• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.999-1002
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• 2013

실시간 영상처리를 위해 다양한 시스템이 개발되고 있으며, 이들은 주로 고성능 프로세서에 의존한다. 하지만 이러한 영상처리 시스템은 상대적으로 낮은 성능의 모바일 시스템이나 저전력을 요구하는 시스템에는 적용하기 힘들다. 따라서 다양한 어플리케이션에 적용을 하기 위해서는 영상처리를 위한 좀 더 효율적인 방법이 필요하다. 본 논문에서는 상대적으로 낮은 성능의 시스템에서도 실시간 영상처리가 가능하도록 인트라 예측기 원리를 이용하여 영상의 처리 범위를 제한하는 전처리 방법을 고안하였고, 이러한 전처리기를 하드웨어 코어로 하는 시스템 구성을 제안한다. 또한 하드웨어 코어 구현 결과와 이를 이용한 영상 처리량 감소 방안을 제시한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.191-196
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• 2016

최근에 이르러, 임베디드 시스템 및 모바일 장치 뿐만이 아니라 고성능 마이크로프로세서 및 멀티코어프로세서의 전력 소비량이 매우 중요하게 대두되고 있다. 특히, 스마트폰과 태블릿 PC의 광범위한 사용으로 인하여 프로세서의 저전력 소비가 무엇보다 요구된다. 본 논문에서는 고성능 마이크로프로세서에 대하여 빠른 속도를 갖는 명령어 자취형 (trace-driven) 모의실험기 기반의 전력 측정기를 개발하였다. 본 전력 측정기는 마이크로프로세서를 구성하는 복합 조합회로, 배열구조, CAM 구조를 기반으로 하였으며, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여 각 벤치마크의 평균 전력 소비량을 측정하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권1호
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• pp.55-62
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• 2007

모바일 기기와 같이 배터리에 의존적인 시스템에서 사용되는 임베디드 프로세서는 총 소모 전력의 많은 부분을 캐시에서 소모한다. 본 논문에서는 임베디드 프로세서용 고성능 선인출 데이터캐시의 저전력화 방안을 연구하였다. 고성능 선인출 데이터캐시에서 메모리 참조명령의 수행에 앞서 참조예측의 결과로 발생하는 선인출 명령은 캐시 적중률을 높여 메모리 참조 시간을 단축하는 반면 선인출 명령의 수에 비례하여 전력 소모가 증가한다. 본 논문에서는 선인출 데이터캐시에 태그이력표(tag history table)를 구비하여 병렬태그탐색을 최소화함으로써 전력 소모를 줄이는 캐시 구조를 제안하였다. 실험을 통해 확인한 결과 제안한 데이터캐시 구조가 기존 데이터캐시 구조에 비하여 수행 시간과 전력 소모를 모두 줄일 수 있음을 확인하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권4호
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• pp.226-239
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• 2013

A number of systems have several on-chip memories with cache memory being one of them. Conventional cache memory consists of SRAM but the ratio of static energy to the total energy of the memory architecture becomes larger as the leakage power of traditional SRAM increases. Spin-Torque Transfer RAM (STT-RAM), which is a variety of Non-Volatile Memory (NVM), has many advantages over SRAM, such as high density, low leakage power, and non-volatility, but it consumes too much writing energy. This study evaluated a wide range of energy consumptions of a two-level cache using NVM partially on a mobile processor. Through a number of experimental evaluations, it was confirmed that the use of NVM partially in the two-level cache effectively reduces energy consumption significantly.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.1405-1411
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• 2022

고성능 프로세서와 같은 하드웨어의 발전이 계속됨에 따라 임베디드 환경에서 전력관리는 여전히 중요한 문제이다. DVFS와 같은 전력관리방식은 네트워크 통신과 같은 폴링 기반의 입출력 프로그램에서 효율적인 전력관리를 위해 적응형 방식으로 CPU 주파수를 조절한다. 본 논문에서는 기존 전력관리방식에서의 문제점을 제시하고 새로운 전력관리 방식을 제안한다. 이를 통해 데이터 수신의 빈도가 낮은 상황에서는 폴링 주기를 늘려 전력소모를 줄일 수 있고, 반대로 데이터 수신이 빈번한 상황에서는 최대주파수로 동작하여 성능저하없이 동작 할 수 있다. 이를 임베디드 보드상에 코드계층으로 구현하고 Atmel사의 Power Debugger를 통해 실험 관찰한 결과 제안한 방식은 기존의 전력관리방식과 비교하여 전력소모에서 최대 30%의 성능향상을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.253-259
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• 2009

