• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권8호
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• pp.75-84
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• 2004

본 논문에서는 Motion JPEG2000 등의 이산 웨이블릿 기반의 고속 영상처리를 위해서 리프팅 방식의 효율적인 H/W 구조를 제안하였다. 리프팅 내부연산의 반복성을 이용하여 알고리즘 레벨에서 구조적인 사상을 적용하고 데이터 스케줄링을 이용하여 최적화되고 간략화된 리프팅 기반의 필터링 셀의 구조를 제안한다. 이를 바탕으로 (9,7) 및 (5,3) 필터를 모두 수용할 수 있는 리프팅 커널의 구조를 구현하였다. 제안된 리프팅 커널은 일정 대기지연 시간 후에 연속적으로 데이터를 출력할 수 있는 간략화된 구조를 갖고 있다. 시간적인 순서로 입력되는 데이터에 대해서 일정한 출력을 발생할 수 있기 때문에 단순히 H/W를 추가하면 병렬적인 동작을 통해서 높은 출력율을 간단히 얻을 수 있다. 본 논문에서 제안된 리프팅 커널은 ASIC 및 FPGA 환경으로 모두 구현하였는데, ASIC으로는 삼성전자의 0.35㎛ CMOS 라이브러리를 이용하여 구현하였고 FPGA은 Altera사의 APEX을 타겟으로 하였다. ASIC의 경우 리프팅 연산을 위해 41,592개의 게이트 수와 라인 버퍼링을 위한 128Kbit의 메모리를 사용하였으며, FPGA의 경우 6,520개의 LE(Logic Element)와 128개의 ESB(Embedded System Block)을 사용하였다. 각각의 경우에 대해서 125MHz와 52MHz의 속도에서 안정적으로 동작할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권5호
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• pp.219-230
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• 2017

멀티스레딩 기법이 적용된 GPGPU는 내부 병렬 자원들을 기반으로 데이터를 고속으로 처리하고 메모리 접근시간을 감소시킬 수 있다. CUDA, OpenCL 등과 같은 프로그래밍 모델을 활용하면 스레드 레벨 처리를 통해 응용프로그램의 고속 병렬 수행이 가능하다. 하지만, GPGPU는 범용 목적의 응용프로그램을 수행함에 있어 내부 하드웨어 자원들을 효과적으로 사용하지 못한다는 단점을 보이고 있다. 이는 GPGPU에서 사용하는 기존의 워프/스레드 블록 스케줄러가 메모리 접근시간이 긴 명령어를 처리하는데 있어서 비효율적이기 때문이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 GPGPU 자원 활용률을 개선하기 위한 새로운 워프 스케줄링 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 워프 스케줄링 기법은 스레드 블록의 워프들 중 긴 메모리 접근시간을 가진 워프와 짧은 메모리 접근시간을 가진 워프들을 구분한 후, 긴 메모리 접근시간을 가진 워프를 우선 할당하고, 짧은 메모리 접근시간을 가진 워프를 나중에 할당하여 처리한다. 또한, 메모리와 내부 연결망에서 높은 경합이 발생했을 때 동적으로 스트리밍 멀티프로세서의 수를 감소시켜 워프 스케줄러를 효과적으로 사용할 수 있는 기법도 제안한다. 실험결과에 따르면, 15개의 스트리밍 멀티프로세서를 가진 GPGPU 플랫폼에서 제안된 워프 스케줄링 기법은 기존의 라운드로빈 워프 스케줄링 기법과 비교하여 평균 7.5%의 성능(IPC)이 향상됨을 확인할 수 있다. 또한, 제안된 두 개의 기법을 동시에 적용하였을 경우에는 평균 8.9%의 성능(IPC) 향상을 보인다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.321-330
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• 2002

2차원 메디안필터는 정지영상 및 동영상 신호처리 분야에 많이 활용되고 있다. 최근의 급속한 VLSI기술의 발전은 적절한 비용으로 실시간 2차원 메디안 필터의 구현을 가능하게 하여 주고 있다. 효율적인 VLSI구현을 위해서는 적은 양의 메모리 사용, 규칙적인 계산, 지역 데이터 전달 등의 특성을 갖는 알고리즘과 VLSI 구조가 필수적이다. 본 논문에서는 위와 같은 특성을 갖는 새로운 실시간 2차원 메디안필터의 VLSI구조를 제안하였다. 이를 위하여 메디안필터링 알고리즘을 분석하여 메디안 필터링 알고리즘에 내재되어 있는 병렬처리 특성, 특히 파이프라인 가능성을 최대한 활용할 수 있도록 하였다. 또한 Separable 2차원 메디안 필터링 알고리즘을 사용하여 하드웨어 복잡성을 크게 감소시켰다. Separable 2차원 메디안필터는 기존의 메디안필터와 거의 유사한 성능을 보여주었으며 bit-slice pipeline median searching 알고리즘은 기존의 메디안 필터에서 문제가 되었던 window의 크기에 따라 하드웨어 복잡성이 크게 증가하는 문제를 해결하여 window 크기에 관계없이 2차원 실시간 메디안 필터의 VLSI 구현을 가능하게 하여 주었다. C 언어를 이용한 행위레벨 시뮬레이션을 통하여 성능을 확인하고 분석하였다.