• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
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• pp.18-19
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• 2014

멀티프로세서 시스템 온칩 (MPSoC) 플랫폼은 고성능 임베디드 시스템을 위한 핵심 구성요소이다. MPSoC 를 구성하는 각각의 처리요소 (processing element, PE)는 대응하는 태스크의 연산 특징에 맞춤으로 최적화되어 있어야 한다. 갈수록 증가하는 고성능의 요구에 따라 동종 MPSoC 는 각각의 태스크 연산 특징에 최적화된 다양한 PE 를 보유한 이기종 MPSoC 로 발전되어 왔다. 따라서 이기종 MPSoC 의 코어들은 응용에 특화된 맞춤형 명령어 세트로 설계된다. 하지만 이러한 이기종성은 다양한 태스크로 구성된 응용들을 어떻게 서로 다른 특성을 지닌 PE 들에 매핑해야 최적의 시스템을 구성할 지를 결정해야 하는 부담을 컴파일러와 같은 툴에 지우고 있다. 잘못된 매핑은 시스템 성능을 현저히 저하시킬 소지가 있다. 본 연구에서는 멀티미디어 응용 태스크의 연산 패턴을 분석하여 최적의 태스크 매핑을 결정하는 기법을 제안하고 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.846-848
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• 2008

최근들어 MPSoC 프로그래밍 방법에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 예전부터 연구가 진행된 모델 기반 프로그래밍 접근이나 UML 같은 모델기반 언어부터 최근에 많이 연구되고 있는 MPI[1] 나 OpenMP[2] 기반의 프로그래밍 방법, 그리고 그 외에도 다양한 접근 방식의 방법론이 연구되어 있다. 하지만 현재까지 대부분의 연구는 최종 결과물이 C 언어 형태로 나오게 되어 있다. 즉 MPSoC 환경을 위한 컴파일러가 따로 제작되어야 하고 이 점은 다양한 이종 MPSoC 환경이 존재한다는 점에서 컴파일러 제작에 많은 부담이 발생한다. 본 논문 본인이 이전에 연구했던 MPSoC 프로그래밍 플랫폼과 플랫폼에서 사용되는 입력 정보의 형태를 설명한다. 그리고 입력정보 형태를 변형하여 재겨냥성(retargetable) 컴파일러와 연동이 가능하게 하여 최종 결과물을 바이너리 형태로 생성할 수 있도록 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.82-85
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• 2010

MPSoC 는 하나의 칩 안에 여러 개의 프로세서와 이를 뒷받침 하는 다수/다량의 메모리 시스템, 인터페이스, 그리고 그 밖의 여러 IP 등을 탑재하는 기술을 말하며, 본 논문에서는 이종의 EISC 프로세서, DSP 프로세서와 2D 벡터 그래픽 가속기를 이용하여 4 개의 프로세서로 구성된 이종 MPSoC를 설계하였다. 설계한 이종 MPSoC 는 Global Foundies 0.13um MPW 공정으로 구현하였으며, 테스트 보드 상에서 2D 벡터 그래픽 가속기와 DSP 프로세서를 이용한 이미지 처리 및 오디오 재생을 통하여 동작을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권8호
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• pp.74-79
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• 2007

일반적으로 MPSoC(Multi-Processor System on a Chip)의 설계 및 구현을 위한 비용이 높고 시간이 오래 걸리며 복잡하기 때문에 이를 위한 IP(Intellectual Property)의 기능 및 성능을 검증하기 위해서는 플랫폼을 이용하여 테스트한다. 본 논문에서는 멀티 프로세서에서 CPU(Central Processing Unit) 간의 Interconnect Network 구조를 기반으로 하는 IP를 검증하기 위한 플랫폼 구조를 연구하고, 이를 바탕으로 응용 프로그램을 수행하였을 경우에 단일 프로세서를 사용했을 때보다 얼마나 많이 성능이 향상될 수 있는지를 보이고자 한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제34권8호
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• pp.697-707
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• 2007

임베디드 소프트웨어는 탑재될 하드웨어 아키텍처에 매우 의존적이기 때문에 플랫폼 특성을 고려한 소프트웨어 설계가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 MPSoC(Multi Processor System On Chip)용 플랫폼에 탑재될 임베디드 소프트웨어의 PIM(Platform Independent Model)을 PSM(Platform Specific Model)에 매핑하기 위한 기법을 제안하고, 매핑 결과에 대한 시뮬레이션을 통해 매핑 기법의 유효성을 검사하였다. 제안하는 방법은 UML(Unified Modeling Language) 기반의 객체지향 모델로부터 태스크를 도출하여 이 기종의 하드웨어 컴포넌트로 구성된 MPSoC 플랫폼에 할당하기 위한 것으로써, 할당의 정확성 및 신속성과 소프트웨어 병렬성을 극대화 할 수 있는 장점을 제공한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.94-101
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• 2010

