• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1733-1736
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• 2005

본 논문에서는 기존의 설계 방법의 문제점을 해결하기 위한 설계 방법인 플랫폼 기반 설계에서 사용할 수 있는 DSP 기반 플랫폼을 구현하였다. 구현된 DSP 기반 플랫폼을 AMBA AHB 버스를 바탕으로한 듀얼프로세서 플랫폼과 crossbar switch 구조의 버스 구조를 가지고 4개의 프로세서를 연결한 멀티프로세서 플랫폼으로 확장하여 검증함으로서 이질적인 환경에서 동작함을 나타내었다. 멀티프로세서 플랫폼에서는 DVB-T baseband 수신기를 HW/SW 분할 구현하고 성능 평가를 수행하였다. DSP 기반 플랫폼은 유연성, 확장성, 고속의 연산의 특징을 가진다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.4-6
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• 2004

본 논문에서는 원격 캐쉬를 추가시킨 분산 메모리 구조 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 위해 새로운 원격 캐쉬 교체 정색을 제안한다. 일반적으로 다중 계층 내포성(MLI)을 치키는 다중 계층 메모리 구조에서 LRU 교체 정책을 사용할 경우, 상위 계층 캐쉬의 LRU 정보와 하위 계층 캐쉬의 LRU 정보가 서로 상이함으로 인해 하위 계층 캐쉬에서의 교체가 상위 계층에서 사용 중인 캐처 라인의 교체를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 LRU 캐쉬 교체 정책의 단점을 보완하고자 각 노드 당 프로세서들의 원격 메모리 접근 지역성을 이용한 원격 캐쉬 교체정책의 사용으로 상위 캐쉬의 유용한 캐쉬 라인의 접근 실패율을 감소시킴으로써 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 꾀한다. 프로그램 기반 시뮬레이터를 통해 제안한 원격 캐쉬 교체 정책을 적용하였을 때, 기존의 LRU 교체 정책과 비교하여 무효화 수와 캐쉬 접근 실패가 평균 5%. 최대 10% 감소하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권5C호
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• pp.654-654
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• 2004

본 논문에서는 이산웨이블렛 변환을 이용한 영상 압축 프로세서를 하드웨어로 구현하였다. 웨이블렛 변환을 위하여 필터뱅크 및 피라미드 알고리즘을 이용하였고 각 필터들은 FIR 필터로 구현하였다. 병렬구조로 이루어져 동일 클럭 싸이클에서 하이패스와 로패스를 동시에 수행함으로써 속도를 향상시킬 뿐 아니라 QMF 특성을 이용하여 DWT 연산에 필요한 승산기의 수를 절반으로 줄임으로써 하드웨어 크기를 줄이고 이용효율 또한 높일 수 있다. 다중 해상도 분해 시 필요한 메모리 컨트롤러를 하드웨어로 구현하여 DWT 계산이 수행되므로 이 융자는 단순한 파라메터 입력만으로 효과적인 압축율을 얻을 수 있도록 구조적으로 설계하였다. 실시간 영상압축 프로세서의 성능 예측을 위하여 MATLAB을 통하여 시뮬레이션 하였고, VHDL을 이용하여 각 모듈들을 설계하였다. 설계한 영상압축기는 Leonaro-Spectrum에서 합성하였고, ALTERA FLEX10KE(EPF10K100 EFC256) FPGA에 이식하여 하드웨어적으로 동작을 검증하였다. 설계된 부호화기는 512×512 Woman 영상에 대하여 33㏈의 PSNR값을 갖는다. 그리고 설계된 프로세서를 FPGA 구현 시 35㎒에서 정상적으로 동작한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.163-169
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• 2013

임베디드 시스템에 대한 중요성이 날로 증가함에 따라, 실시간 제약 요건에 맞추기 위하여 고성능 임베디드 프로세서가 요구된다. 현재 범용 컴퓨터 시스템을 구축할 때 성능을 높이기 위하여 멀티코어 프로세서가 널리 이용되고 있으므로, 임베디드 프로세서 역시 멀티코어 프로세서 구조를 채택함으로써 임베디드 시스템에서 높은 성능을 얻을 수가 있다. 본 논문에서는 코어의 유형 및 개수가 임베디드 멀티코어 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 2 개에서 16 개로 구성되는 임베디드 멀티코어 프로세서에 대하여, MiBench 벤치마크를 입력으로하는 모의실험을 수행하였다. 이 때, 임베디드 멀티코어 프로세서를 구성하는 단위 코어로서, 단순한 RISC형부터 다양한 명령어 윈도우의 크기를 갖는 순차 또는 비순차 실행 수퍼스칼라형 코어에 걸쳐 광범위한 모의실험을 수행하여 그 성능을 분석하였다. 그 결과, 멀티코어 임베디드 프로세서는 RISC형 단일코어 임베디드 프로세서에 대하여 최고 23 배의 성능을 얻을 수 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제19A권2호
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• pp.77-84
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• 2012

