• 한국항행학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.233-238
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• 2010

본 논문은 고신뢰성 임베디드 시스템의 핵심 부품인 risc 프로세서에 forward 기반의 오류복원 기법을 적용한 fetch redundant risc(FRR) 프로세서와 backward 기반의 오류복원 기법을 적용한 redundancy execute risc(RER) 프로세서를 연구하였다. 제안된 프로세서의 고장감내 성능을 평가하기 위해서 base risc, FRR, RER 프로세서의 SystemC 모델을 제작하고 SystemC 기반 fault injection 기법을 이용하여 오류주입 시험을 수행하였다. 실험결과 세 프로세서의 고장률은 1-bit transient fault를 주입한 경우에는 고장률이 FRR 프로세서는 1%, RER 프로세서는 2.8%, base risc 프로세서는 8.9%로 확인되었으며, 1-bit permanent fault를 주입한 경우 FRR 프로세서는 4.3%, RER 프로세서는 6,5%, base RISC 프로세서는 41%로 확인되었다. 따라서 1-bit 오류가 발생하는 경우에는 FRR 프로세서가 가장 높은 신뢰성을 나타내는 것으로 판명되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (3)
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• pp.676-678
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• 2003

최근에 2.5G나 3G 이동 단말 장치를 위한 프로세서로, 다양한 멀티미디어가 가미된 응용구현이 가능하도록 RISC 프로세서와 DSP를 포함하는 단일 칩 프로세서 기술이 등장하고 있다. 이에 따라 듀얼 프로세서 구조에서 비디오 인코딩/디코딩의 처리 속도를 향상시키기 위안 비디오의 인코더/디코더 구조를 제안한다. 기존의 연구에서는 비디오의 인코딩/디코딩의 전 과정을 DSP가 담당하도록 설계하였으나 많은 비트 연산이 필요한 부분에서는 RISC 칩보다 효율성이 낮게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 비디오 신호 처리의 인코딩/디코딩을 구성하는 모듈들을 DSP와 RISC의 특성에 맞도록 분리해 수행시킴으로써 효율성을 높이고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.239-245
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• 2019

RISC-V는 프로세서의 혁신을 위하여 개방형 표준 협력을 통하여 개발된 무료이며 개방된 명령어집합 아키텍처 프로세서이다. 산업체와 학계의 협동으로 태동한 RISC-V는 프로세서 구조에 새로운 수준의 하드웨어 및 소프트웨어의 자유를 가져다주면서 확장 가능하기 때문에, 향후 50 년의 컴퓨터 설계와 혁신에 견인차 역할을 할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 RISC-V가 개발되고 도입됨에 따라, 산술논리, 메모리, 분기, 제어 및 상태레지스터, 환경호출 및 중단점으로 구성된 명령어 아키텍처를 고찰하고 특징을 살펴보았다. 또한 Verilog를 이용하여 설계된 RISC-V 프로세서를 ModelSim으로 모의실행하고 Quartus-II로 합성한 결과, RISC-V의 38 개 명령어를 성공적으로 수행할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.473-480
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• 2021

차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해서는 목표로 하는 컴퓨터 프로세서의 구조를 활용하여 암호화 기본 연산을 최적화 구현하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 RISC-V 프로세서 상에서 차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해 핵심 곱셈기 연산을 최적화 구현하는 기법을 제안한다. 특히 RISC-V 프로세서의 기본 연산자를 열 기반 곱셈기 연산알고리즘에 맞추어 최적 구현해봄으로서 이전 연구와 비교 시 256-비트 곱셈의 경우 약 19% 그리고 512-비트 곱셈의 경우 약 8%의 성능 향상을 RISC-V 프로세서 상에서 달성하였다. 마지막으로 RISC-V 프로세서에서 추가적으로 제공되면 곱셈 연산 성능 향상에 도움이 될 수 있는 확장 명령어 셋에 대해서도 확인해 보도록 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12C호
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• pp.1617-1622
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• 2004

무선단말기용 오디오 복호화기는 무선이동환경의 특성상 낮은 전력소모가 요구된다. 단일 RISC 프로세서를 이용하며 비디오/오디오 신호를 처리하는 기존의 구현은, RISC 프로세서의 연산부담이 과도하여 실시간 밀터미디어 서비스를 지원하기에는 효율적이지 못하고 캐쉬 메모리가 충분하지 않은 경우 잦은 캐쉬-미스로 인하여 전력소비량이 증가하게 된다. 본 논문에서는 무선단말기를 위한 MPEG/Audio 복호화기를 설계하자 MAC 연산에 최적화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하여 복호화 시스템을 구현하였다. 오디오 복호화 과정을 연산중심부분과 제어중심부분으로 분할하고, 각각 DSP 블록과 RISC 프로세서에 할당하여. 병렬적으로 처리할 수 있도록 알고리듬을 설계하였다. 제안된 시스템은 MP3와 AAC 복호화 과정을 각각 17MHz, 24MHz로 처리한다. 이것은 단일 RISC 프로세서의 구현에 비하여 각각 48%와 40% 감소한 것이다. 오디오 신호처리에 최척화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하는 것은 자원의 효율적인 이용이 가능하고, 캐쉬 메모리가 크지 않은 휴대용 멀티미디어 시스템에 적합하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1166-1174
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• 2004