최근 여러 개의 프로세서 및 메모리를 한 개의 칩에 구현하여 다양한 알고리즘을 구현하는 Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) 설계가 가능해지면서, 프로세서 간 interconnection을 최적화 하는 문제가 중요해졌다. Application에 따라서 최적 interconnection이 다르기 때문에, 체계적으로 다양한 사양에 적합한 interconnection 구조를 설계하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 프로세서가 4~16개 정도인 MPSoC application에서는 버스 구조가 적절한 점에 주목하여, 간단한 arbitration이 특징인 Single Arbitration Multiple Bus Accesses (SAMBA) 형 버스 구조를 이용하여, 다양한 application에 대한 성능 제약 조건을 만족하는 저비용 버스 구조를 찾는 새로운 방법을 제안하였다. 다양한 Application을 실험에 이용하여, 제안한 방법으로 성능 제약 조건 내에서 저비용 버스 구조를 찾았다. 같은 성능으로 최적화 전의 구조에 비해서 버스 분할에 필요한 로직 사용이 경우에 따라 약 50% 이상 감소한다. 또한 다양한 성능 조건에 대한 저비용 버스 구조를 찾을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권8호
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• pp.33-44
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• 2011

본 연구에서는 AMBA 3.0 AXI 프로토콜을 사용하여 고성능 및 저전력이 요구되는 MPSoC에 적합한 하이브리드 온-칩 버스구조를 설계하였다. AXI의 채널 중에서 트래픽이 많은 쓰기데이터 채널 및 읽기데이터 채널은 Crossbar 버스구조로 설계하여 고속 처리를 가능하게 하였다. 또한 MPSoC에서의 컴포넌트 추가에 따른 오버헤드(회로크기, 연결회선, 전력소모 등)를 줄이기 위해 트래픽이 적은 주소 채널과 쓰기 응답 채널은 Shared 버스구조로 공유하도록 설계하였다. 본 연구에서는 Hybrid 버스구조의 검증을 위해 Shared 버스구조 및 Crossbar 버스구조와 함께 시간, 공간, 파워 영역에서 각각 비교 실험하였다. $16{\times}16$ 버스 실험에서 Hybrid 버스구조는 Crossbar 버스구조와 비교해서 마스터의 대기시간은 약 9%, 전체 실행시간은 약 4%의 차이에 그쳐 비슷한 성능을 보여준다. 반면 오버헤드에서는 Crossbar 버스구조와 비교하여 회로 크기는 47%, 연결 회선 수는 52%, 동적 전력 소모는 66%의 감소 효과를 보인다. 따라서 본 연구에서 설계한 하이브리드 온-칩 버스구조는 Crossbar 버스 구조와 비교하여 고성능 및 저전력이 요구되는 MPSoC 인터커넥션에 매우 효과적임을 보이고 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (A)
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• pp.259-260
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• 2007

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.699-708
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• 2006

버스 분할 기법은 통신이 많은 모듈들을 가까이 배치하고 필요한 버스 단편만 사용함으로 버스 에너지 소비를 줄인다. 그러나 MPSoC와 같은 다중 프로세서 플랫폼에서는 캐시 일관성을 유지하기 위하여 모든 프로세서에서 버스 트랜잭션을 알아야 하므로, 기존의 버스 분할 기법을 적용할 수 없다. 본 논문에서는 공유 메모리 기반의 MPSoC 플랫폼에서 버스 에너지를 절감시키기 위한 버스 분할 기법을 제안한다. 제안된 버스 분할 기법은 비 공유 메모리와 공유 메모리의 버스를 분할함으로써, 캐시 일관성을 유지하며 비 공유 메모리를 참조할 때 소비하는 버스 에너지를 최소화시킨다. 또한, 태스크별 버스 트랜잭션 횟수를 기반하여 태스크를 할당함으로써, 공유 메모리를 참조할 때 소비하는 버스 에너지를 절감시키는 캐시 일관성을 고려한 태스크 할당 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 실험에서 제안된 버스 분할 기법은 비 공유 메모리 참조시의 버스 에너지를 최대 83%까지 절감시키며, 태스크 할당 알고리즘은 공유 메모리 참조시의 버스 에너지를 최대 36%까지 절감시키는 효과가 있음을 보여준다. 그럼으로 다중 프로세서 시스템에서도 버스 분할 기법을 적용하여 버스 에너지 절감 효과를 볼 수 있으며, 캐시 일관성을 고려한 태스크 할당 기법을 통해 추가적으로 버스 에너지를 절감할 수 있음을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1B호
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• pp.86-92
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• 2011

본 논문에선 분산 메모리 아키텍처를 사용하는 멀티프로세서 시스템에서 메시지 전달을 지원하는 하드웨어 MPI(Message Passing Interface) 유닛을 설계하였다 데이터 전송 동기화 및 데이터 전송, 완료까지의 과정을 하드웨어 MPI 유닛이 담당하여 동기화에 따른 오버헤드를 경감시켰다. 또한 동기화 메시지를 저장 관리하는 요청 큐(Request Queue), 준비 큐(Ready Queue), 예약 큐(Reserve Queue)를 내장하여 병렬적으로 입력받은 동기화 메시지를 관리하고 비순차적 종료(out of order completion)을 지원한다. BMF(Bus Functional Medel)을 제작해 제안한 구조에서의 전송 대역폭 성능을 확인한 결과 다대다 통신에서 25% 이상의 성능 향상이었음을 확인할 수 있었다. 그 후 HDL로 기술된 하드웨어를 Magnachip 0.18 공정 라이브러리에서 합성하였으며 프로토 타입 chip으로 제작하였다. 제안한 MPI 유닛은 전체 칩 사이즈의 1% 이하의 크기로 높은 성능 향상을 기대할 수 있어, 저비용 설계와 확장성 측면에서 임베디드 MPSoC(Multi-Processor System-on-Chip)의 전체적인 성능을 높이는데 유용하다.