• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.1005-1012
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• 2020

PCI-Express 버스를 적용하는 항공전자 시스템은 CPU와 입출력 장치를 하나의 채널만을 사용하여 연결하기 때문에, 불행하게도 그 채널에 고장이 발생하면 적어도 하나의 입출력 장치를 사용할 수 없게 되는 문제가 있다. 본 논문은 항공전자 시스템을 위한 PCI-Express 버스의 결함감내 구조를 제시하기 위해서, PCI-Express 채널을 이중화하여 하나의 채널에 고장이 발생하여도 고장이 발생하지 않은 다른 채널을 통해 여전히 정상적으로 기능하는 버스 구조를 제시한다. 논문에서 제시하는 버스 구조는 두 개의 CPU port에서 출력된 이중적 PCI-Express 버스 신호를 각각의 switch 회로에 입력되게 하고, 이 회로가 각 입출력 장치에 결함을 감내하도록 선택된 독립된 버스 채널을 제공하게 한다. 본 논문에서는 제시하는 버스 구조를 구현 및 실험하여 하나의 PCI-Express 버스에 고장이 발생하면, 그 고장 상황을 실시간으로 감지되고, 고장이 발생하지 않은 다른 버스로 채널을 전환되어 정상적으로 통신이 수행되는 것을 보인다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제13권1호
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• pp.95-103
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• 2017

The PCI Express is a widely used system bus technology that connects the processor and the peripheral I/O devices. The PCI Express is nowadays regarded as a de facto standard in system area interconnection network. It has good characteristics in terms of high-speed, low power. In addition, PCI Express is becoming popular interconnection network technology as like Gigabit Ethernet, InfiniBand, and Myrinet which are extensively used in high-performance computing. In this paper, we designed and implemented a evaluation platform for interconnect network using PCI Express between two computing nodes. We make use of the non-transparent bridge (NTB) technology of PCI Express in order to isolate between the two subsystems. We constructed a testbed system and evaluated the performance on the testbed.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.811-814
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• 2003

Today's and tomorrow's processors and I/O devices are demanding much higher I/O bandwidth than PCI 2.3 or PCI-X can deliver and it is time to engineer a new generation of PCI to serve as a standard I/O bus for future generation platforms. According to this demand the PCI SIG proposed PCI Express. This paper describes about the design of PCI Express Behavioral Model. A Behavioral Model enables the designers to test whether the design specifications are met by performing computer simulations rather than experiments on the physical prototype. In the proposed Model, we can verify whether our design concept satisfies the PCI Express functional protocol.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회
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• pp.51-54
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• 2016

NTB는 transparent bridge와 공통적으로 독립적인 PCI bus(PCI 또는 PCI Express bus)에 대해서 데이터 전송 경로(path)를 제공한다는 점에서 기능적으로 유사하다. 그러나, NTB와 transparent bridge 간의 가장 큰 차이점은 NTB가 사용될 경우에 bridge의 하향부분(downstream side)에 위치한 장치들은 상향부분(upstream side)에서는 보이지 않는다는 점이다. 이는 bridge의 하향부분(downstream side)에 위치한 인텔리전트(intelligent)한 제어기(예를들면 CPU를 포함하는 컴퓨터)가 자신의 downstream side에 위치하는 서브시스템 내 각종 장치들을 독립적으로 관리할 수 있다는 점이다. NTB는 또한 첫 번째 호스트(primary host)의 PCI bus로 구성된 서브시스템(subsystem) 계층구조(hierarchy)에 두 번째 호스트(secondary host)를 연결하는 데 사용될 수 있다. 이는 두 시스템간 통신을 가능하도록 하는 반면, 두 시스템을 서로 격리시키는 효과도 발생한다. 즉, NTB는 일반적으로 도어벨(doorbell)을 통해서 bridge의 다른 편에 위치한 장치에 대해서 인터럽트를 보낼 수 있으며, 또한, scratchpad 레지스터를 보유하고 있어 bridge의 양측에서 데이터를 상호 공유함으로써 interprocessor communication 할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권8호
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• pp.74-85
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• 2015

PCI Express는 프로세서와 시스템의 IO 장치들을 연결하기 위하여 널리 사용되는 업계 표준이다. PCI Express 는 이전 PCI 표준에서 유래하며, 전통적으로 하나의 PC 혹은 서버 내에서 사용되어져 왔다. PCI Express의 고속, 저전력, 고효율 특성은 기존 시스템 연결망과는 다른 형태의 대안 연결망으로써 고려되고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 PCI Express를 이용한 시스템 연결망(PCIeLINK)을 설계, 구현하고 초기 시험 결과를 제시한다. 본 논문에서는 PCI Express를 이용한 fail-over 시스템에 자주 사용되는 non-transparent bridging(NTB)기법을 이용하여 PCI Express 기반 시스템 연결망을 설계, 구현 하였다. NTB는 PCI Express 장치를 단순 연결할 경우 발생되는 전기적, 논리적 충돌을 방지하는 기법으로써, PCI Express Gen2 규격에 기반한 20 Gbps급의 ${\times}4$ 연결을 하나의 카드에 복수개 구현하고 이를 시험하였다. 개발된 PCI Express기반 시스템 인터커넥트 장치는 최대 8.6 Gbps의 단방향 성능을 보였으며, Linux 기반의 TCP/IP 환경에서 최대 5.1 Gbps의 성능을 나타내는 것으로 측정 되었다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제14권1호
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• pp.270-279
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• 2018