본 논문은 TCP/IP 프로토콜 스택을 위한 RISC 기반 송신 래퍼 프로세서의 설계를 기술하였다. 설계된 프로세서는 이중 뱅크 구조를 갖는 입출력 버퍼, 32 비트 RISC 마이크로프로세서, 온라인 체크섬 계산 기능을 갖는 DMA 모듈, 메모리 모듈로 구성되어 있다. TCP/IP 프로토콜의 다양한 동작모드를 지원하기 위해 기존의 상태 머신 기반의 설계 방식이 아닌 RISC 프로세서에 기반을 둔 하드웨어-소프트웨어 공동설계 설계기법이 사용되었다. 데이터 전달 동작과 체크섬 동작의 순차적인 수행에 기인한 커다란 지변 시간을 제거하기 위해, 데이터 전달 동작과 병렬적으로 체크섬 동작을 수행할 수 있는 DMA 모듈이 채택되었다. 가변 크기의 입출력 버퍼를 제외한 프로세서는 0.35${\mu}m$ CMOS 공정 조건에서 약 23,700개의 게이트로 구성되며, 최대 동작 주파수는 약 167MHz를 가짐을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2022

RISC-V는 오픈 소스 명령어 집합 구조로, 간단한 기본 구조를 가지며 목적에 따라 명령어 집합을 유연하게 확장할 수 있다. 본 논문에서는 소형, 저전력 32-bit RISC-V 프로세서를 설계하여 RISC-V 임베디드 시스템 연구를 위한 기반을 마련하고자 하였다. 설계한 프로세서는 2단계 파이프라인으로 구성하였고, RISC-V ISA 중 FENCE, EBREAK 명령어를 제외한 32-bit 정수형 ISA 및 인터럽트 처리를 위한 특권 ISA를 지원한다. Vivado Design Suite를 이용하여 합성한 결과 Xilinx Zynq-7000 FPGA에서 1895개의 LUT 및 1195개의 플립플롭을 사용하였고, 0.001W의 전력을 소모하였다. 이를 GPIO, UART, 타이머와 함께 시스템을 구성하여 합성하였고, FPGA 상에서 FreeRTOS를 포팅하여 16MHz에서의 동작을 검증하였다. Dhrystone, Coremark 벤치마크를 통해 성능을 측정하여 목적에 따라 확장 가능한 저전력 고효율 프로세서임을 보였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권2호
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• pp.1-13
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• 1999

디지털 신호처리용 응용 프로그램의 복잡도가 증가햐면서, 효율적인 컴파일러를 지원하는 DSP 프로세서 구조의 필요성이 증대되고 있다. 많은 범용 레지스터와 직교적(orthogonal)인 명령어 집합을 가지는 RISC프로세서 구조에 메모리 오퍼랜드, 전용 어드레스 계산 유닛, 단일 사이클 MAC 명령어, zero-overhead 하드웨어 루프 등 DSP 프로세서의 구조적 특징을 가하여 효율적인 컴파일러를 가지는 고성능의 RISC 기반 DSP를 구현할 수 있다. 본 논문에서는 이 네 가지 DSP 아키텍쳐 구성 요소를 지원하는 코드변환기를 개발하고, 이를 이용하여 각각의 DSP 아키텍쳐 구성 요소들을 보완하였을 때 성능에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 성능 평가 실험에는 C 언어로 작성된 7개의 DSP 벤치마크 프로그램과 QCELP 음성 부호화기를 이용하였으며, 평가 결과를 RISC 프로세서뿐만 아니라 Texas Instruments 사의 TMS320C3x, TMS320C54x, TMS320C5x DSP 프로세서와 비교하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.115-121
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• 2023

RISC-V는 오픈소스 명령어집합 아키텍처로, 누구나 자유롭게 RISC-V 마이크로프로세서를 설계하고 구현할 수 있다. 본 논문에서는 RISC-V 아키텍처를 설계하고 시뮬레이션한 후, FPGA에 구현 및 합성하고 로직아날라이저(ILA)를 이용하여 검증하였다. RISC-V 코어는 SystemVerilog로 작성되어 효율적인 설계와 높은 재사용성을 나타내며, 다양한 응용 분야에서 사용 가능하다. Vivado를 사용하여 Ultra96-V2 FPGA보드에 합성함으로써 RISC-V 코어를 하드웨어로 구현하였고, 통합로직아날라이저(ILA)를 통해 설계의 정확성과 동작을 검증하였다. 실험 결과, 설계된 RISC-V 코어는 기대한 동작을 수행함을 확인하였으며, 이러한 연구 결과는 RISC-V 기반 시스템 설계와 검증에 중요한 기여를 할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.217-220
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• 2021

ICISC'19에서 기존 CHAM과 동일한 구조와 규격을 갖지만, 라운드 수만 증가시킨 revised CHAM이 발표되었다. CHAM은 사물인터넷에서 사용되는 저사양 프로세서에서 효율적인 구현이 가능한 특징을 갖고 있다. AVR, ARM 프로세서 상에서의 CHAM 암호 알고리즘에 대한 최적 구현은 존재하지만, 아직 RISC-V 프로세서 상에서의 CHAM 구현은 존재하지 않는다. 따라서, 본 논문에서는 RISC-V 프로세서 상에서의 Revised CHAM 알고리즘을 최초로 구현을 제안한다. CHAM 라운드 함수의 내부 구조의 일부를 생략하여 최적 구현하였다. 그리고 홀수 라운드와 짝수 라운드를 모듈별로 구현하여 필요에 따라 모듈을 호출하여 손쉽게 사용할 수 있게 하였다. 결과적으로, RISC-V 상에서 제안 기법 적용하기 전보다 제안 기법 적용 후에 12%의 속도 향상을 달성하였다.