프로세서의 성능을 효율적으로 증가시키기 위한 기법 중 하나로 명령어 수준의 병렬성을 높이는 추론적 수행(Speculative execution)이 사용되고 있다. 추론적 수행 기법의 효율성을 결정하는 가장 중요한 핵심 요소는 분기 예측기의 정확도이다. 하지만, 높은 예측율을 보장하는 복잡한 구조의 분기 예측기를 최근 주목 받고 있는 3차원 구조 멀티코어 프로세서에 적용하는데 있어서는 발열 현상이 큰 장애요소가 될 것으로 예측된다. 본 논문에서는 3차원 구조 멀티코어 프로세서에서 발생할 수 있는 분기 예측기의 높은 발열 문제를 해결하기 위해 두 가지 기법을 제시하고, 이에 대한 효율성을 상세하게 분석하고자 한다. 첫번째 기법은 분기 예측기의 온도가 임계 온도 이상으로 올라가는 경우 분기 예측기의 동작을 일시적으로 정지시키는 동적 온도 관리 기법이고, 두번째 기법은 3차원 구조 멀티코어 프로세서의 각 층 별로 온도를 고려하여 서로 다른 복잡도를 지닌 분기 예측기를 차등 배치하는 기법이다. 두 가지 기법 중에서 복잡도를 고려한 차등 배치 기법은 평균 $87.69^{\circ}C$의 온도를 나타내는 반면, 동적 온도 관리 기법은 평균 $89.64^{\circ}C$의 온도를 나타내었다. 그리고, 각 층에서 발생하는 온도 변화율을 각 기법에 대하여 비교한 결과, 동적 온도 관리 기법의 온도 변화율은 평균 $17.62^{\circ}C$을 나타내었고 복잡도 차등 배치 기법의 온도 변화율은 평균 $11.17^{\circ}C$을 나타내었다. 이러한 온도 분석을 통하여 3차원 멀티코어 프로세서에서 분기 예측기의 온도를 제어하였을 경우, 복잡도 차등 배치 기법을 적용하는 것이 더 효율적임을 알 수 있다. 성능적인 측면을 분석한 결과, 동적 온도 관리 기법은 해당 기법을 적용하지 않았을 경우보다 평균 27.66%의 성능하락을 나타내었지만, 복잡도 차등 배치 기법은 평균 3.61%의 성능 하락만을 나타내었다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제5권10호
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• pp.2686-2703
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• 1998

프로세서 메모리 혼합 구조는 해마다 증가하는 프로세서와 메모리간의 성능 격차를 해결하는 대안으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 프로세서 메모리 혼합 구조의 여러 가지 설계 대안들을 고찰하였다. 이를 위해서 DRAM 접근 시간의 분석적 모델을 제안하고 성능 향상점 및 성능 병목점을 찾았다. 제안한 분석적 모델에 의하여 DRAM 페이지 적중률을 증대하여 성능을 향상시키는 구조로써 새로운 온칩 DRAM 구조인 프리차지 연기 뱅크 아키텍쳐를 제안하였다. 또한 제안한 뱅크 아키텍쳐에 효율적으로 적용할 수 있는 뱅크 인터리빙 방법을 제시하였다. 제안한 구조는 기존의 일반적 DRAM 구조 및 계층적 다중-뱅크 구조보다 우수함을 시뮬레이션을 통하여 증명하였다. 시뮬레이션은 SimpleScalar 툴을 개조하여 사용하였고, SPEC95 벤치마크에 대해서, 캐쉬 메모리의 크기, 뱅크 개수, 프리차지 연기 시간 등의 변화에 대한 성능을 분석하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제44권1호
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• pp.1-9
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• 2007

임베디드 프로세서는 총 에너지소모량 가운데 대략 40% 이상을 캐시에서 소모하고 있으므로 에너지-효율적 고성능 데이터 캐시 구조를 필요로 한다. 본 논문에서는 임베디드 프로세서를 위한 저전력 선인출 데이터캐시 구조를 제안하였다. 제안한 데이터캐시 구조는 선인출장치(prefetching unit)를 포함한 기존 데이터캐시 구조에 태그히스토리 테이블(tag history table)을 구비함으로써 요구인출 및 선인출시 발생하는 태그메모리 병렬탐색 횟수를 감소시켰다. 이와 같은 전략적인 캐시 구조는 적은 하드웨어 비용으로 병렬탐색을 위한 전력소모를 현저히 줄일 수 있다. 실험을 통하여 제안한 데이터캐시 구조가 기존 선인출 데이터캐시 구조와 동일한 성능을 유지하면서 낮은 전력을 요구함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권2호
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• pp.1-13
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• 1999

