• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.5
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• pp.297-305
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• 2006

Trace-driven simulation is widely used for measuring the performance of a microprocessor in its initial design phase. However, since it requires much time and disk space, the statistical simulation has been studied as an alternative method. In this paper, statistical simulations are performed for a high performance superscalar microprocessor with a perceptron-based multiple branch predictor. For the verification, various hardware configurations are simulated using SPEC2000 benchmarks programs as input. As a result, we show that the statistical simulation is quite accurate and time saving for the evaluation of microprocessor architectures with multiple branch prediction.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2014.04a
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• pp.33-36
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• 2014

최근 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 모바일 디바이스가 상용화 되어감에 따라 그 안에서 핵심적인 처리기능을 담당하는 프로세서의 코어 수가 점차적으로 늘어나고 있다. 많은 수의 코어를 효율적으로 사용하기 위해 여러 가지 메커니즘이 구현되어 있으나, 단일 프로세스를 순차적으로 실행하는 경우 여전히 성능에서의 한계가 존재한다. 병렬화 되어 있지 않은 프로세스의 경우, Amdahl's Law[1]에 따르면 순차적으로 실행을 할 수 밖에 없는 부분이 존재하고, 이 부분은 하나의 코어에서만 실행되기 때문에 많은 연산 자원들이 낭비되는 현상이 발생한다. 본 논문은 다중 코어 환경에서 이러한 잉여자원을 효과적으로 사용하기 위해 Back-end Fusion 이라는 구조를 제안하여 프로세서의 성능 향상을 위한 연구를 진행하였다. Back-end Fusion 이란, 연산 처리를 담당하는 back-end 부분(execution unit, writeback 단계 등)을 필요에 따라 코어 간에 동적으로 재구성하여 성능을 향상시키는 메커니즘이다. 이 재구성된 프로세서의 back-end 를 효율적으로 사용하기 위해, 종속성과 로드 밸런스 등을 고려한 인스트럭션 분배 알고리즘을 함께 제안한다. Intel 사의 x86 Instruction Set Architecture(ISA)를 기반으로 한 시뮬레이터를 이용하여 Back-end Fusion 프로세서의 성능을 측정 해 본 결과 기존의 단일 코어 프로세서에 비해 평균 32.2%의 성능 향상을 확인할 수 있었다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.19 no.1
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• pp.239-245
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• 2019

RISC-V is a free and open ISA enabling a new era of processor innovation through open standard collaboration. Born in academia and research, RISC-V ISA delivers a new level of free, extensible software and hardware freedom on architecture, paving the way for the next 50 years of computing design and innovation. In this paper, according to the emergence of RISC-V architecture, we describe the RISC-V processor instruction set constituted by arithmetic logic, memory, branch, control, status register, environment call and break point instructions. Using ModelSim and Quartus-II, 38 instructions of RISC-V has been successfully simulated and synthesized.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.41 no.5
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• pp.283-290
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• 2004

In this paper, a low-power structure for 512 tap FIR filter in MPEG audio algorithm is proposed. By using CSD(Canonic Signed Digit) form filter coefficients and maximum sharing of input signal sample, it is shown that the number of adders of proposed structure can be minimized. To minimize the number of adders, the proposed structure utilizes the 4 steps of sharing, i.e., common input sharing, linear phase symmetric filter coefficient sharing, block sharing for common input, and common sub-expression sharing. Through Verilog-HDL coding, it is shown that reduction rates in the implementation area and relative power consumption of the proposed structure are 60.3% and 93.9% respectively, comparison to those of the conventional multiplier structure.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.04b
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• pp.1365-1368
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• 2002

OFDM은 제4세대 변조기술로 일컬어지는 방식이다. 이는 최근 유럽에서 디지털 오디오 방송(DAB)과 디지털 비디오 방송(DVB)에 표준이 되었으며, IEEE 802.11a 무선 LAN 에서도 이 방식을 채택했고, ADSL, VDSL 등에서도 사용되어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 OFDM 방식의 핵심이라고 할 수 있는 64포인트 FFT(Fast Fourier Transform)하드웨어 프로세서의 여러 가지의 구현된 예를 비교 분석하고, 가장 효율적인 방법인 Radix-2 SDF(Singlepath Delay Feedback)[1] 방법을 개선하여 새로운 구조를 제안하였다. 동일한 속도 성능을 가지는 여러구조 중에서 적은 수의 지연소자를 활용하여 FFT 크기를 작게 한 것이 SDF 방식으로 가장 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 SDF 방식이 내부적으로 4개의 복소곱셈기를 필요로 하는데 비해 2개의 복소곱셈기만을 사용하는 구조로 변형하고 컨트롤을 조절하여 새로운 구조를 설계하였다. 구현한 결과, FFT에서 전체 구조의 약 80%를 차지하는 복소곱셈기의 수를 절반으로 줄여 FFT 하드웨어 크기를 SDF 방식의 60% 정도로 줄일 수 있게 되었고, 이러한 구현방식은 64포인트 FFT만이 아닌 더 큰 크기의 FFT를 구현함에 있어서도 동일하게 적용할 수 있으며 현재 국내외에 발표된 논문 중 성능 대 면적비가 가장 우수한 구조이다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1998.10a
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• pp.463-466
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• 1998

