• 제목/요약/키워드: Memory Architecture

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캐시 메모리의 유용성을 높이는 동적 선인출 필터링 기법 (A Dynamic Prefetch Filtering Schemes to Enhance Usefulness Of Cache Memory)

  • 전영숙;이병권;이춘희;김석일;전중남
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제13A권2호
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    • pp.123-136
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    • 2006
  • 캐시 선인출 기법은 메모리 참조에 따른 지연시간을 줄이는 효과적인 방법이다. 그러나 너무 적극적으로 선인출할 경우에 캐시 오염을 유발시켜 선인출에 의한 장점을 상쇄시킬 뿐만 아니라 버스 트래픽을 증가시켜 전체 성능의 저하를 가져 올 수 있다. 본 연구에서는 선인출로 인한 캐시의 오염을 줄이기 위해 필터 테이블을 참조하여 선인출 명령을 수행할 지의 여부를 동적으로 판단하는 선인출 필터링 기법을 제시한다. 본 논문에서는 먼저 기존 연구에서의 문제점을 분석하기 위해 선인출 해싱 테이블 lbitSC 기법을 보였는데, 이 기법은 기존 연구와 같이 N:1 매핑을 사용하는 반면, 각 엔트리의 값을 1비트로 하여 두 가지 상태값을 갖도록 하였다. 비교 연구를 위해 완전 블록주소 테이블 기법을 제시하여 비교 기준으로 사용하였다. 마지막으로 본 논문의 주 아이디어인 정교한 필터링을 위한 선인출 블록주소 참조 테이블 기법을 제안하였다. 이 구조는 선인출 해싱 테이블 1bitSC기법과 같은 테이블 길이를 가지며, 각 엔트리의 내용은 완전 블록주소 테이블 기법과 같은 항목을 가지도록 하여 최근에 미 사용된 데이터의 블록주소가 필터 테이블의 하나의 엔트리와 대응되도록 1:1 매핑을 하였다. 일반적으로 많이 사용되는 선인출 기법과, 일반 벤치마크 프로그램과 멀티미디어 벤치마크 프로그램들에 대하여 캐시의 매개변수들을 변화시켜가면서 실험을 하였다. PBALT기법은 필터링 하지 않은 경우에 비해 최대 22% 향상된 결과를 보이고, 기존 PHT2bSC 기법과 비교하여 캐시 미스율이 7.9% 감소하였다. 메모리 참조 지연 시간(MADT)은 제안하는 PBALT 기법이 기존 연구에 비해 6.1% 감소하여 전체 수행 시간에 있어서 성능이 향상되었다.

무수동 유회당 원림(하거원(何去園))의 산수체계와 공간구성 (A Study on the Natural Landscape System and Space Organization of Musudong Village's Yuhoidang Garden(Hageohwon))