디지털 신호처리용 응용 프로그램의 복잡도가 증가햐면서, 효율적인 컴파일러를 지원하는 DSP 프로세서 구조의 필요성이 증대되고 있다. 많은 범용 레지스터와 직교적(orthogonal)인 명령어 집합을 가지는 RISC프로세서 구조에 메모리 오퍼랜드, 전용 어드레스 계산 유닛, 단일 사이클 MAC 명령어, zero-overhead 하드웨어 루프 등 DSP 프로세서의 구조적 특징을 가하여 효율적인 컴파일러를 가지는 고성능의 RISC 기반 DSP를 구현할 수 있다. 본 논문에서는 이 네 가지 DSP 아키텍쳐 구성 요소를 지원하는 코드변환기를 개발하고, 이를 이용하여 각각의 DSP 아키텍쳐 구성 요소들을 보완하였을 때 성능에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 성능 평가 실험에는 C 언어로 작성된 7개의 DSP 벤치마크 프로그램과 QCELP 음성 부호화기를 이용하였으며, 평가 결과를 RISC 프로세서뿐만 아니라 Texas Instruments 사의 TMS320C3x, TMS320C54x, TMS320C5x DSP 프로세서와 비교하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.31-46
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• 1997

본 논문에서는 다층 연결 구조(Multistage Interconnection Network, MIN)를 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 환경에서 효과적으로 운용할 수 있는 병렬 Optimal Best-First search Branch-and-Bound 알고리즘(pobs)을 제안하고, 성능을 분석하였다. 제안된 알고리즘은 먼저 해를 얻고자 하는 문제를 임의의 G개 부 문제로 분할하고 소수 프로세서로 구성된 프로세서 그룹들에 할당하여 각각의 지역 해를 산출하도록 하였다. 따라서 N개의 프로세서를 갖는 시스템은 G개 프로세서 그룹으로 구분되고 각 프로세서 그룹은 P(=N/G)개 프로세서를 보유하게 된다. 각 프로세서 그룹은 할당된 부 문제의 지역 해를 얻는 과정에 병렬 sub-Global Best-First B&B 알고리즘을 수행한다. 프로세서 그룹들이 산출한 지역 해들 가운데 최선의 값을 갖는 지역 해가 문제의 전역 해로 결정되는데, 이를 위하여 각 프로세서 그룹의 대표 프로세서는 할당된 부 문제의 지역 해를 다른 그룹들에게 전파하도록 하였다. 지역 해 전파는 프로세서 그룹들의 지역 해 비교를 통한 전역해 선정 기능과 함께 프로세서 그룹간 작업 불균형 문제를 상당 부분 해소하는 효과를 제공한다. 알고리즘 설계에 이어 성능 평가를 위한 분석 모형을 제시하였다. 제안한 모형은 B&B 알고리즘 수행에 따른 연산 소요시간과 통신 소요시간을 분리하여 처리함으로 병렬 처리 환경에서 보다 실질적인 알고리즘 성능 평가가 가능하게 함과 동시에, 다양한 컴퓨터 연결 구조에서의 알고리즘 성능 예측을 용이하게 하였다. B&B 알고리즘의 확률 특성을 토대로 작성된 성능 분석 연구의 실효성 검토를 위하여 MIN 기반 시스템을 대상으로 병행된 시뮬레이션 결과는 상호 미세한 오차 범위 내에서 일치하는 결과를 보여 제시한 성능 분석 기법의 타당성을 입증하였다. 또한, 본 논문에서 제안한 병렬 알고리즘을 MIN 기반 시스템에 적용하여 기존 알고리즘의 성능과 비교 평가 결과 제안한 pobs가 문제 해결 과정에서 전개되는 부 문제 수를 줄이고 프로세서간의 효율적인 작업 분배 효과를 제공하는 한편 프로세서간의 주된 통신 활동 범위를 국부적으로 제한하여 성능면에서 우수함을 입증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.48-50
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• 1998

메시지에 기반을 둔 다중컴퓨터는 프로세서들 간에 고속통신을 위한 연결 망을 요구한다. ATM 스위치는 대규모의 다중컴퓨터를 구성하기에 유리한 접근 방식을 제공하며, 낮은 지연시간과 고성능을 제공하는 특성을 가진다. 본 논문은 고속 ATM 스위치를 통한 프로세서들간의 정보를 송신/수신하는 셀 라우터를 설명한다. 고속 ATM 스위치를 효율적으로 사용하기 위하여, 본 논문은 다중화와 역 다중화를 가지고 계층적 구조를 제안한다. 일반 연결 망에서 라우팅을 위해 착신주소를 가지는 기본단위는 메시지이지만, ATM 망에서는 셀이라고 부르는 고정된 크기의 프레임이 기본단위이다. 셀은 VPI와 VCI를 가지며, 이는 송신/수신 프로세서의 구별자로서 사용된다 결론적으로 제안한 고속 셀 라우터와 계층적 구조는 메시지 전송지연의 관점에서 이점을 가질 수 있다.