하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업을 지원하는 SoC 플랫폼 설계에 관한 연구

A Study on SoC Platform Design Supporting Dynamic Cooperation between Hardware and Software Modules

본 논문에서는 소형 임베디드 시스템의 처리 성능 향상을 위하여 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업 SoC 플랫폼을 제안하고 성능을 분석하였다. 기존의 소형 임베디드 시스템은 낮은 사양의 하드웨어 자원을 가지고 있어 복잡한 처리 과정을 포함하고 있는 멀티태스킹 환경에 적용하기가 어렵다. 이에 본 논문에서 제안한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업 플랫폼은 시스템의 기능을 태스크 단위로 모듈화하여 조립형 형태의 세분화된 소프트웨어 및 하드웨어 모듈로 설계 및 구현이 가능하다. 또한 동적 협업이 요구되는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈 간의 통신 및 동기화 기법도 제안하였다. 제안한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업을 지원하는 SoC 플랫폼의 성능을 분석한 결과, 메모리 접근과 계산 복잡도가 높을수록 소프트웨어 태스크로만 구성된 플랫폼보다 우수한 성능을 보여주었다.

This paper presents and analyzes a novel technique that makes it possible to improve the performance of low-end embedded systems through SoC(System-on-a-Chip) platform supporting dynamic cooperation between hardware and software modules. Traditional embedded systems with limited hardware resources have the poor capability of carrying out multi-tasking jobs including complex calculations. The proposed SoC platform, which provides dynamic cooperation between hardware and software modules, decomposes a single specific system into tasks for given system requirements. Additionally, we also propose a technique for efficient communication and synchronization between hardware and software tasks in cooperation with each other. Several experiments are conducted to illustrate the application and efficiency of the proposed SoC platform. They show that the proposed SoC platform outperforms the traditional embedded system, where only software tasks run, as the number of memory access is increased and the system become more complex.