  • 신상섭;김현욱;강현민
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.106-115
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    • 2011
  • 대전 무수동에 가꾸어진 유회당 원림(하거원)의 산수체계 및 문화경관 구성요소를 '유회당집'(18C)에 근거하여 분석한 연구 결과는 다음과 같다. 유회당(권이진)은 보문산 남쪽 지맥 무수동에 자신의 이상세계를 반영한 하거원 원림을 경영했다. 즉, 1707년 마을 뒷동산에 선묘를 자리잡은 이후 시묘소(삼근정사) 조성, 1713년 납오지, 1714년 반환원, 그리고 1727년에 외부공간을 확충하여 하거원 원림을 완성했다. 마을의 산수체계는 대둔산-오대산-보문산이 차례로 이어져 주맥을 이루는데, 주산인 보문산의 지맥(응봉)에서 동쪽으로 뻗은 구릉이 청룡이며, 보문산의 서쪽 지맥(천근과 사정)이 백호이고, 남산은 안산이 된다. 한편, 주륜산에서 발원한 서남쪽 내(川)가 외명당수가 되고, 응봉에서 발원한 계류(내명당)가 마을 동쪽을 관류하여 남서쪽으로 출수되는 배산임수 체계를 보여준다. 마을 동쪽으로 펼쳐지는 계류와 자연 암반 등 자연경관을 활용하여 조성된 초기의 정원(반환원)은 납오지, 활수담, 고수대, 수미폭포, 도경(복숭아나무 오솔길), 오덕대(감나무), 매룡(매화나무), 샘, 배경대 등으로 구성되었다. 반환원을 확장하여 조성된 하거원은 계류와 4개의 연못, 5개의 대(臺)와 3개의 대숲(竹林), 그리고 석가산 축경원 등 수목석 경색(景色)이 어우러진 원림을 구축했다. 의미경관 요소로 (1) 부모님 추모를 위한 유회당, (2) 가문 화합을 염원한 납오지, (3) 절개를 귀하게여긴 고수대, (4) 덕과 지혜의 의미를 일깨운 오덕대, (5) 고매한 인간됨을 염원한 수미폭포, (6) 상서로움을 취한 요천대, (7) 은일자의 삶을 대입시킨 수만헌과 기궁재, (8) 가문과 학문 발전을 염원한 활수담, (9) 선조의 은혜를 일깨운 몽정, (10) 은둔자의 모습을 표현한 석가산, (11) 묘역지킴의 기쁨과 은퇴후의 삶을 위한 하거원 등을 들수 있다. 하거원의 공간구성체계는 (1) 유회당 내원(內園: 납오지와 죽천당, 오덕대, 도경과 후정 등), (2) 수만헌별업(유회당 후원(後園): 석연지와 요천대, 수만헌과 배경대, 암석원 등), (3) 석가산(12봉) 축경원(縮景園, 수만헌 동원(東園): 활수담과 수미폭포, 12봉 가산 등), (4) 마을 뒷동산에 자리잡은 선조들의 묘원(墓園), 그리고 여경암 암자와 산신각(공동체 토속신앙 제례처), 거업재(서당) 등은 유불선(儒彿仙)이 융화된 선경처로서 원근의 계절미를 시원스럽게 부감(俯瞰)할 수 있는 차경원(借景園)으로 구성된다.

베트남전쟁 메모리얼에 나타난 기념문화 (A Study on Commemoration Culture of Vietnam War Memorials in Vietnam)

  • 이상석
    • 한국조경학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.26-38
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    • 2011
  • 본 연구는 베트남에 있는 베트남전쟁 메모리얼을 대상으로 메모리얼의 유형적 특성, 설계개념 및 내러티브, 입지 및 공간적 특성, 도입요소의 특성, 조경디테일에 나타난 표현 내용을 분석하고, 이를 토대로 하여 베트남전쟁 메모리얼에 나타난 기념문화를 분석하였다. 이러한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 오랜 전쟁으로 인해 베트남전쟁 메모리얼은 군인묘지, 전적지, 전쟁박물관, 비극적 장소, 평화공원 등 10가지 유형으로 다양하게 나타났으며, 이중에서 전통적 양식에 근거한 군인묘지, 장소성을 강조한 전적지와 비극적 장소, 전쟁 승리와 잔혹함을 표현한 전쟁박물관, 평화공원이 특징적인 유형으로 나다났다. 2. 메모리얼에 나타난 주요한 설계개념 및 내러티브는 희생자 추모, 국가에 헌신, 전쟁승리와 저항, 장소적 기념성으로 나타났으며, 국제적인 민간단체의 협력에 의해 만들어진 미라이 평화공원(My Lai Peace Park) 및 한-베 평화공원(Han-Viet Hoa Binh Cong Vien)에서 비극적 사건을 극복하고 평화를 도모하는 개념을 적용하였다. 3. 메모리얼은 비무장지대(Demilitarized Zone: DMZ) 및 전쟁 루트였던 호치민 트레일(Ho Chi Minh Trail), 그리고 베트남을 남북으로 연결하는 주요한 도로인 A1 국도 주변에 위치하고 있으며, 이 밖에 하노이 및 호치민 등 도시에 전쟁박물관 및 모뉴멘트가 조성되었다. 묘지 및 추모 메모리얼에서는 문과 기념탑(또는 제단)을 연결하는 축을 중심으로, 좌우에 묘역이 배치되는 전통적 공간체계를 따랐으며, 전적지 및 비극적 장소에서는 장소성에 지나치게 의존하여 설계를 통한 특정적인 공간 형태보다는 상징적 요소를 도입하여 기념성을 구현하였다. 4. 기념조각 및 기념탑은 베트남 사회주의공화국의 대표적 양식으로 전쟁승리 및 저항정선을 표현하기 위해 보편적으로 사용되었고, 포획한 무기를 전시하고 박물관에 사진 및 모형 등 자료를 전시하여 전쟁의 긴장감과 리얼리티를 보여주고 있으며, 유교 및 불교 등 전통문화에 근거한 상징요소를 도입하여 추모감을 높였다. 5. 기념조각이나 기념벽에 그림을 그리거나 사진을 이용한 사실적 표현을 강조하였다. 또한 상징적 문구로서 자주 사용되고 있는 'TO-QUOC-GHI-CONG 토국기공(士-國-記-功)'에서 전사자의 업적과 국가적 관심을 나타냈으며, 이와 반대로'Quagmire'는 미군 참전용사들이 베트남에서 겪은 혼란스럽고 어려운 전투 상황과 베트남전쟁에 대한 미국사회의 혼돈을 묘사하는 정치사회적인 메타포(metaphor)로서 사용되었다. 베트남전쟁 메모리얼에는 민족주의, 애국주의, 사회주의, 자본주의 등 다양한 이데올로기가 복합되어 있고, 유교 불교 도교 음양오행사상이 잘 나타났다. 한편, 유교적 전통에도 불구하고 베트남전쟁에서 영웅적 여성의 모습을 강조하였으며, 일부 메모리얼에서 베트남전쟁에 대한 국내 외적 갈등이 내포되었다. 이러한 연구결과를 토대로 하여 향후 미국에 있는 베트남전쟁 메모리얼의 설계특성을 연구하여 전쟁에 대한 인식 및 기념문화적 특성에 대한 비교연구가 필요하다.

