• ETRI Journal
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• 제25권5호
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• pp.337-344
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• 2003

In this paper, we introduce a fully synthesizable 32-bit embedded microprocessor core called the AE32000B. The AE32000B core is based on the extendable instruction set computer architecture, so it has high code density and a low memory access rate. In order to improve the performance of the core, we developed and adopted various design options, including the load extension register instruction (LERI) folding unit, a high performance multiply and accumulate (MAC) unit, various DSP units, and an efficient coprocessor interface. The instructions per cycle count of the Dhrystone 2.1 benchmark for the designed core is about 0.86. We verified the synthesizability and the area and time performances of our design using two CMOS standard cell libraries: a 0.35-${\mu}m$ library and a 0.18-${\mu}m$ library. With the 0.35-${\mu}m$ library, the core can be synthesized with about 47,000 gates and operate at 70 MHz or higher, while it can be synthesized with about 53,000 gates and operate at 120 MHz or higher with the 0.18-${\mu}m$ library.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.192-200
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• 2000

8비트와 16비트 마이크로 프로세서는 소규모 제어기기에 많이 사용되고 있다. 이러한 실장 제어용 마이크로 프로세서는 CP와 메모리 및 입출력 회로가 하나의 반도체에 집적되어야 하므로 회로가 간단하고, 코드 밀도가 높은 것이 요구되고 있다. 본 논문에서는 코드 밀도가 높은 EISC(Extendable Instruction Set Computer)구조를 가지는 16비트 마이크로 프로세서인 SE1608을 제안한다. SE1608은 8개의 범용 레지스터를 가지며, 16비트 고정 길이 명령어, 짧은 오프셋 인덱스 어드레싱과 짧은 상수 오퍼랜드 명령어를 가지며, 확장 레지스터와 확장 프래그를 사용하여 오프셋 및 상수 오퍼랜드를 확장할 수 있다. SE1608은 FPGA로 구현하여 약 12,000 게이트가 소요되었으며, 8MHz에서 모든 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였고, 크로스 어셈블러와 크로스C /C++컴파일러 및 명령어 시뮬레이터를 설계하고 동작을 검증하였다. SE1608의 코드 밀도는 16비트 마이크로 프로세서인 H-8300의 140%, NM10200의 115%로 현격하게 높은 장점을 가진다. 따라서 하드웨어가 간단하고, 프로그램 메모리 크기가 작아지므로 실장 제어용 마이크로 프로세서에 적합하여 폭 넓은 활용이 기대된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.103-112
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• 2007

본 논문은 uC/OS-II 실시간 커널이 관리하는 주 자원인 마이크로프로세서와 메모리를 가상화하여 하나의 마이크로프로세서 상에서 다수의 uC/OS-II 실시간 커널을 수행시키는 하이퍼바이저를 구현하였다. 마이크로프로세서는 uC/OS-II 실시간 커널이 처리하는 인터럽트들을 제어하는 알고리즘을 적용하여 가상화하고 메모리는 물리적 메모리를 파티션하는 방식을 사용하여 가상화한다. 개발된 하이퍼바이저 프로그램은 타이머 인터럽트와 소프트웨어 인터럽트를 가상화하는 인터럽트 제어 루틴들, 하이퍼바이저와 각 커널을 정상 수행 상태까지 유도하는 코드, 그리고 가상화된 두 커널 사이에 데이터 전달을 제공하는 API로 구성되어 있다. 기존의 uC/OS-II 실시간 커널은 개발한 하이퍼바이저 상에서 수행되기 위하여 소스 코드 레벨에서 수정이 필요하다. 구현된 하이퍼바이저는 Jupiter 32비트 EISC 마이크로프로세서 상에서 실시간 동작 시험 및 독립 수행 환경 시험을 거친 결과 가상화 커널이 정상적으로 수행되는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 다수의 내장형 마이크로프로세서가 요구되는 응용 분야에 활용될 경우 하드웨어 가격 절감효과를 얻을 수 있으며 내장형 시스템의 부피, 무게 및 전력 소비량을 줄이는 효과가 있음을 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.128-135
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• 2010

Recently complexity of embedded software cause to be used real-time operating system (RTOS) to implement various functions in the embedded system. And also, according to requirement of complex functions in embedded systems, the number as well as complexity of tasks get increased continuously. In case that many tasks collaborated in a microprocessor, context switching time between tasks is a overhead waisting a CPU resource. Therefore the time of task context switching is an important factor that affects performance of RTOS. In this paper, we concentrate on the improvement of task context switch for reducing overhead and achieving fast response time in RTOS. To achieve these goal, we suggest multiple register files and task context switching algorithm. By reducing the context switch overhead, we try to ease scheduling and assure fast response times in multitasking environment. As a result, the context switch overhead decreased by 8~16% depend on the number of register files, and some task set which are not schedulable with single register file are schedulable due to that decrease with multiple register files.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.19-24
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• 2008

