• ETRI Journal
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• 제31권6호
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• pp.709-716
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• 2009

In this paper, we propose a novel reconfigurable processor using dynamically partitioned single-instruction multiple-data (DP-SIMD) which is able to process multimedia data. The SIMD processor and parallel SIMD (P-SIMD) processor, which is composed of a number of SIMD processors, are usually used these days. But these processors are inefficient because all processing units (PUs) should process the same operations all the time. Moreover, the PUs can process different operations only when every SIMD group operation is predefined. We propose a processor control method which can partition parallel processors into multiple SIMD-based processors dynamically to enhance efficiency. For performance evaluation of the proposed method, we carried out the inverse transform, inverse quantization, and motion compensation operations of H.264 using processors based on SIMD, P-SIMD, and DP-SIMD. Experimental results show that the DP-SIMD control method is more efficient than SIMD and P-SIMD control methods by about 15% and 14%, respectively.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.100-107
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• 2011

As the use of mobile multimedia devices is increasing in the recent year, the needs for high-performance multimedia processors are increasing. In this regard, we propose a SIMD (Single Instruction Multiple Data) based parallel processor that supports high-performance multimedia applications with low energy consumption. The proposed parallel processor consists of 16 processing elements(PEs) and operates on a 3-stage pipelining. Experimental results for the JPEG encoding algorithm indicate that the proposed parallel processor outperforms conventional parallel processors in terms of performance and energy efficiency. In addition, the proposed parallel processor architecture was developed and verified with verilog HDL and a FPGA prototype system.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.1051-1052
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• 2008

As the mobile phone has multi functions and high performance, multimedia processors have an important roles in handsets. Recently high resolution camera (above 5M pixels), HD Camcording and beautiful UI which Using OpenVG or OpenGL are adopted in mobile phone. So we are introduced the function multimedia processor and guide to mobile phone engineers to meet multimedia features.

• ETRI Journal
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• 제32권1호
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• pp.84-92
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• 2010

This paper proposes the semaphore authority management (SAM) controller to optimize the dual-port SDRAM (DPSDRAM) in the mobile multimedia systems. Recently, the DPSDRAM with a shared bank enabling the exchange of data between two processors at high speed has been developed for mobile multimedia systems based on dual-processors. However, the latency of DPSDRAM caused by the semaphore for preventing the access contention at the shared bank slows down the data transfer rate and reduces the memory bandwidth. The methodology of SAM increases the data transfer rate by minimizing the semaphore latency. The SAM prevents the latency of reading the semaphore register of DPSDRAM, and reduces the latency of waiting for the authority of the shared bank to be changed. It also reduces the number of authority requests and the number of times authority changes. The experimental results using a 1 Gb DPSDRAM (OneDRAM) with the SAM controllers at 66 MHz show 1.6 times improvement of the data transfer rate between two processors compared with the traditional controller. In addition, the SAM shows bandwidth enhancement of up to 38% for port A and 31% for port B compared with the traditional controller.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1-10
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• 2012

본 논문에서는 휴대용 초음파 영상의 고성능 및 저전력 처리를 위해 멀티미디어 전용 명령어를 내장한 매니코어의 디자인 공간 탐색 방법론을 제안한다. 이를 위해서 멀티미디어 확장 명령어로 인한 서브워드 병렬처리 방식을 적용한 프로그램과 적용하지 않은 프로그램의 성능을 비교하여 에너지 효율 및 면적효율을 측정하였다. 모의실험 결과, MMX 형태 명령어를 사용한 프로그램은 베이스라인 프로그램 보다 $256{\times}256$ 해상도에서 실행시간은 평균 3.16배, 에너지 효율은 평균 8.13배, 면적 효율은 평균 3.16배의 향상을 보였다. $240{\times}320$ 해상도와 $240{\times}400$ 해상도에서는 각각 실행시간 평균 2.16배, 2.25배, 에너지 효율은 4.04배 4.34배, 면적 효율은 2.16배, 2.25배 향상되었다. 더불어 이러한 MMX 형태 명령어를 포함한 매니코어의 프로세싱 엘리먼트 (Processing Element: PE) 개수 및 메모리 사이즈를 변화시키면서 각 초음파 영상의 해상도별로 최적의 시스템 면적 및 에너지 효율을 보이는 PE 구조를 탐색하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.17-24
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• 2013

In this paper, we present a multi-core processor including multimedia specific instructions to process multimedia data efficiently in the mobile environment. Multimedia specific instructions exploit subword level parallelism (SLP), while the multi-core processor exploits data level parallelism (DLP). These combined parallelisms improve the performance of multimedia processing applications. The proposed multi-core processor including multimedia specific instructions is implemented and tested using a Xilinx ISE 10.1 tool and SoCMaster3 testbed system including Vertex 4 FPGA. Experimental results using a fire detection algorithm show that multimedia specific instructions outperform baseline instructions in the same multi-core architecture in terms of performance (1.2x better), energy efficiency (1.37x better), and area efficiency (1.23x better).