거창 고학리 해주오씨의 장소애착을 통해 본 종족경관의 형성과정 (The Formation Process of Tribal Landscape through Place Attachment of the Haeju Oh Family at Gohak-ri, Geochang)

  • 이현우
    • 한국조경학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.28-37
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    • 2013
  • 경남 거창군 마리면 고학리에 소재한 용원정원림(龍源亭園林) 및 마을주변의 지명과 조형물 등 문화경관적 요소들에 대한 분석과 해석을 토대로 용원정원림과 마을 내 배태(胚胎)된 해주오씨의 장소애착 방식과 특질을 확인하는 한편, 종족경관(宗族景觀)의 형성과정을 추찰하고자 한 본 연구의 결론은 다음과 같다. 해주인 구화공 오수(九華公吳守)가 마을에 터 잡은 이래 그의 후손들이 선조를 사모하는 마음으로 다듬어 온 공간으로 1964년 용원정이 건립되었다. 이곳은 구화공의 유허지로 이후 후손들의 생활과 풍류의 거점이자 숭모(崇慕)의 정을 교감하는 원림적 장소로서 지속적으로 관리되어 왔음이 기문과 문헌자료 그리고 주변에 배치된 여러 시설 및 다수의 바위에 새긴 바위글씨를 통해서도 충분히 감지된다. 안의삼동 중 하나인 원학동의 지맥인 학봉(鶴峰)을 상징하는 고학리와 이곳에 각인된 '방학(訪鶴) 정학(停鶴)'의 의미는 해주오씨의 생태적 정착과 서식을 설명하는 경관언어가 분명하다. 장소성이 "어떤 실체로서 존재하기 보다는 담론과 실천에 의해 만들어지는 사회적 고안물이다"라는 정의를 상기할 때, 주변 지명과 용원정원림 그리고 마을 도처에 산재한 다수의 조영물은 한국적 장소성의 특성을 일목요연하게 보여주는 종족집단의 기념비적 장소 전승의 사례이다. 구화공이 고학리에 정착한 이래 해주오씨 종족집단은 서식지 정착단계를 거쳐 장소성 구현을 통한 경관형성단계를 이루었다. 이후 조상숭모와 장소착근 현상이 되풀이되면서 영역성은 확산되고, 장소의 재생산이 이루어졌다. 특히 일제강점기에도 재실 건립과 유허비 조성 등이 이어졌으며, 해방 이후에도 용원정 건립 등 장소재현의 단계를 거쳐 현재까지도 다양한 형태의 기념비적 종족경관이 펼쳐지고 있으며, 이러한 장소애착(場所愛着)과 장소착근(場所着根)의 결과가 바로 우리가 지각하는 '거창군 마리면 고학리의 종족경관'이라는 결론에 도달하게 된다. 종족집단의 장소애착과 장소착근의 현상이 되풀이되어 형성된 영역성 확산의 산물이야말로 종족경관의 실체인 것이다. 이를 통해 우리는 집단 기억 속에 재차 구축 전승되고 있는 고유한 장소에 대한 후손들의 진지한 관심과 사랑 그리고 진정한 장소애착의 정신을 확인하게 된다.