To reduce time-to-market, more and more embedded system developers and system-on-chip designers rely on microprocessor-based design methodology. ARM processor has been a major player in this industry over the last 10 years. However, there are many restrictions on developing embedded software using ARM processor in the early design stage. For those who are not familiar with embedded software development environment or who cannot afford to have an expensive embedded hardware equipment, testing their software on a real ARM hardware platform is a challenging job. To overcome such a problem, we have designed VMA (Virtual ARM Machine), which offers easier testing and debugging environment to ARM based embedded system developers. Major benefits that can be achieved by utilizing a virtual ARM platform are (1) reducing development cost, (2) lowering the entrance barrier for embedded system novices, and (3) making it easier to test and debug embedded software designs. Unlike many other purely software-oriented ARM simulators which are independent of real hardware platforms, VMA is specifically targeted on SYS-Lab 5000 ARM hardware platform, (designed by Libertron, Inc.), which means that VMA imitates behaviors of embedded software as if the software is running on the target embedded hardware as closely as possible. This paper will describe how VMA is designed and how VMA can be used to reduce design time and cost.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.102-105
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• 2000

A simple digital control system has been developed for the frequency stabilization of an internal mirror He-Ne laser. The system is based on one chip microprocessor with embedded Basic interpreter. To stabilize the laser output frequency, the signal such as power difference or beat frequency between two modes is supplied and processed by a microprocessor, and control signal is fed to the heating coil would round the laser tube for adjusting the spacing of the laser cavity mirror. Newly developed frequency stabilization system is totally digitized. The system and the frequency stability performance are briefly described.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.257-260
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• 1999

We have designed a 32-bit RISC microprocessor with 16/32-bit fixed-point DSP functionality. This processor, called YRD-5, combines both general-purpose microprocessor and digital signal processor (DSP) functionality using the reduced instruction set computer (RISC) design principles. It has functional units for arithmetic operation, digital signal processing (DSP) and memory access. They operate in parallel in order to remove stall cycles after DSP and load/store instructions with one or more issue latency cycles. High performance was achieved with these parallel functional units while adopting a sophisticated 5-stage pipeline structure and an improved DSP unit.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.112-117
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• 2009

An animal assisted therapy (AAT) for handicapped child's psychotherapy has been reported by some researches. A robot can be substituted for the role of a real animal of the AAT. The robot for the AAT is called RAT (Robot Assisted Therapy). It consists of four parts: microprocessor-based MCU(Micro Control Unit), sensing part with various sensors, the movement part operated by some motors, and the exterior with soft feel. We will here introduce the RAT.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.219-224
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• 2017

최근에 이르러, 임베디드시스템, 이동단말기 뿐만이 아니라 고성능 마이크로프로세서 및 멀티코어프로세서에서 DRAM에 대한 중요성이 날로 증가되고 있다. 이에 발맞추어 산업계와 학계에서 미래의 DRAM에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 모의실험을 통하여 마이크로프로세서의 성능을 평가할 때 보다 정확한 DRAM 모델을 갖추는 것이 중요하다. 본 논문에서는 DRAM 시뮬레이터와 연동할 수 있는 명령어 자취형 (trace-driven) 마이크로프로세서 모의실험기를 개발하였다. 또한, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여, 싸이클 단위로 정확하게 동작하는 DD3 모델이 마이크프로세서의 성능에 끼치는 영향을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권7호
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• pp.1332-1339
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• 2001

SoC(System on Chip) 기술은 높은 융통성을 제공하므로 실장제어 분야에서 널리 활용되고 있다. 실장제어 시스템은 소프트웨어와 하드웨어를 동시에 개발하여야 하므로 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 설계시간과 비용을 줄이기 위해 고급언어 컴파일러에 적합한 명령어 세트를 가지는 마이크로프로세서가 요구된다. 또한 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의한 설계검증이 가능해야 한다. 본 논문에서는 소형 실장제어 시스템에 적합한 EISC(Extendable Instruction Set Computer) 구조에 기반한 16 비트 FPGA 마이크로프로세서인 EISC16을 제안한다. 제안한 EISC16은 짧은 길이의 오프셋과 작은 즉치값을 가진 16 비트 고정 길이 명령어 세트를 가진다. 그리고 16 비트 오프셋과 즉치 값은 확장 레지스터와 확장 플래그를 사용하여 확장한다. 또한, IBM-PC와 SUN 워크스테이션 상에서 C/C++ 컴파일러 빛 응용 소프트웨어를 설계하였다. 기존 16 비트 마이크로프로세서들의 C/C++ 컴파일러를 만들고 표준 라이브러리의 목적 코드를 생성하여 크기를 비교한 결과 제안한 EISC16의 코드 밀도가 높음을 확인하였다. 제안한 EISC16은 Xilinx의 Vertex XCV300 FPGA에서 RTL 레벨 VHDL로 설계하여 약 6,000 게이트로 합성되었다. EISC16은 ROM, RAM, LED/LCD 판넬, 주기 타이머, 입력 키 패드, 그리고 RS-232C 제어기로 구성한 테스트 보드에서 동작을 검증하였다. EISCl6은 7MHz에서 정상적으로 동작하였다.