Advanced Calendar Queue Scheduler Design Methodology

In this paper, we propose a CQS(Calendar Queue Scheduler) architecture which was designed for processing multimedia and timing traffic in home network. With various characteristics of the increased traffic flowed in home such as VoIP, VOD, IPTV, and Best-efforts traffic, the needs of managing QoS(Quality of Service) are being discussed. Making a group regarding application or service is effective to guarantee successful QoS under the restricted circumstances. The proposed design is aimed for home gateway corresponding to the end points of receiver on end-to-end QoS and eligible for supporting multimedia traffic within restricted network sources and optimizing queue sizes. Then, we simulated the area for each module and each memory. The area for each module is referenced by NAND($2{\times}1$) Gate(11.09) when synthesizing with Magnachip 0.18 CMOS libraries through the Synopsys Design Compiler. We verified the portion of memory is 85.38% of the entire CQS. And each memory size is extracted through CACTI 5.3(a unit in mm2). According to the increase of the memory’sentry, the increment of memory area gradually increases, and defining the day size for 1 year definitely affects the total CQS area. In this paper, we discussed design methodology and operation for each module when designing CQS by hardware.

진보된 캘린더 큐 스케줄러 설계방법론

본 논문에서는 홈 네트워크에서 멀티미디어와 타이밍 트래픽을 처리하기 위해 디자인 된 CQS(Calendar Queue Scheduler)를 제안한다. VoIP, VOD, IPTV, 최선형(Beat-efforts) 트래픽 등 가택으로 유입되는 다양한 속성을 지닌 트래픽의 증가로 가택 내 QoS(Quality of Service) 관리의 필요성이 논의되고 있다. 이러한 제한된 환경에서 성공적으로 QoS를 보장하기 위해서는 각 애플리케이션이나 서비스 단위로 그룹을 형성하여 관리하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 단대단(end-to-end) QoS 측면에서 수신측 말단에 해당하는 홈 게이트웨이를 목표로 제한된 자원내에서 멀티미디어 및 타이밍 트래픽 처리와 큐 사이즈를 최적화시킨 CQS아키텍처를 하드웨어로 제안하였다. 또한, 각각의 모듈과 각각의 메모리에 대한 면적을 시뮬레이션하였다. Synopsys Design Compiler를 사용하여 Magnachip 0.18 CMOS 라이브러리로 합성하였을 때 각 모듈의 면적은 NAND($2{\times}1$) 게이트(11.09)를 기준으로 하였다. Memory의 비중이 전체 CQS에서 85.38%를 나타내고 있음을 알 수 있었다. 각 메모리 사이즈의 크기를 CACTI 5.3(단위는 mm^2)을 통하여 추출하였다. 메모리의 entry가 증가함에 따라 메모리 area의 증가 폭은 점점 더 증가하므로, 1 year 에 해당하는 day size의 결정이 전체 CQS 면적에 절대적인 영향을 미치게 된다. 본 논문에서 CQS를 하드웨어로 설계할 때 각 모듈의 설계 방법론과 각 모듈의 동작에 대하여 논하였다.