실경산수화에 담긴 '같은 경관' 그러나 '다른 풍경', 그 의미 찾기 - 18.19C 총석정 그림을 중심으로 - ('The Same Scenery' and 'a Different Landscape' Included in "Real-Scenery Landscape Painting", an Essay to Determine Meaning - Centering around Paintings of Chong Seok Jeong in the 18th-19th Centuries -)

  • 노재현;장일영
    • 한국조경학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.82-93
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    • 2008
  • 본 연구는 18 19C 진경산수화에 담긴 경관과 풍경의 표상과 의미를 찾기 위해 '같은 경관'이 '다른 풍경'으로 인식되고 묘사되는 과정에 주목하였다. 총석정을 대상으로 한 실경산수화 총 25엽을 대상으로 그림의 시점과 내용 그리고 표현방법 등을 분석한 결과, '총석정다운' 이상적 경관의 표현을 목표로 모방과 재현을 통해 특정한 표상을 기저에 둔 일종의 기호론적 풍경의 전승이 자연스럽게 이루어져 왔음을 엿볼 수 있다. 이는 총석정의 고유 이미지가 특정한 기표로 정착되고 오랫동안 유전되고 왔음을 보여주는 것으로 '우뚝 솟아 물보라로 부서지는 기괴한 사선봉과 솔숲'이라는 의미적 표상은 총석정의 '그것다움'으로 전수되어 왔으며, 이는 총석정의 원풍경 요소로 집단 표상화 되며 전형성을 갖추게 되었다. 겸재와 단원의 그림을 통해 특정 화가의 그림이 변용되는 과정은 매우 흥미로울 뿐 아니라 그림 속에 표현된 경관은 수차례의 장소 경험과 사생을 통해 그들만의 정서와 추억이 덧칠된 풍경이었음이 분명하다. 또 그들의 그림은 경험을 통해 얻은 '특정 경관' 즉 개인적 정조(情調)에 따른 심상이 부여된 풍경의 개념으로 설명될 수 있다. 똑같은 경관에 대한 동일 시점에서 조차 다른 모습으로 표현된 그림은 경관 주체의 인식을 통해 재해석된 결과로 관조와 인지과정을 통해 경관 대상의 형태 변용은 다채로울 수 있었다. 변용되기 이전의 객관적 실물 재현이 경관에 가까운 모습이라면 취사 선택과 생략 및 강조를 통해 새롭게 인식된 경관 그것은 마음속의 '특정한 경관'으로 '풍경'에 더욱 가까워진 모습이다. 따라서 단순히 '감각적으로 포착된 객관성을 띤 자연'이 경관이고 '미적인 향수 방식으로 성찰되어 문화성을 획득한 주관적 현상은 풍경'이라는 개념은 매우 설득력이 있어 보인다.

광화문광장 조성과정 및 설계 연구 (A Study of the Planning Process, Design Idea and Implementation of the Gwanghwamun Plaza)