본 논문에서는 메시지 패싱 전송을 기반으로 하는 병렬 처리 시스템의 상호연결망 구조와 특성을 조사하고 비교한다. 특히, 상용 시장에서 널리 알려진 대표적인 병렬 처리 시스템의 상호연결망 특성과 ETRI에서 개발된 고속 병렬 컴퓨터(SPAX)의 계층 크로스바 상호 연결망(Xcent-Net) 특성을 상호 비교한다. 메시지 패싱 전송 기반의 상호연결망은 일반적으로 확장성이 우수하여 대규모 병렬 처리 시스템을 구축하는데 유리하다. Cray T3E 시스템, Intel ASCI TFLOPS 시스템, Tandem Himalaya S70000 시스템, IBM RS6000 SP2 시스템등은 메시지 패싱 상호연결망을 기반으로 수백개에서 수천개의 대규모 프로세서를 연결한 병렬 처리 시스템이다. ETRI SPAX 시스템은 Xcent-Net 메시지 패싱 상호연결망을 기반으로 최대 256개 프로세서를 연결한 고속 병렬 처리 시스템으로 우수한 확장성과 높은 성능을 제공한다. 본 논문에서는 상호연결망의 구조와 함께 라우팅 스위치 구조 및 특성을 중심으로 전송 지연시간, 그리고 노드당 전송 대역폭 특성을 비교한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.143-146
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• 2003

본 논문에서는 미디어 프로세서에서 메모리 참조시 평균 메모리 참조 지연시간을 줄이기 위하여 지역성이 높으나 재사용성이 떨어지는 미디어 데이터를 지역성과 재사용성이 높은 일반 데이터로부터 분리하여 별도의 캐시에 저장하도록 하는 캐시 구조를 제안하였다. 또한, 미디어 데이터의 선인출 기법을 캐시 운영 전략으로 채택하도록 하여 평균 메모리 지연시간을 단축하였다. EPIC, JPEG 벤치마크에 대한 실험결과, 미디어 데이터를 일반 데이터 캐시와 구분한 이중캐시 구조가 하나의 캐시에 모든 데이터를 저장하는 단일캐시구조에 비하여 캐시미스횟수가 감소하였음을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2008.06a
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• pp.429-430
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• 2008

FFT(Fast Fourier Transform)는 멀티미디어 통신 및 디지털 신호처리 분야, 특히 무선통신이나 디지털 방송 등에서 쓰이는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에서 필수적인 역할을 하고 있다. 본 논문에서는 파이프라인 FFT 프로세서 설계의 다양한 알고리즘 및 하드웨어 구조에 대해 살펴보고 이를 한 눈에 파악할 수 있는 설계 가이드라인을 제시한다. 또한 분석 중 Radix-2 Single-path Delay Feedback의 복소곱셈기의 비효율적인 면을 찾고 새로운 R2SDF 구조를 제안한다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.119-122
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• 2000

본 논문에서는 MPEG-2 AAC 디코더를 고정소숫점 DSP 프로세서로 구현할 때 연산 구조에 따른 연산량 및 메모리 소요량 등의 측면에서의 최적 구현구조를 도출하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 AAC의 주요 기능블록들인 inverse quantizer, predictor, TNS, IMDCT/Windowing등을 대상으로 연산 비트수 및 데이타 표현 구조에 따른 디코더의 성능 변화를 시뮬레이션 한 후 이를 통해 얻어진 결과를 적용하여 16 비트 Teaklite DSP 프로세서 상에서 AAC 디코더를 구현하였다. 구현한 디코더는 일정수준의 음질을 유지하면서도 경제적인 메모리 소요를 보였으며 실시간으로 동작하는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2019.10a
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• pp.24-27
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• 2019

Meltdown, Spectre 등 하드웨어의 취약점을 이용하는 side-channel 공격이 주목을 받으면서 주요 microarchitecture 구조에 대한 철저한 이해의 필요성이 커지고 있다. 현대 마이크로프로세서에서 branch prediction이 갖는 중요성에도 불구하고 세부적인 사항은 거의 알려지지 않았으며 잠재적 공격에 대비하기 위해서는 반드시 현재 드러난 정보 이상의 detail을 탐구하기 위한 시도가 필요하다. 본 연구에서는 Performance Monitor Counter를 이용해 branch 명령어를 포함한 프로그램이 실행되는 동안 Branch Prediction Unit에 의한 misprediction 이벤트가 발생하는 횟수를 체크하여 인텔 하스웰, 스카이레이크에서 사용되는 branch target buffer의 구조를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 연구를 통해 해당 프로세서의 BTB의 size, number of way를 추정할 수 있었다.