• 한국산업정보학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.44-50
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• 1999

본 논문은 순환이동불변 플로우 그래프로 표시된 디지털 필터를 여러 개의 누산기 및 내부 데이터패스를 가진 파이프라인 프로세서에 최적으로 구현할 수 있는 기법에 대하여 기술하였다. 이와 관련하여 본 논문에서는 상용의 DSP 프로세서를 이용하여 다중프로세서를 구성했을 때를 고려한 스케쥴링 기법을 개발하였으며, 연구 결과는 다음의 세 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 상용 DSP프로세서의 구조와 유사한 n개의 누산기와 3 개의 내부 데이터패스를 가지는 파이프라인 프로세서의 모델을 제시하였다. 둘째, 주어진 구조를 가지는 시스템에 순환이동불변 플로우 그래프로 표시된 디지털 필터를 구현하고자 할 때 얻을 수 있는 최소 반복 주기 및 간단한 스케쥴링 모델을 구했으며, 제약조건을 부여한 깊이 탐색기법에 바탕을 둔 최적의 스케쥴링 기법을 개발하였다. 마지막으로 본 연구에서 개발된 스케쥴러를 이용하여 잘 알려진 디지털 필터에 대하여 성능 시험을 한 결과 대부분의 경우 이론적으로 얻을 수 있는 최소의 반복 주기를 만족시켜주는 스케쥴링 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.217-220
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• 2021

ICISC'19에서 기존 CHAM과 동일한 구조와 규격을 갖지만, 라운드 수만 증가시킨 revised CHAM이 발표되었다. CHAM은 사물인터넷에서 사용되는 저사양 프로세서에서 효율적인 구현이 가능한 특징을 갖고 있다. AVR, ARM 프로세서 상에서의 CHAM 암호 알고리즘에 대한 최적 구현은 존재하지만, 아직 RISC-V 프로세서 상에서의 CHAM 구현은 존재하지 않는다. 따라서, 본 논문에서는 RISC-V 프로세서 상에서의 Revised CHAM 알고리즘을 최초로 구현을 제안한다. CHAM 라운드 함수의 내부 구조의 일부를 생략하여 최적 구현하였다. 그리고 홀수 라운드와 짝수 라운드를 모듈별로 구현하여 필요에 따라 모듈을 호출하여 손쉽게 사용할 수 있게 하였다. 결과적으로, RISC-V 상에서 제안 기법 적용하기 전보다 제안 기법 적용 후에 12%의 속도 향상을 달성하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권9호
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• pp.487-494
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• 2004

다중 프로세서 시스템을 구성하기 위하여 점유가 발생하는 버스를 채용한 이래로, 상호연결망의 병목현상을 개선하기 위한 노력은 점대점 연결을 이용한 링 구조까지 발전되어 왔다. 상호연결망의 병목 현상은 다중 프로세서 시스템이 프로세서 수에 따른 선형적 성능 개선을 나타내지 못하게 하는 주요 제한 요소로 작용하였으며, 이러한 병목 현상을 개선하기 위한 상호연결망 구성 방법이 다수 연구되어 왔다. 본 논문은 현재 활발히 채용되고 있는 두 개의 점대점 연결을 이용한 링 구조에서 일정 규칙에 기반한 건너뜀 연결을 갖도록 개선하고 트랜잭션의 전송 경로를 정적 알고리즘으로 구현하여, 이중 링크를 가지는 CC-NUMA 시스템의 부하를 균일하게 분배시킴으로써 시스템의 성능과 확장성을 개선시켰다. 실험 결과에 의하면 단일 링크를 이용한 링 구조의 경우, 프로그램의 부하가 커질수록 프로세서의 추가에 따른 특정 링크의 병목 현상이 발생하였고, 시스템의 성능이 저하되었다. 본 논문에서 제시된 건너뜀 연결 구조의 경우, 동일한 대역폭을 가진 반대 방향 이중 링 구조에 비하여 높은 성능과 균등한 부하 분배에 의한 개선된 확장성을 얻을 수 있었고, 반대 방향 이중 링의 경우에 발견되는 부하 편차를 크게 줄일 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3-11
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• 2005