  • 신현돈;조경진
    • 한국조경학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.24-41
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    • 2013
  • 본 연구는 2009년에 개장한 광화문광장이 조성이 되기까지의 과정 및 설계 아이디어 도출에 대한 제 전반의 사항들을 다룬다. 광화문광장 조성은 일제에 의해 왜곡되었던 조선왕조 국가상징축을 복원시키려는 시도라는 점에서 큰 의의가 있다. 광화문광장 조성은 여러 단계를 거쳐 진행되었으며, 크게 세 단계로 나눌 수 있다. 첫째, 광화문광장 조성 논의 단계로 세종로를 광장으로 만들기로 확정짓기 전까지 논의 단계이다. 광화문광장사업이 2007년에 현실화되기 전까지 세종로를 광장화 하고자 했던 여러 시도와 함께 행정 주체가 광화문광장 사업을 조성하기로 확정짓고 설계공모에 들어가기 전에 주요 결정사안들을 시민과 전문가들의 의견을 수렴하여 결정해 나갔던 단계라고 볼 수 있다. 두 번째 단계는 광화문광장 기본구상 및 설계 단계로 최종 설계안은 아이디어 현상설계와 턴키 설계 공모 두 단계를 거쳐 확정되었다. 최종 설계안은 국가상징도로로서의 세종로 축과 육조거리를 복원하는 등 역사적 맥락을 회복하는데 주안점을 두었으며, 역사복원 존(zone), "조망 및 역사재현 존(zone)", "문화 존(zone)", "도시 존(zone)"으로 주제를 설정하여 구성하였다. 광장 조성은 역사성의 재현, 조망권 확보, 일상 문화공간 창조에 주안점을 두었으며, 아이디어 현상공모 단계에서 턴키 기본설계 단계에서 시공에 이르기까지 '기억과 전망의 장소'라는 기본 개념은 유지되었다. 더불어 광장 고유의 비움 및 유동성의 특성을 반영코자 하였다. 세 번째 단계는 시공 및 조성 단계로 광화문광장이 실제로 만들어지는 단계이다. 이 단계를 거치며 몇 가지 요인으로 인해 광화문광장은 최종설계안과 일부 다른 모습으로 완공되었다. 본 연구에서는 광화문광장 조성 논의 단계부터 완공하기까지 이러한 일련의 과정들을 살펴보고, 그동안 표면적으로 드러나지 않았던 당초 설계안, 설계안이 변경될 수밖에 없었던 여러 요인과 이유, 완공 이후의 광화문 광장의 공공성에 대한 논의까지를 모두 종합적으로 다루고자 한다. 더불어 이를 통해 도시 공공 공간 조성에 있어 합리적인 방안을 도출해 갈 수 있을지에 대한 고민해 보고, 추후 유사 프로젝트에 참고자료가 될 수 있도록 하였다.

일제강점기 『조선명승시선(朝鮮名勝詩選)』에 나타나는 명승고적의 문화경관 연구 - 충청남도 천안을 사례로 - (A Study on the Cultural Landscapes of Scenic Sites on 『Joseon myeongseungsiseon(朝鮮名勝詩選)』 at the Japanese Colonial Period - A Case of Cheonan, Chungnam Province -)

  • 이행열
    • 한국전통조경학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.40-53
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    • 2019
  • "조선명승시선(朝鮮名勝詩選,1915)"을 "신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)"과 "조선환여승람(朝鮮?與勝覽)"을 이용하여 충청남도 천안편을 중심으로 일제강점기에 나타나는 명승고적의 변화를 살펴보고자 하였다. "조선명승시선"이 발간된 시대적 상황을 검토해 본 결과 1894년에 발발한 '청일전쟁(淸日戰爭)'에 대한 기억이 기록된 내용으로 발간되었으며, 한일강제합방(1910) 이후의 조선총독부 '동화주의 교육'과 궤를 같이 하였다. 저자인 나루시마 사기무라(成島鷺村)에 대하여는 서문을 통하여 파악할 수 있었다. "명승시선"에서 각 명승고적을 기술하는데 가장 많은 분량을 차지하는 곳은 '안성도(15줄)'로, 일본의 '청일전쟁'과 같은 전쟁의 기억을 담고 있는 곳이었다. "여지승람"과 "환여승람"에 공통으로 나타나는 명승고적은 천안의 경우 모두 13개소가 된다. 대부분 내용이 비슷하거나 유사한 것으로 기술되었다. 다만 '홍경원'과 '성환역'은 기존의 명승고적이 가지고 있는 조선의 산수관에 대한 층 위에 '정유재란' 또는 '청일전쟁'이라고 하는 새로운 전쟁의 역사층을 덧씌워서 전혀 새로운 명승고적의 '장소성'으로 전환시켜 기술하였다는 점이다. 새롭게 기술된 명승고적 중 '안성도'는 '청일전쟁'에서 일본의 첫 패배를 안겨준 '안성천전투'에 대한 기억을 중심으로 서술하고 있는 부분이다. 특히 본문 중에 시노부 순페이의 시를 소개하여 장소성과 시와의 직접적인 연관성을 강조하여 시 감상의 묘미를 극대화시키는 작용을 하도록 기술되었다. 반면 조선의 시는 모두 10편으로 제목과 소재가 대부분 역사적 장소와 연관되며, 내용 또한 그러한 역사적 맥락을 이해할 때 시 감상의 묘미가 더욱 높아진다. 그러나 실제 구성은 전혀 페이지를 달리함으로써 그러한 맥락 관계가 무시되었다. 이러한 명승고적들이 가지는 장소성에 대하여 살펴보면 장소의 위치, 의미, 규모, 주변의 여건 등을 고려해 볼 때 다양한 유형으로 나타나고 있다. 즉 여행자를 위한 서비스 공간, 조망과 휴식 또는 회고를 위한 공간, 예불 또는 추모를 위한 사찰공간, 방어와 보호를 위한 성곽시설, 또는 임금의 어가공간 그리고 옛날 전쟁터 등으로 나타나고 있다. 특히 주목되는 공간으로는 은둔과 동학농민의 투쟁공간이 함께 하고 있다는 점에서 천안이라는 지역의 문화경관으로서의 다양성을 발견할 수 있으며, 앞으로 이러한 점을 토대로 하여 지역문화재의 보존과 복원을 위한 정책을 수립할 필요가 있다.

