• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권1호
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• pp.28-35
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• 2022

This paper presents a performance evaluation of real-time Linux for industrial real-time platforms. On industrial platforms, multicore processors are popular due to their work distribution efficiency and cost-effectiveness. Multicore processors, however, are not designed for applications with real-time constraints, and their performance capabilities depend on their core configurations. In order to assess the feasibility of a multicore processor for real-time applications, we conduct a performance evaluation of a general processor and a low-power processor to provide an experimental environment of real-time Linux on both Xenomai and RT-preempt considering the multicore configuration. The real-time performance is evaluated through scheduling latency and in an environment with loads on the CPU, memory, and network to consider an actual situation. The results show a difference between a low-power and a general-purpose processor, but from developer's point of view, it shows that the low-power processor is a proper solution to accommodate low power situations.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.39-49
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• 2019

컴퓨팅 성능을 향상시키기 위해 다양한 구조적 설계 기법들이 제안되고 있는데 그중에서도 CPU-GPU 융합형 이종 멀티코어 프로세서가 많은 관심을 받고 있다. CPU-GPU 융합형 이종 멀티코어 프로세서는 단일 칩에 CPU와 GPU를 집적하기 때문에 일반적으로 CPU와 GPU가 Last Level Cache(LLC)를 공유하게 된다. LLC 공유는 CPU와 GPU 코어 사이에 심각한 캐쉬 경합이 발생하는 경우 각각의 코어 활용도가 저하되는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 CPU와 GPU 사이의 캐쉬 경합 문제를 해결하기 위해 단일 LLC를 CPU와 GPU 각각의 공간으로 분할하고, 분할된 공간의 크기 변화가 전체 시스템 성능에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 모의실험 결과에 따르면, CPU는 사용하는 LLC 크기가 커질수록 성능이 최대 21%까지 향상되지만 GPU는 사용하는 LLC 크기가 커져도 큰 성능변화를 보이지 않는다. 즉, GPU는 LLC 크기가 감소하더라도 CPU에 비하여 성능이 적게 하락함을 알 수 있다. GPU에서의 LLC 크기 감소에 의한 성능하락이 CPU에서의 LLC 크기 증가에 따른 성능향상보다 훨씬 작기 때문에 실험결과를 기반으로 각각의 코어에 LLC를 분할하여 할당한다면 전체적인 이종 멀티코어 프로세서의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 이러한 분석을 통해 향후 각 코어의 성능을 최대한 높일 수 있는 메모리 관리기법을 개발한다면 이종 멀티코어 프로세서의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것이다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제6권4호
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• pp.267-278
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• 2012

The state-of-the-art techniques in multicore timing analysis are limited to analyze multicores with shared instruction caches only. This paper proposes a uniform framework to analyze the worst-case performance for both shared instruction caches and data caches in a multicore platform. Our approach is based on a new concept called address flow graph, which can be used to model both instruction and data accesses for timing analysis. Our experiments, as a proof-of-concept study, indicate that the proposed approach can accurately compute the worst-case performance for real-time threads running on a dual-core processor with a shared L2 cache (either to store instructions or data).

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권6호
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• pp.173-178
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• 2014

제시된 스케줄링 기법은 병렬처리 기법을 활용하여 실시간 작업들의 데드라인 제약과 결함 포용 제약을 만족하면서 멀티코어 프로세서의 에너지 소모 효율성을 향상시켰다. 최소 에너지 소모량 스케줄을 찾는 것은 NP-hard 문제이므로, 제시된 기법은 다항식의 시간 내에 최소 에너지 소모량에 근접하는 스케줄을 찾는다. 제시된 기법은 연관된 최신 기법과 비교하여 높은 병렬처리 속도는 물론 낮은 병렬처리 속도에서도 에너지 소모량이 현격하게 낮았으며, 에너지 소모량을 최대 86% 줄였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.203-208
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• 2017

최근에 컴퓨터, 노트북, 태블릿 PC 및 모바일 장치에서 널리 이용되고 있는 멀티코어프로세서의 성능에 큰 영향을 끼치는 DRAM에 대한 중요성이 날로 증가되고 있다. 이에 따라 산업계와 학계에서 미래의 DRAM에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 모의실험을 통하여 멀티코어 프로세서의 성능을 평가할 때 보다 정확한 DRAM 모델을 갖추는 것이 중요하다. 본 논문에서는 DRAM 시뮬레이터와 연동할 수 있는 명령어 자취형 (trace-driven) 멀티코어 프로세서 모의실험기를 개발하였다. 또한, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여, 싸이클 단위로 정확하게 동작하는 DD3 모델이 멀티코어 프로세서의 성능에 끼치는 영향을 분석하였다.

