Abstract
This paper proposes a bit manipulation accelerator (BMA) having application specific instructions, which efficiently supports scrambling, convolutional encoding, puncturing, and interleaving. Conventional DSPs cannot effectively perform bit manipulation functions since かey have multiply accumulate (MAC) oriented data paths and word-based functions. However, the proposed accelerator can efficiently process bit manipulation functions using parallel shift and Exclusive-OR (XOR) operations and bit jnsertion/extraction operations on multiple data. The proposed BMA has been modeled by VHDL and synthesized using the SEC $0.18\mu m$ standard cell library and the gate count of the BMA is only about 1,700 gates. Performance comparisons show that the number of clock cycles can be reduced about $40\%\sim80\%$ for scrambling, convolutional encoding and interleaving compared with existing DSPs.
본 논문은 스크램블링(Scrambling), 길쌈부호화(Convolutional Encoding), 펑처링(Puncturing), 인터리빙(Interleaving) 등과 같은 연산에 공통적으로 필요한 비트 조작(Bit Manipulation)을 효율적으로 지원하기 위한 비트 조작 연산 가속기를 제안한다. 기존의 DSP는 곱셈 및 가산 연산을 기본으로 연산기가 구성되어 있으며 워드 단위로 동작을 함으로 비트 조작 연산의 경우 비효율적인 연산을 수행할 수밖에 없다. 그러나 제안한 가속기는 비트 조작 연산을 다수의 데이터에 대해 병렬 쉬프트와 XOR 연산, 비트 추출 및 삽입 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 제안한 가속기는 VHDL로 구현 하여 삼성 $0.18\mu m$ 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성하였으며 가속기의 게이트 수는 1,700개에 불과하다. 제안한 가속기를 통해 스크램블링, 길쌈부호화, 인터리빙을 수행시 기존의 DSP에 비해 $40\~80\%$의 연산 사이클의 절감이 가능하였다.