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권7호
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• pp.305-317
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• 2008

최근 모바일 컴퓨팅 환경의 변화로 멀티미디어 데이타의 고성능, 저전력 처리에 대한 수요가 증가하고, 프로세서에 있어서 멀티미디어 전용 가속기 기능의 중요성이 크게 부각되고 있다. 이에 본 논문은 고성능, 저전력 멀티미디어 처리를 위한 SIMD 병렬 프로세서용 칼라미디어 명령어를 제안한다. 기존의 범용 마이크로프로세서 전용 멀티미디어 명령어 (e.g., MMX, VIS, AltiVec)는 4개의 8 비트 픽셀을 32 비트 레지스터에 저장하고 처리하는 반면에, 제안하는 칼라미디어 명령어는 인간의 시각이 칼라에 덜 민감한 점을 고려하여 32비트 데이타패스 아키텍처에서 두 쌍 (6개의 픽셀)의 압축된 16비트 YCbCr (6비트 Y, 5비트 Cb와 Cr) 데이타를 32비트 레지스터에 저장하고 동시에 처리함으로써 YCbCr 데이타 처리에서 높은 병렬성과 효율성을 보여준다. 또한 칼라미디어 명령어는 데이타 포맷 사이즈를 줄임으로써 전체시스템의 비용을 절감할 뿐만 아니라 데이타 대역폭의 감소로 시스템 디자인을 간소화한다. SIMD 병렬 프로세서 아키텍처에서 모의 실험한 결과, 칼라미디어 명령어 기반 프로그램은 baseline 명령어 프로그램보다 평균 6.3배 성능향상을 보여준다. 반면, Intel의 대표적인 멀티미디어 명령어인 MMX 기반 프로그램은 동일한 SIMD 병렬 프로세서에서 baseline 명령어 프로그램보다 단지 3.7배 성능향상을 나타낸다. 또한, 칼라미디어 명령어는 MMX보다 시스템 면적 효율 (52% 증가 대비 13% 증가)과 시스템 전력 효율 (50% 증가 대비 11% 증가)에서 우수성을 보여준다. 칼라미디어 명령어는 이러한 성능과 효율을 단지 3%의 시스템 면적과 5%의 시스템 전력의 증가로 얻는 반면, MMX는 14%의 시스템 면적과 16%의 시스템 전력증가가 요구된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1-11
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• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가 하면서 고성능 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 낮은 소비전력으로 고성능 멀티미디어 애플리케이션을 구현할 수 있는 SIMD기반 병렬프로세서를 제안한다. 제안하는 병렬프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트로 구성되어 있으며, 3단계 파이프라인 구조로 설계되었다. 모의실험 결과, 제안한 SIMD기반 병렬프로세서는 기존의 병렬프로세서보다 프로세싱 엘리먼트 당 상대 연산 처리량에서 높은 성능을 보였으며, 또한 동일한 130nm 테크놀리지와 720 클록주파수에서 상용 고성능 프로세서인 TI C6416보다 1.4~31.4배의 성능 향상 및 5.9~8.1배의 에너지 효율 향상을 보였다. 제안한 병렬프로세서를 하드웨어 설계언어인 verilog HDL을 이용하여 설계하였고, FPGA를 이용해 검증하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(상)
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• pp.27-32
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• 2002

본 논문에서는 NOP 이 차지하는 슬롯에 의미 있는 명령어를 중복 할당하여 자료의존 관계를 해소하고 프로그램 실행 사이클을 단축시키는 명령어 중복 스케줄링 기법을 적용할 수 있는 VLIW 구조인 TiPs(Tiny Processors) 구조를 제안하였으며 TiPs는 회로의 복잡도를 증가시키지 않으면서 실행시간을 단축시켜 가상의 바이패싱 회로를 추가한 효과를 얻을 수 있다. 실험 결과 TiPs에서 명령어 중복 스케줄링 기법을 적용할 경우 8% ～ 25%의 성능 향상 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.73-78
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• 2023

식사하는 철학자 문제는 5명의 철학자(프로세서)들이 원형 탁자에 둘러 앉아 함께 스파게티(또는 국수) 식사를 하는데 있어 자신의 양쪽에 있는 젓가락(자원) 한 쌍(2개)을 모두 가져야만 식사가 가능한 경우로 모든 철학자가 우측의 젓가락 1개씩 모두 가진 경우 아무도 식사를 못하는 교착상태(deadlock)를 해결하는 문제이다. 교착상태는 병행 시스템(concurrent system)에서 빈번히 발생하는 문제로 현행 운영체제(OS)에서는 이를 예방하는 방법은 채택되지 않고 있다. 본 논문은 2≤n≤∞의 모든 프로세서들이 다중 병행(parallel concurrency)처리 능력을 갖고 있는 OS에서 교착상태를 전혀 유발하지 않는 묘책을 제안한다. 제안된 방법은 ⌊n/2⌋개의 홀수 프로세서들이 그룹을 형성하여 동시에 수행하는 방법으로 실행이 종료되면 다음 프로세서로 우측 이동(shift right)시키는 그룹 라운드-로빈 방법이다. 제안된 방법은 1-라운드의 모든 프로세서를 실행시키려면 짝수 프로세서인 경우 2회, 홀수 프로세서는 3회를 수행하면 되고, n회를 수행하면 짝수 프로세서인 경우는 n/2회, 홀수 프로세서는 (n-1)/2회를 수행하는 방식이다.