• ETRI Journal
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• 제35권2호
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• pp.301-310
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• 2013

Nowadays, the multicore processor is watched with interest by people all over the world. As the design technology of system on chip has developed, observing and controlling the processor core's internal state has not been easy. Therefore, multicore processor debugging is very difficult and time-consuming. Thus, we need a reliable and efficient debugger to find the bugs. In this paper, we propose an on-chip debug architecture for multicore processors that is easily adaptable and flexible. It is based on the JTAG standard and supports monitoring mode debugging, which is different from run-stop mode debugging. Compared with the debug architecture that supports the run-stop mode debugging, the proposed architecture is easily applied to a debugger and has the advantage of having a desirable gate count and execution cycle. To verify the on-chip debug architecture, it is applied to the debugger of the prototype multicore processor and is tested by interconnecting it with a software debugger based on GDB and configured for the target processor.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제18권4호
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• pp.222-229
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• 2020

Recent multi-core processors for smart devices use per-core dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) that enables independent voltage and frequency control of cores. However, because the conventional task scheduler was originally designed for per-core DVFS disabled processors, it cannot effectively utilize the per-core DVFS and simply allocates tasks evenly across all cores to core utilization with the same CPU frequency. Hence, we propose a novel task scheduler to effectively utilize percore DVFS, which enables each core to have the appropriate frequency, thereby improving performance and decreasing energy consumption. The proposed scheduler classifies applications into two types, based on performance-sensitivity and allows a performance-sensitive application to have a dedicated core, which maximizes core utilization. The experimental evaluations with a real off-the-shelf smart device showed that the proposed task scheduler reduced 13.6% of CPU energy (up to 28.3%) and 3.4% of execution time (up to 24.5%) on average, as compared to the conventional task scheduler.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제6권1호
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• pp.26-38
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• 2012

Java has been increasingly used in programming for real-time systems. However, some of Java's features such as automatic memory management and dynamic compilation are harmful to time predictability. If these problems are not solved properly then it can fundamentally limit the usage of Java for real-time systems, especially for hard real-time systems that require very high time predictability. In this paper, we propose to exploit multicore computing in order to reduce the timing unpredictability that is caused by dynamic compilation and adaptive optimization. Our goal is to retain high performance comparable to that of traditional dynamic compilation, while at the same time, obtain better time predictability for Java virtual machine (JVM). We have studied pre-compilation techniques to utilize another core more efficiently, preoptimization on another core (PoAC) scheme to replace the adaptive optimization system (AOS) in Jikes JVM and the counter based optimization (CBO). Our evaluation reveals that the proposed approaches are able to attain high performance while greatly reducing the variation of the execution time for Java applications.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제7권3호
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• pp.92-100
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• 2018

In this paper, we propose a fault-tolerant scheduling scheme with energy efficiency for real-time periodic tasks on DVFS-enabled multicore processors. The scheme provides the tolerance of a permanent fault with the primary-backup task model. Also the scheme reduces the energy consumption of real-time tasks with the fully overlapped execution between each primary task and its backup task, whereas most of previous methods tried to minimize the overlapped execution between the two tasks. In order to the leakage energy loss of idle cores, the scheme activates a part of available cores with rarely used cores powered off. Evaluation results show that the proposed scheme saves up to 82% energy consumption of the previous method.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.175-180
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• 2012

최근에 이르러, 수퍼스칼라 프로세서의 하드웨어 복잡도와 성능 한계의 문제를 극복하기 위하여 멀티코어 프로세서가 각종 컴퓨터 시스템에 상용화되어 널리 이용되고 있다. 이 때, 멀티코어 프로세서의 성능에 큰 영향을 미치는 것은 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구성 방법과 용량이다. 본 논문에서는 캐쉬의 구조와 용량이 멀티코어 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 다양한 캐쉬의 구조와 용량으로 구성되는 2 개에서 16 개까지의 멀티코어 프로세서에 대하여 SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구조를 2 차 연관도로 구성하고 각 용량을 64 KB로 설정할 때 하드웨어의 비용 대 성능 효과가 가장 높았다.