• ETRI Journal
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• 제36권3호
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• pp.367-373
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• 2014

With high bandwidth, low interference, and low power consumption, optical network-on-chip (ONoC) has emerged as a highly efficient interconnection for the future generation of multicore system on chips. In this paper, we propose a new path-setup method for ONoC to mitigate contentions, such as packets, by recycling the setup packet halfway to the destination. A new, strictly non-blocking $6{\times}6$ optical router is designed to support the new method. The simulation results show the new path-setup method increases the throughput by 52.03%, 41.94%, and 36.47% under uniform, hotspot-I, and hotspot-II traffic patterns, respectively. The end-to-end delay performance is also improved.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.89-103
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.120-136
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.104-119
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 전자공학회논문지
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• 제51권11호
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• pp.83-93
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• 2014

최근 수년간 전기적 상호 연결 (electrical interconnect, EI) 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 궁극적으로 금속 배선은 대역폭, 응답 시간(latency), 전력 소모 등에서 물리적 한계에 직면할 것으로 예상된다. 실리콘 포토닉스(silicon photonics) 기술 발전으로 광학적 상호 연결(optical interconnect, OI)을 결합한 하이브리드 광학 네트워크-온-칩(Hybrid Optical NoC, HONoC)이 이러한 문제를 극복하기 위한 유망한 해결책으로 부각되고 있다. 한편 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC)은 높은 에너지 효율을 위하여 이기종 멀티 코어(Heterogeneous multi-core)로 구성되고 있어서 정형화된 토폴로지 기반 NoC 아키텍처의 확장이 필요하다. 본 논문에서는 타깃 애플리케이션 트래픽 특성을 고려한 에너지 및 응답 시간 최적화 하이브리드 광학 네트워크-온-칩의 토폴로지 설계 기법을 제안한다. 유전자 알고리즘을 이용하여 구현하였고, 실험 결과 평균 전력손실은 13.84%, 평균 응답 시간은 28.14% 각각 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권6호
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• pp.412-419
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• 2001

본 논문에서는 유리집적광학을 이용하여 채널 도파로, Y-분리기, CWDM 등의 개별소자와 이들을 하나의 유리기판위에 평면형으로 집적하겨 제작함으로써 1.31/1.55㎛ CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 및 1.55㎛ 대역 DWDM (Dense WDM) 수동 광 망에 적용할 수 있도록 하였다. CWDM에 적용한 결과, 1.55㎛ 파장에서는 30㏈, 1.31㎛ 파장에서는 15㏈ 이상의 교차 비를 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.131-139
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• 2013

기존 전기적 상호 연결을 사용한 네트워크-온-칩(Network-on-Chip, NoC)의 전력 및 성능 한계를 보완하고자 광학적 상호연결을 이용하는 하이브리드 광학 네트워크-온-칩(HONoC)이 등장하였다. 하지만 HONoC에서는 광학적 소자 특성으로 인해 서킷 스위칭을 사용함으로써 경로 충돌이 빈번하게 발생하며 이로 인해 지연 시간 불균형의 문제가 심화되어 전체적인 시스템 성능에 악영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 경로 충돌을 최소화 시켜 지연 시간을 최적화 할 수 있는 새로운 태스크 매핑 알고리즘을 제안하였다. HONoC 환경에서 태스크를 각 Processing Element (PE)에 할당하고 경로 충돌을 최소화하며, 부득이한 경로 충돌의 경우 워스트 케이스 (worst case) 지연 시간을 최소화 할 수 있도록 하였다. 모의실험 결과를 통해 무작위 매핑 방식, 대역폭 제한 매핑 방식과 비교하여, 제안된 알고리즘이 $4{\times}4$ 메시 토폴로지에서는 평균 43%, $8{\times}8$ 메시 토폴로지에서는 평균 61%의 지연 시간 단축 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제58권10호
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• pp.2059-2063
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• 2009

This paper presents a programmable System-On-a-chip (SoC) for various embedded smart applications that need Neural Network computations. The system is fully implemented into a prototyping platform based on Field Programmable Gate Array (FPGA). The SoC consists of an embedded processor core and a reconfigurable hardware accelerator for neural computations. The performance of the SoC is evaluated using a real image processing application, an optical character recognition (OCR) system.

• 전자공학회논문지
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• 제52권7호
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• pp.40-48
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• 2015

광학 네트워크-온-칩(Optical Network-on-Chip, ONoC) 아키텍처는 향후 폭증하는 칩 내부 커뮤니케이션 병목 현상을 해결 할 새로운 패러다임으로 대두되고 있다. ONoC에 대한 최근의 연구들은 파장 분할 다중화(Wavelength division multiplexing, WDM) 방식을 이용하여 광 신호의 병렬 전송을 지원하고 경로 충돌을 방지하는데 초점을 두었다. 하지만 신호의 간섭 및 감쇄에 의해 하나의 도파관에서 수용할 수 있는 파장 수는 제한되어 있고, 이로 인하여 노드 수 증가에 따라 파장이 다른 광 신호 개수를 증가시키는 기존의 파장 분할 방식 연구들은 구현의 한계를 보일 것이라 전망된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 WDM에 시 분할 다중화(Time division multiplexing, TDM) 방식을 접목시켰다. 또한 채널 최적화 기법을 제안함으로써 TDM 방식의 접목으로 인한 여분채널 및 지연시간 문제를 최소화 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권9호
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• pp.25-32
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• 2009

최근 네트워크-온-칩(Network-on-chip)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데 반도체 칩 복잡도 증가와 고성능에 대한 요구로 인해 기존 구리 기반의 상호연결(Copper-based interconnects)을 사용할 경우 성능, 전력, 대역폭 등에 대한 설계 한계에 곧 직면할 것으로 보인다. 이 문제에 대한 대안으로 전기적인 상호연결(Electrical Interconnects, EIs)과 광학적 상호연결(Optical Interconnects, OIs)을 상호 보완적으로 사용하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 연구 방향의 일환으로, 본 논문에서 광학적 상호연결은 지연 시간을 감안하여 임계 경로에, 전기적인 상호연결은 비 임계 경로에 적용하며, 두 상호연결을 혼용하여 사용하기 위한 효율적인 하이브리드 스위치 구조와 라우팅 최적화 방법을 제안한다. 모의실험 결과 제안한 알고리즘과 구조를 적용할 경우 전기적인 상호연결만을 사용 할 경우보다 최대 25%의 속도 향상과 38%의 소비 전력 감소를 나타냈다.