본 논문은 ARS 암호프로세서의 성능분석모델을 제안하였다. 제안된 모델은 M/M/1 큐잉 모델을 기반으로 포아송 분포를 트래픽 입력으로 가정하였다. 모델을 이용한 성능분석결과 1kbyte 패킷입력에서 ARS 암호화 10라운드를 1클록에 처리하게끔 설계된 파이프라인 구조가 10클록에 처리되는 비-파이프라인 구조에 비하여 $4.0\%$ 정도의 성능향상만을 확인하였다. FPGA상에서 AES 암호프로세서를 구현한 결과 파이프라인 구조는 비-파이프라인 구조와 비교하여 게이트 수는 3.5배 크게 소요되었으나 성능은 $3.5\%$의 증가만을 나타내었다. 제안된 모델은 네트워크 컴퓨터에 사용될 AES 암호프로세서 설계 시, 최적의 가격대성능비를 갖는 구조를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.62-68
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• 1998

본 논문에서는 여러 개의 마이크로 프로세서를 다중 접속 통신으로 연결하여 지능형 교통 신호 제어기를 설계를 다루었다. 제안된 제어기는 신호등, 입력장치, 교통량 측정장치 및 보조 신호등 등의 교통 신호 제어기의 여러 장치를 단일 프로세서에 의하여 제어하는 기존의 제어기와 달리 각각의 장치를 전용 마이크로 프로세서에 의하여 제어하도록 하고 각 프로세서들을 주 프로세서와 다중 접속에 의하여 연결하는 다중 프로세서 시스템에 의하여 제어하도록 하는 분산형 제어 시스템으로 설계하였다. 설계된 제어 시스템은 교통량 및 소통 속도의 실시간 측정, 신호등의 제어, 연동 장치 및 보조 교통 신호등을 각각의 전용 프로세서에 의하여 제어하도록 하여 교통 신호 제어 프로그램의 부담을 여러 개의 프로세서로 분산하였다. 이러한 분산형 제어 시스템은 단일 프로세서 제어 시스템에 비하여 프로세서의 프로그램 수행 부담이 줄어들어 연동제 신호 제어 및 관제형 신호 제어 등의 지능형 교통신호 제어 부가 기능을 실시간으로 처리할 수 있으며 장치의 추가 등, 확장성이 우수하다. 본 논문에서 제안한 방법은 실제 시스템을 제작하여 주 제어 프로세서와 각 프로세서간의 다중 접속 통신에 의한 연결 및 신호등 구동 및 제반 입출력 처리 기능을 실험하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.899-902
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• 2005

마이크로프로세서의 성능 저하를 일으키는 주된 원인은 분기에 의한 파이프라인의 정지이다. 분기타겟 버퍼는 분기를 예측하여 다음 실행 명령어의 주소를 제공한다. 이로써 마이크로프로세서의 자연스런 명령어의 실행 흐름은 끊어지지 않게 되고 높은 성능 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 가상주소를 실제주소로 바꾸어 주는 TLB와 분기 타겟 버퍼가 각각 가지고 있는 태그 메모리를 공유하는 구조를 제안한다. 이러한 공유 태그 구조의 이점은 2개의 태그 메모리를 하나로 공유함으로써 칩 면적의 감소를 꾀하고 분기 예측 속도를 향상시킬 수 있다는 점이다. 또한, 이러한 구조는 주소로 사용되는 비트 수가 커지거나 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있는 구조에서 이점이 더욱 커지기 때문에 향후 개발되는 마이크로프로세서에서 더욱 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권8호
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• pp.15-26
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• 2005

본 논문에서는 효율적인 $GF(2^m)$ 멀티 세그먼트 곱셈 연산 구조를 제안하고 제안된 구조의 타원곡선 암호 프로세서 설계 응용을 연구한다. 제안된 멀티 세그먼트 곱셈 연산 구조는 유한체 크기 m에 비하여 아주 작은 워드 조합 곱셈기를 이용하여 부분곱을 계산하고 거의 모든 내부 버스는 워드 크기이며 m 비트 멀티플렉서와 m 비트 레지스터를 하나만 사용한다. 따라서 조합 곱셈기의 워드 크기 w를 줄이고 세그먼트 수 k를 크게 하여 전체 데이터패스 자원 사용량이 최소화할 수 있다. 제안된 곱셈기는 디지트 시리얼 곱셈기로 구현된 ECC 프로세서와 비교할 때 이론적으로 자원 효율성이 우수하다 암호 프로세서의 자원 사용량은 구현에 필요한 기본 하드웨어 요소 수뿐만 아니라 구성 요소들의 배치와 연결 상태에도 의존한다. 제안된 프로세서의 실질적인 자원사용량을 디지트 시리얼 곱셈기 기반 암호 프로세서와 비교하기 위하여 두 종류의 프로세서를 FPGA 상에 구현하였다. 실험 결과로 제안된 멀티 세그먼트 곱셈기 기반 EU 프로세서는 유사한 성능을 가지는 디지트 시리얼 곱셈기 기반 EU 프로세서보다 자원 사용면에서 2배 정도 우수함을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권5호
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• pp.241-251
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• 2007

