• 제목/요약/키워드: Arithmetic Operation Algorithm

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고효율 산술연산기시스템 구성에 관한 연구 (A Study on Construction the Highly Efficiency Arithmetic Operation Unit Systems)

  • 박춘명
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.856-859
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    • 2005
  • 본 논문에서는 Galois체에 기초를 둔 고효율 산술연산기 구성에 관한 한가지 방법을 제안하였다. 제안한 연산기는 기존의 방법에 비해 좀 더 규칙적이고 확장성이 용이한 이점이 있으며, 또한, 각종 멀티미디어 하드웨어 구성시의 기본인 연산기로 적용 및 응용할 수 있다. 향 후 연구과제로는 좀 더 콤팩트하고 효과적인 산술연산 알고리즘의 도출이 필요하며, 이에 논리 연산기를 접목하여 산술연산 및 논리연산을 수행하는 연산전용 프로세서의 개발이 필요하다.

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모바일 3D 그래픽 프로세서의 지오메트리 연산을 위한 부동 소수점 연산기 구현 (A design of Floating Point Arithmetic Unit for Geometry Operation of Mobile 3D Graphic Processor)

  • 이지명;이찬호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.711-714
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    • 2005
  • We propose floating point arithmetic units for geometry operation of mobile 3D graphic processor. The proposed arithmetic units conform to the single precision format of IEEE standard 754-1985 that is a standard of floating point arithmetic. The rounding algorithm applies the nearest toward zero form. The proposed adder/subtraction unit and multiplier have one clock cycle latency, and the inversion unit has three clock cycle latency. We estimate the required numbers of arithmetic operation for Viewing transformation. The first stage of geometry operation is composed with translation, rotation and scaling operation. The translation operation requires three addition and the rotation operation needs three addition and six multiplication. The scaling operation requires three multiplication. The viewing transformation is performed in 15 clock cycles. If the adder and the multiplier have their own in/out ports, the viewing transformation can be done in 9 clock cycles. The error margin of proposed arithmetic units is smaller than $10^{-5}$ that is the request in the OpenGL standard. The proposed arithmetic units carry out operations in 100MHz clock frequency.

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전류모드 CMOS에 의한 다치 연산기 구현에 관한 연구 (A Study on Implementation of Multiple-Valued Arithmetic Processor using Current Mode CMOS)

  • 성현경;윤광섭
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권8호
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    • pp.35-45
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    • 1999
  • 본 논문에서는 $GF(p^m)$상에서 두 다항식의 가산 및 승산 알고리즘을 제시하였고, 가산 및 승산 알고리즘을 수행하는 전류 모드 CMOS에 의한 $GF(4^3)$상의 직렬 입력-병렬 출력 모듈 구조의 4치 연산기를 구현하였다. 제시된 전류 모드 CMOS 4치 연산기는 가산/승산 선택 회로, mod(4) 승산 연산 회로, mod(4) 가산 연산 회로를 2개 연결하여 구성한 MOD 연산회로, mod(4) 승산 연산 회로와 동일하게 동작하는 원시 기약 다항식 연산 회로에 의해 구현하였으며, PSpice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대하여 동작 특성을 보였다. 제시된 회로들의 시뮬레이션은 $2{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하고, 단위 전류를 $15{\mu}A$로 하였으며, VDD 전압은 3.3V을 사용하였다. 본 논문에서 제시한 전류 모드 CMOS의 4치 연산기는 회선 경로 선택의 규칙성, 간단성, 셀 배열에 의한 모듈성의 이점을 가지며, 특히 차수 m이 증가하는 유한체상의 두 다항식의 가산 및 승산에서 확장성을 가지므로 VLSI화 실현에 적합할 것으로 생각된다.

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자기검사 Pulse별 잉여수연산회로를 이용한 고신뢰화 Fault Tolerant 디지털필터의 구성에 관한 연구 (Implementation of High Reliable Fault-Tolerant Digital Filter Using Self-Checking Pulse-Train Residue Arithmetic Circuits)

  • 김문수;손동인;전구제
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.204-210
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    • 1988
  • The residue number system offers the possibility of high-speed operation and error detection/correction because of the separability of arithmetic operations on each digit. A compact residue arithmetic module named the self-checking pulse-train residue arithmetic circuit is effectively employed as the basic module, and an efficient error detection/correction algorithm in which error detection is performed in each basic module and error correction is performed based on the parallelism of residue arithmetic is also employed. In this case, the error correcting circuit is imposed in series to non-redundant system. This design method has an advantage of compact hardware. Following the proposed method, a 2nd-order recursive fault-tolerant digital filter is practically implemented, and its fault-tolerant ability is proved by noise injection testing.

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H.264/AVC를 위한 효율적인 이진 산술 부호화기 설계 (Design of an Efficient Binary Arithmetic Encoder for H.264/AVC)

  • 문전학;김윤섭;이성수
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권12호
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    • pp.66-72
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    • 2009
  • 본 논문에서는 H.264/AVC에서 사용되는 엔트로피 부호화 방법 중 하나인 CABAC를 위한 효율적인 이진 산술 부호화기를 제안한다. 기존의 이진 산술 부호화 알고리즘은 연산의 복잡도와 각 단계간의 데이터 의존도가 매우 높기 때문에 빠른 연산이 어렵다. 따라서 연산 과정의 복잡도와 데이터 의존도를 줄이기 위하여 재정규화 과정을 효율적으로 처리할 수 있는 2단 파이프라인 구조를 사용한다. 하드웨어 면적을 줄이기 위해서 문맥 모델 갱신기는 transIdxMPS 표를 간단한 식으로 표현하고, transIdxLPS 표와 rangeTabLPS 표를 함께 구현한다. 산술 연산기는 입력 값의 발생 확률에 따라 일반 모드, 우회 모드, 종결 모드로 나누어 설계하여 각 모드마다 최대 속도로 동작할 수 있게 한다. 제안하는 이진 산술 부호화기는 0.18um 표준 셀 라이브러리에서 7282 게이트의 면적을 사용하며 입력 심벌 당 소요되는 사이클 수는 약 1을 갖는다.