Qplus-T RTOS를 위한 원격 멀티 태스크 디버거의 개발 (Development of a Remote Multi-Task Debugger for Qplus-T RTOS)

  • 이광용;김흥남
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제9권4호
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    • pp.393-409
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    • 2003
  • 본 논문에서 인터넷 정보가전과 같은 Qplus-T 내장형 시스템을 위한 멀티 태스크 디버깅 환경에 대해 제안한다. 효과적인 교차 개발을 지원하기 위해 원격 멀티 태스크 디버깅 환경의 구조 및 기능틀을 제안할 것이다. 그리고, 좀더 효율적인 교차 개발 환경의 개발을 위하여 호스트-타겟 사이에 디버깅 커뮤니케이션 아키텍쳐를 개선할 것이다. 본 논문에서 제안하는 Q+Esto라는 원격 개발 도구들은 대화형 쉘, 원격 디버거, 리소스 모니터, 타겟 매니저, 그리고 디버그 에이전트들과 같이 몇 개의 독립된 도구들로 구성된다. 호스트에서 원격 멀티 태스크 디버거를 이용해서, 개발자는 타겟 실행 시스템 위에 태스크들을 생성시키거나 디버그 할 수 있으며, 실행 중인 태스크들에 접속하여 디버그 할 수 있다. 응용 코드는 C/C++ 소스레벨로 활 수 있으며, 어셈블리 레벨 코드로도 볼 수 있다. 그리고, 소스코드, 레지스터들, 지역/전역 변수들, 스택 프레임, 메모리, 그리고 사건 트레이스 등등을 위한 다양한 디스플레이 윈도우들을 포함하고 있다. 타겟 매니저는 Q+Esto 도구들에 의해 공유되는 공통된 기능 즉, 호스트-타겟 커뮤니케이션, 오브젝트 파일 로딩, 타겟 상주 호스트 메모리 풀의 관리, 그리고 타겟 시스템 심볼 테이블 관리 등등의 기능들을 구현한다. 이러한 기능들을 개방형 C API라고 부르는데, Q+Esto의 도구들의 확장성을 크게 개선한다. 그리고, 타겟 매니저와 타겟 시스템 커뮤니케이션을 위한 상대파트 모듈 즉, 디버그 에이전트가 존재하는데, 이것은 타겟의 실시간 운영체제 위에서 데몬 태스크 형태로 수행된다. 디버거를 포함한 호스트 도구로부터의 디버깅 요청을 밟아, 그것을 해석하고 실행하여, 그 결과론 호스트에 보내는 기능을 수행한다.