최근의 내장형 프로세서를 설계하는데 있어서는 성능 못지 않게 에너지 효율성이 중요하게 고려되어야 한다. 내장형 프로세서에서 소모되는 에너지의 상당 부분은 캐쉬 메모리에서 소모되는 것으로 알려지고 있다. 특히 1차 명령어 캐쉬는 거의 매 사이클마다 접근이 이루어지므로 상당히 많은 양의 동적 에너지를 소모하게 된다. 그러므로, 내장형 프로세서를 설계하는데 있어서 1차 명령어 캐쉬의 에너지 효율성을 높이는 기법은 프로세서의 총 에너지 소모를 줄여주는 결과로 이어질 것으로 기대된다. 본 논문에서는 내장형 프로세서에 적합한 저전력 1차 명령어 캐쉬를 설계하는 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법은 명령어 캐쉬를 여러 개의 작은 서브 캐쉬들로 분할하는 기법을 통해 명령어 접근 시 활성화되는 캐쉬의 크기를 줄임으로써 1차 명령어 캐쉬에서 소모되는 동적 에너지를 감소시켜 준다. 또한, 하나의 서브 캐쉬 크기를 페이지 크기와 동일하게 함으로써 캐쉬 내에서 태그가 차지하는 칩 공간을 없애고, 태그 비교에 소모되는 에너지도 없애는 효과를 얻는다. 제안하는 1차 명령어 캐쉬는 물리적인 접근 시간 감소를 통해 캐쉬 분할로 인한 성능 저하를 최대한 줄이고, 에너지 감소 효과는 최대로 얻고자 한다. 모의 실험 결과, 제안하는 구조는 기존의 1차 명령어 캐쉬 구조와 비교하여 명령어 접근에 소모되는 동적 에너지를 평균 $37%{\sim}60%$ 감소시키는 결과를 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권8B호
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• pp.787-795
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• 2002

본 논문에서 OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 시스템용 2K/4K/8K-point 복소 FFT (Fast Fourier Transform) 프로세서의 구조와 그 구현방법을 제안한다. 제안하는 프로세서의 구조는 긴 길이의 DFT를 짧은 길이의 다차원 DFT로 분할하기 위하여 쿨리-투키 알고리듬에 기반 한다. 전치 메모리, 셔플 메모리, 메모리 합성 방법은 다차원 변환을 위한 메모리의 능률적 조작을 위해 사용한다. Booth 알고리듬과 CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) 프로세서는 각 차원에서 트위들 팩터 곱셈을 위해 사용한다. 또한, CORDIC 프로세서에는 트위들 팩터를 저장하기 위해 필요한 ROM의 사용을 막기 위해 트위들 팩터 발생 방법을 제안한다. 전체 2K/4K/8K FFT 프로세서는 600,000 게이트를 사용하며, 1.8V, 0.18${\mu}m$ CMOS를 이용해 구현한다. 제안하는 프로세서는 8K-point FFT를 273${\mu}s$마다, 2K-point를 68.26${\mu}s$마다 수행할 수 있으며, SNR은 DVB-T의 OFDM을 위해 충분한 48dB를 넘는다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2569-2578
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• 2009

Core-A 마이크로프로세서는 32-bit RISC 구조의 국산 임베디드 마이크로프로세서로서 특허청의 지원을 받아 KAIST의 주관아래 개발된 프로세서이다. 본 논문에서는 Core-A 마이크로프로세서와 코프로세서간의 인터페이스 방안에 대하여 분석하고 효율적인 구조를 제안한다. 인터페이스 방안의 검증을 위해 코프로세서로 사용된 AES 암호 프로세서는 128-bit의 키와 블록을 갖는 대칭키 암호 알고리즘이다. 코프로세서 인터페이스 회로와 AES 암호프로세서는 Verilog-HDL로 작성되었으며, Modelsim 시뮬레이터를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 삼성 0.35um CMOS 표준 셀 라이브러리를 사용하여 AES를 제외한 코프로세서 인터페이스 부분을 합성한 결과 약 90Mhz의 동작주파수를 가지며, 3743개의 게이트수로 구성되었다. 본 논문에서 구현한 코프로세서 인터페이스 회로는 Core-A와 코프로세서간의효율적인 명령어 및 데이터 전달을 수행할수있다.