A Learning Algorithm of Fuzzy Neural Networks Using a Shape Preserving Operation

  • Lee, Jun-Jae;Hong, Dug-Hun;Hwang, Seok-Yoon
    • Journal of Electrical Engineering and information Science
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    • 제3권2호
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    • pp.131-138
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    • 1998
  • We derive a back-propagation learning algorithm of fuzzy neural networks using fuzzy operations, which preserves the shapes of fuzzy numbers, in order to utilize fuzzy if-then rules as well as numerical data in the learning of neural networks for classification problems and for fuzzy control problems. By introducing the shape preseving fuzzy operation into a neural network, the proposed network simplifies fuzzy arithmetic operations of fuzzy numbers with exact result in learning the network. And we illustrate our approach by computer simulations on numerical examples.

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A Study on the Design of DCT Module using Distributed Arithmetic Method

  • Yang Dong Hyun;Ku Dae Sung;Kim Phil Jung;Yon Jung Hyun;Kim Sang Duk;Hwang Jung Yeun;Jeong Rae Sung;Kim Jong Bin
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.636-639
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    • 2004
  • In present, there are many methods such as DCT, Wavelet Transform, or Quantization -to the image compression field, but the basic image compression method have based on DCT. The representative thing of the efficient techniques for information compression is DCT method. It is more superior than other information conversion method. It is widely applied in digital signal processing field and MPEG and JPEG which are selected as basis algorithm for an image compression by the international standardization group. It is general that DCT is consisted of using multiplier with main arithmetic blocks having many arithmetic amounts. But, the use of multiplier requires many areas when hardware is embodied, and there is fault that the processing speed is low. In this paper, we designed the hardware module that could run high-speed operation using row-column separation calculation method and Chen algorithm by distributed arithmetic method using ROM table instead of multiplier for design DCT module of high speed.

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JPEG2000 CODEC을 위한 Entropy 코딩 알고리즘의 VLSI 설계 (A VLSI Design of Entropy Coding Algorithm for JPEG2000 CODEC)

  • 이경민;오경호;정일환;김영민
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권1C호
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    • pp.35-44
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    • 2004
  • 본 논문은 차세대 정지영상 압축방식인 JPEG2000 코덱의 엔트로피 코딩 알고리즘의 하드웨어적 구조를 제안하고, 설계하였다. 구현된 엔트로피 코더는 컨텍스트 기반의 산술부호화기로서 컨텍스트 추출부(CE)와 산술부호화기(AC)로 구성된다. CE는 각 코팅패스에서 코딩에 참여하지 않는 샘플은 skipping 함으로써 동작속도를 향상시켰으며, AC는 MQ coder에 기반을 둔 산술부호화기로서, 곱셈과 나눗셈 연산대신 단순 가감산과 shift 연산망을 이용하여 구조를 단순화하고 연산량을 줄임으로써 동작속도를 향상시켰다. 설계된 엔트로피 코더는 VHDL 모델링후 Xilinx FPGA technology를 이용하여 합성한 후 동작을 검증하였으며, 30MHz의 동작속도를 보인다.

IEEE 754 단정도 부동 소수점 연산용 곱셈기 설계 (Design of a Floating Point Multiplier for IEEE 754 Single-Precision Operations)

  • 이주훈;정태상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.778-780
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    • 1999
  • Arithmetic unit speed depends strongly on the algorithms employed to realize the basic arithmetic operations.(add, subtract multiply, and divide) and on the logic design. Recent advances in VLSI have increased the feasibility of hardware implementation of floating point arithmetic units and microprocessors require a powerful floating-point processing unit as a standard option. This paper describes the design of floating-point multiplier for IEEE 754-1985 Single-Precision operation. Booth encoding algorithm method to reduce partial products and a Wallace tree of 4-2 CSA is adopted in fraction multiplication part to generate the $32{\times}32$ single-precision product. New scheme of rounding and sticky-bit generation is adopted to reduce area and timing. Also there is a true sign generator in this design. This multiplier have been implemented in a ALTERA FLEX EPF10K70RC240-4.

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캐리-세이브 가산기에 기초한 연산 하드웨어 최적화를 위한 실질적 합성 기법 (A Practical Synthesis Technique for Optimal Arithmetic Hardware based on Carry-Save-Adders)

  • 김태환;엄준형
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제28권10호
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    • pp.520-529
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    • 2001
  • 캐리-세이브 가산기(CSA)는 빠른 수행과 작은 면적을 가지는 연산 하드웨어 구현에서 가장 효과적으로 사용되는 연산 셀들 중의 하나이다. 현재 CSA 적용기술의 근복적인 약점을 그 적용이 덧셈식으로 직접 변환되는 부분에 해당되는 회로에만 가능하다는 것이다. 이러한 제한점을 극복하기위하여, 우리는 새로운 몇가지 CSA 변환 기법들을 제안한다. 구체적으로 멀티플렉서를 포함한 연산에서의 CSA 변환, 다수 회로를 포함한 연산에서의 CSA 변환, 곱셈 연산을 내포한 연산에서의 CSA 변화를 제안한다. 또한 이러한 기법들을 실제의회로 합성에서 효과적으로 적용하는 통합 알고리즘을 제안한다. 우리는 다양한 실험을 통하여 제시된 기법들에 기반한 우리의 알고리즘의 기존의 CSA 방법들과 비교하여 실제적인 회로 합성에서 매우 효율적임을 보인다.

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