지만, 부동소수점 연산에 비해서 낮은 정확도와 기존의 부동소수점 연산을 사용하는 소프트웨어 신경망을 쉽게 적용할 수 없는 단점을 가진다. 본 논문에서는 부동소수점 연산을 사용하여 문자 추출 MLP의 데이터 변환 없이 적용할 수 있는 전체 파이프라이닝 설계 구조를 제안한다. 제안된 설계방법은 신경망의 전체 구조를 입력층과 은닉층을 링크 병렬화 방법과 은닉층과 출력층을 뉴런 병렬화 방법을 개선하여 쉽게 파이프라이닝 구조로 설계함으로써 신경망 처리는 은닉층 뉴런수와 동일한 주기로 처리되며, 기존의 문자추출 소프트웨어 신경망을 제안된 하드웨어 설계방법으로 구현하였을 때 11배의 빠른 성능을 나타낸다.

• 한국음향학회지
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• 제13권1호
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• pp.108-121
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• 1994

본고에서는 일반적인 디지틀 필터의 설계 방법과 설계시 고려 사항을 살펴보고, 특히 실시간 구현이 어려운 고속 IIR 디지틀 필터의 설계 방법에 대하여 고찰하였다. 현재의 발달된 VLSI 기술의 잇점을 최대로 활용하기 위한 병렬 및 파이프라이닝 필터들의 구조 및 특성을 비교하였으며, 실제 하드웨어를 구현하는 여러가지 방법들을 상술하였다. 또한 각 연산 소자를 고속으로 구현하기 위한 비트레벨 구조및 수체계(Numer System)에 대해 알아보고, 이를 이용한 파이프라이닝 필터의 설계 예를 보였다. 필터의 구조에 따라 유한 길이 레지스터(FWL)의 영향이 달라지며, 제안된 새로운 구조에 대한 FWL영향의 분석이 항시 수행되어야 한다. 디지틀 필터에서의 FWL영향과 그 분석 방법, 그리고 이를 줄이기 위한 설계 방법에 대해 기술하였다. 디지틀 필터를 포함한 많은 디지틀 신호 처리 알고리즘이 내재된 병렬성을 갖고 있으며, 이들의 효율적인 하드웨어 실현을 위해 본고에서 고찰한 기술들이 적용될 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.119-122
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• 2000

인터넷이 일상생활에 다양하게 활용되면서 인터넷 채널을 통한 정보의 형태는 문자와 이미지 외에 음성, 오디오 신호 및 동영상 부분까지 확대되고 있다. 본 논문에서는 MPEG4-CELP를 인터넷 화상 통신의 음성 코덱용으로 사용하기 위한 최적화 기법 및 알고리듬의 개선을, DSP칩이 내장된 보드가 아닌 인터넷의 터미널로 사용되고 있는 펜티엄 프로세서를 장착한 PC에 초점을 맞추어 수행하였다. MPEG4-CELP VM C소스를 분석 및 프로파일(Profile)한 결과를 토대로 패라미터 추출을 위해 많은 연산을 수행하는 부호화기에 대해서 CPU상에 부하를 많이 주는 함수들을 제 1차 최적화 대상 함수들로 선정하고, CPU에 부하를 많이 주지는 않으나 호출되는 회수가 많은 함수를 2차 최적화 대상 함수로 선정해, C소스 레벨의 소프트웨어 파이프 라이닝(Software Pipelinging) 기법들을 적용하여 최적화를 수행하였다. 또한 1차 최적화 대상 함수의 경우에는 소프트웨어 파이프라이닝의 적용과 함께 연산량 감소를 위한 알고리듬 변형까지 수행하였다. 위의 과정을 거쳐 최적화 된 MPEG4-CELP는 펜티엄Ⅲ 450㎒ PC에서 음성을 부호화 하는데 원 VM소스에 비해 약 2배정도의 시간이 단축되는 것을 확인하였다.