PCI Express (PCIe) bus, which was only used as an internal I/O bus of a computer system, has expanded its function to outside of a system, with progress of PCIe switching processor. In particular, advanced features of PCIe switching processor enable PCIe bus to serve as an interconnection network as well as connecting external devices. As PCIe switching processors more advanced, it is required to consider the different adapter card architecture. This study developed multipurpose adapter cards by applying an on-board optical module, a latest optical communications element, in order to improve transfer distance and utilization. The performance evaluation confirmed that the new adapter cards with long cable can provide the same bandwidth as that of the existing adapter cards with short copper cable.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권3호
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• pp.105-112
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• 2017

PCI Express는 고속, 저전력 등의 특성으로 인하여 프로세서와 주변 I/O 장치들을 연결하는 업계 표준의 버스 기술이다. PCI Express는 최근 고성능 컴퓨터나 클러스터/클라우드 컴퓨팅 등의 분야에서 시스템 인터커넥션 네트워크로서 그 활용가능성을 검증하고 있는 추세이다. PCI Express가 시스템 인터커넥션 네트워크로서 활용가능하게 된 계기는 PCI Express에 NTB(non-transparent bridge) 기술이 도입되면서부터이다. NTB 기술은 물리적으로 두 PCI Express subsystem을 연결가능하도록 하지만, 필요할 경우 논리적인 격리(isolation)를 제공하는 특징이 있다. 또한, PGAS(partitioned global address space)와 같은 공유 주소 공간(shared address space) 프로그래밍 모델은 최근 멀티코어 프로세서의 보편화로 인하여 병렬컴퓨팅 프레임워크로 각광받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 차세대 병렬컴퓨팅 플랫폼을 위하여 PCI Express 환경에서 OpenSHMEM을 구현하기 위한 초기 OpenSHMEM API를 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 구현한 15가지 OpenSHMEM API의 정확성을 검증하기 위해서 Github의 openshmem-example 벤치마크의 수행을 통하여 확인하였다. 현재 시중에서는 PCI Express 기반 인터커넥션 네트워크는 가격이 매우 비싸고 아직 일반인이 사용하기 용이하도록 NIC형태로 널리 보급되지 않은 실정이다. 이러한 기술개발 초기단계에서 본 연구는 PCI Express 기반 interconnection network를 RDK(evaluation board) 수준에서 실제로 동작하는 실험환경을 구축하고, 여기에 추가로 최근 각광받는 OpenSHMEM software stack를 자체적으로 구현하였다는 데 의의가 있다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제41권4호
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• pp.41-49
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• 2004

본 논문은 FPGA 임베디드 기가비트 트랜시버의 테스트에 관한 방법과 측정 결과를 다룬다. 실험에 사용한 디바이스는 Altera 사의 Stratix GX 디바이스로 범용 고속 프로토콜을 지원하는 트랜시버(GXB)이다. 본 논문은 차세대 IO 버스로 대두되는 PCI Express 직렬 프로토콜을 GXB에 구현하였다. PCI Express 규격에 맞게 생성된 GXB 모듈은 타이밍 시뮬레이션을 거쳐 하드웨어 구현과 테스트를 수행하였다. 트랜시버 테스트 방법으로 GXB 내부 블록 테스트, GXB 신호 무결성 테스트, GXB 입출력 버퍼 및 온칩 터미네이션 테스트, GXB 프로토콜 테스트의 네 가지 검증 절차를 거쳤다. 본 논문을 통해 FPGA 임베디드 트랜시버의 설계방법과 테스트 절차, 측정 결과를 제시한다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.87-90
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• 2006

Nowadays, we can enjoy access to high speed network and advanced services of convergence between broadcasting and communication anywhere and anytime through a ubiquitous computing. So, now digital convergence devices come out constantly. These devices are required faster network environment for high speed data processing than before. In this paper, we describe the design of InfiniBnad network adapter, which is included two FPGA chipsets. When this adapter is installed to Digital Convergence Platform (DCP) network performance will be improved. The adapter includes 12channel serial ports for external communication and internally, uses PCI-Express bus. We have finished the test of high speed serial based network adapter through composing complete InfiniBand network and applied fabric management software. So, we have verified that it can be applied on DCP environment.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권12호
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• pp.1480-1485
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• 2015

최근에 서버 시스템에서 SSD(Solid-State Drive)가 고성능 저장장치 및 캐시로서 많이 사용됨에 따라 다양한 서버 응용들의 입출력 요청 스트림들을 위해 SSD 수준에서 서비스 품질(Quality-of-Service)를 제공할 수 있는지에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재까지 대부분의 SSD는 SATA 버스 상에서 AHCI 컨트롤러를 사용해왔기 때문에 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별하여 서비스할 수가 없었다. 그러나, 최근에 새로운 SSD 인터페이스로서 PCI Express 버스 상에서 NVME 컨트롤러가 제안됨에 따라 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별할 수 있게 되었고, 이에 따라 입출력 요청들을 스케줄링 할 수 있게 되었다. 본 논문은 NVME 기반 플래시 저장 장치를 위한 플래시 연산 그룹 스케줄링(Flash Operation Group Scheduling)을 제안하고, 가중치에 따라 입출력 스트림별로 비례 지분 대역폭을 제공할 수 있음을 QEMU 기반 시뮬레이션을 통해 보인다.