본 논문에서는 전용하드웨어를 사용하지 않는 새로운 구조의 범용 그래픽 쉐이더 프로세서를 제안한다. 최근 모바일 기기에서는 고성능을 유지하면서 저전력의 작은 크기를 가지는 그래픽 프로세서를 요구한다. 제안하는 쉐이더 프로세서는 OpenGL ES 2.0 그래픽 파이프라인 전체를 쉐이더 명령어로 실행할 수 있는 GP-GPU 구조를 갖는다. 프로그램을 구현하여 하나의 프로세서로 모든 그래픽 파이프라인 처리가 가능하기 때문에 Rasterization Unit과 같은 별도의 전용 하드웨어를 필요로 하지 않는다. 따라서 쉐이더 프로세서 하나로 Fully Programmable 3D Graphics Engine 구현이 가능하며 기존 쉐이더 프로세서에 비해 하드웨어 크기를 60% 줄였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1-9
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• 2016

Recent embedded processors employ set-associative L1 instruction cache to improve the performance. The energy consumption in the set-associative L1 instruction cache accounts for considerable portion in the embedded processor. When an instruction is required from the processor, all ways in the set-associative instruction cache are accessed in parallel. In this paper, we propose the technique to reduce the energy consumption in the set-associative L1 instruction cache effectively by accessing only one way. Gshare branch predictor is employed to predict the instruction flow and determine the way to fetch the instruction. When the branch prediction is untaken, next instruction in a sequential order can be fetched from the instruction cache by accessing only one way. According to our simulations with SPEC2006 benchmarks, the proposed technique requires negligible hardware overhead and shows 20% energy reduction on average in 4-way L1 instruction cache.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1-10
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• 2010

프로세서 플랫폼이 무선의 모바일 시스템으로 변화하면서 내장형 모바일 프로세서들의 성능은 계속적으로 향상 되었으며 기능은 보다 더 강력해 지고 있다. 무선의 휴대용 장비들은 유선 장비에 비해 휴대용 전원에 의한 제한된 전력을 공급받기 때문에, 이러한 시스템들에 대한 효율적 에너지 관리 기술의 중요성은 점차 증가하고 있다. 한편, 메모리 시스템은 프로세서 관점에서 시스템 전체의 성능을저하 시키는 주된 요소 가운데 하나이다. 비록 휴대용 전원의 효과적 활용을 위한 DVFS 기법과 관련된 많은 연구들이 존재하지만, 프로세서와 메모리 사이의 상호 관계에 대한 최근의 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 무선의 모바일 장치들에서 활용되는 내장형 응용 프로그램의 장단기 메모리 접근 특성을 반영하기 위한 새로운 DVFS 레벨 예측 알고리즘을 소개한다. 모의 실험 결과 본 논문에서 제시하는 DVFS 정책은 메모리 접근이 많은 벤치마크 프로그램의 경우 5.86%의 소비 에너지 감소 효과를 보여주고 있으며, 평균적으로는 3.60%의 소비 에너지 감소 효과를 보여주고 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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• pp.157-159
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• 2014

In this paper, we introduce SlimSRP, an ultra-low-power digital signal processor (DSP) solution for mobile audio and voice applications. So far, application processors (APs) have taken charge of all the tasks in mobile devices. However, they have suffered from short battery life problems to deal with complex usage scenarios, such as always-on voice trigger with continuous audio playback. From extensive analysis of audio and voice application characteristics, SlimSRP is designed to relive the performance and power burden of APs. It employs three-issue VLIW architecture, and the major low-power and high-performance techniques include: (1) an optimized register-file architecture friendly for constants generation, (2) a powerful instruction set to reduce the number of register file accesses and (3) a unique instruction compression scheme that contributes to saved memory size and reduced cache miss. An implementation of SlimSRP runs at up to 200MHz and the logic occupies 95K NAND2 gates in Samsung 28LPP process. The experimental results demonstrate that a MP3 decoder application with a 128kbps 44.1kHz input can run at 5.1MHz and the logic consumes only 22uW/MHz.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.1-9
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• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하면서 고성능, 저전력 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 높아지고 있는 추세이다. 주문형반도체 (ASIC)는 모바일 멀티미디어에서 요구되는 고성능을 만족시키지만 다양한 형태의 멀티미디어 애플리케이션에서 요구되는 범용성을 만족시키지 못한다. 반면 DSP기반의 시스템은 범용성에 기인하여 다양한 형태의 애플리케이션에서 사용될 수 있으나, 주문형반도체 보다 높은 가격, 전력소모 및 낮은 성능을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 범용성을 유지하면서 고성능, 저전력으로 영상데이터 처리가 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD)처리 방식의 매니코어 프로세서를 제안한다. 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트(processing element, PE)로 구성되어 영상데이터 처리에 내재한 무수한 데이터 레벨 병렬성을 높인다. 모의 실험한 결과, 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 현재 상용 고성능 프로세서보다 평균 22배의 성능, 7배의 에너지 효율 및 3배의 시스템 면적 효율을 보였다.