방출단층촬영 시스템을 위한 GPU 기반 반복적 기댓값 최대화 재구성 알고리즘 연구 (A Study on GPU-based Iterative ML-EM Reconstruction Algorithm for Emission Computed Tomographic Imaging Systems)

  • 하우석;김수미;박민재;이동수;이재성
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권5호
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    • pp.459-467
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    • 2009
  • 목적: ML-EM (The maximum likelihood-expectation maximization) 기법은 방출과 검출 과정에 대한 통계학적 모델에 기반한 재구성 알고리즘이다. ML-EM은 결과 영상의 정확성과 유용성에 있어 많은 이점이 있는 반면 반복적인 계산과 방대한 작업량 때문에 CPU(central processing unit)로 처리할 때 상당한 연산시간이 소요되었다. 본 연구에서는 GPU(graphic processing unit)의 병렬 처리 기술을 ML-EM 알고리즘에 적용하여 영상을 재구성하였다. 대상 및 방법: 엔비디아사(社)의 CUDA 기술을 이용하여 ML-EM 알고리즘의 투사 및 역투사 과정을 병렬화 전략을 구상하였으며 Geforce 9800 GTX+ 그래픽 카드를 이용하여 병렬화 연산을 수행하여 기존의 단일 CPU기반 연산법과 비교하였다. 각 반복횟수마다 투사 및 역투사 과정에 걸리는 총 지연 시간과 퍼센트 오차(percent error)를 측정하였다. 총 지연 시간에는 RAM과 GPU 메모리 간의 데이터 전송 지연 시간도 포함하였다. 결과: 모든 반복횟수에 대해 CPU 기반 ML-EM 알고리즘보다 GPU 기반 알고리즘이 더 빠른 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 단일 CPU 및 GPU 기반 ML-EM의 32번 반복연산에 있어 각각 3.83초와 0.26초가 걸렸으며 GPU의 병렬연산의 경우 15배 정도의 개선된 성능을 보였다. 반복횟수가 1024까지 증가하였을 경우, CPU와 GPU 기반 알고리즘은 각각 18분과 8초의 연산시간이 걸렸다. GPU 기반 알고리즘이 약 135배 빠른 처리속도를 보였는데 이는 단일 CPU 계산이 특정 반복횟수 이후 나타나는 시간 지연에 따른 것이다. 결과적으로, GPU 기반 계산이 더 작은 편차와 빠른 속도를 보였다. 결론: ML-EM 알고리즘에 기초한 GPU기반 병렬 계산이 처리 속도와 안정성을 더 증진시킴을 확인하였으며 이를 활용해 다른 영상 재구성 알고리즘에도 적용시킬 수 있을 것으로 기대한다.

블라인드 워터마킹을 내장한 실시간 비디오 코덱의 FPGA기반 단일 칩 구조 및 설계 (FPGA-based One-Chip Architecture and Design of Real-time Video CODEC with Embedded Blind Watermarking)

  • 서영호;김대경;유지상;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권8C호
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    • pp.1113-1124
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    • 2004
  • 본 논문에서는 입력 영상을 실시간으로 압축 및 복원할 수 있는 하드웨어(hardware, H/W)의 구조를 제안하고 처리되는 영상의 보안 및 보호를 위한 워터마킹 기법(watermarking)을 제안하여 H/W로 내장하고자 한다. 영상압축과 복원과정을 하나의 FPGA 칩 내에서 처리할 수 있도록 요구되는 모든 영상처리 요소를 고려하였고 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 사용하여 각각을 효율적인 구조의 H/W로 사상하였다. 필터링과 양자화 과정을 거친 다음에 워터마킹을 수행하여 최소의 화질 감소를 가지고 양자화 과정에 의해 워터마크의 소실이 없으면서 실시간으로 동작이 가능하도록 하였다. 구현된 하드웨어는 크게 데이터 패스부(data path part)와 제어부(Main Controller, Memory Controller)로 구분되고 데이터 패스부는 영상처리 블록과 데이터처리 블록으로 나누어진다. H/W 구현을 위해 알고리즘의 기능적인 간략화를 고려하여 H/W의 구조에 반영하였다. 동작은 크게 영상의 압축과 복원과정으로 구분되고 영상의 압축 시 대기지연 시간 없이 워터마킹이 수행되며 전체 동작은 A/D 변환기에 동기하여 필드단위의 동작을 수행한다. 구현된 H/W는 APEX20KC EP20K600CB652-7 FPGA 칩에서 69%(16980개)의 LAB(Logic Array Block)와 9%(28352개)의 ESB(Embedded System Block)을 사용하였고 최대 약 82MHz의 클록주파수에서 안정적으로 동작할 수 있어 초당 67필드(33 프레임)의 영상에 대해 워터마킹과 압축을 실시간으로 수행할 수 있었다.