• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06b
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• pp.509-514
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• 2008

동적 전력 관리 기법은 임베디드 시스템과 같은 저전력성이 요구되는 시스템에서 널리 활용되고 있다. 동적 전력 관리 기법은 처리율과 소비전력 간의 상관 관계를 통해, 프로세서의 전압과 주기를 조절하여 소비 전력당 처리율을 높이는 기법이다. 이러한 동적 전압 관리 기법이 실시간 특성이 필요한 임베디드 시스템에 적용되는 경우, 실시간 스케줄러에 큰 영향을 끼치게 된다. 실시간 스케줄러에서는 주어진 임계 시간 이내에 작업의 수행을 마치기 위하여, 스케줄 가능성 테스트를 수행하여 적합한 작업들만을 실행하도록 한다. 하지만, 인터럽트 처리 등으로 인한 선점 가능성은 스케줄 가능성에 대한 분석을 복잡하게 만들고 있다. 본 논문에서는 인터럽트 처리를 고려한 실시간 스케줄링 분석 연구를 기반으로 하여, 동적 전력 관리가 추가된 경우의 영향을 분석하도록 한다. 동적 전력 관리로 인한 실시간 처리 요구 사항의 증가와 실제 적용 가능한 사례를 보인다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2007.11a
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• pp.197-200
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• 2007

Dynamic power management reduces the power consumption of the system by switching system components into different power states, which have different power consumption levels. The main function of a power management is to decide when to perform state transitions. In this paper, a power management model based on stochastic processes is introduced. This model is developed using SRN (Stochastic Reward Nets), which has facilities to represent system queue and various modeling functions.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.328-330
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• 2006

동적 전력 관리 기법을 활용한 프로세서의 등장은 고성능 임베디드 장치들의 저전력 설계에 있어서 큰 영향을 주고 있다 특히, XSCALE과 같은 고성능 프로세서의 소비전력은 동작 클럭의 속도와 비례하여 빠르게 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위한 다양한 기법이 제시되었다. 동적 전력 관리 기법은 크게 1) 동적 전압 관리 기법과 동적 프리퀀시 관리 기법으로 구분된다. 동적 프리퀀시 관리 기법을 사용한 프로세서는 필요에 따라 프로세서의 동작 클럭 속도를 변경한다. 이는 전체적인 프로세서 성능의 저하를 수반하게 된다 특히, 주변 장치들의 전력 관리가 동시에 이루어지지 않을 경우에는 시스템의 전체적인 성능에 큰 영향을 끼치게 된다. I/O 장치의 인터럽트는 CPU의 현재 실행을 잠시 멈추고, 인터럽트 처리를 우선적으로 수행하도록 한다. 따라서 CPU가 처리할 수 있는 양보다 많은 인터럽트 발생은 인터럽트 처리 이후에 실제 응용 프로그램들이 동작할 시간을 줄이게 되어 CPU는 살아있으나, 인터럽트 이외의 실제 프로세스 실행을 진행할 수 없는 라이브륵(livelock) 현상이 발생한다. 동적 프리퀀시 스케일링을 사용하는 경우, 프로세서의 동작 속도 저하로 인한 livelock 현상이 발생할 수 있으며 이를 막기 위하여, 인터럽트 처리를 제한하는 기법을 제시한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.34 no.6B
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• pp.641-647
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• 2009

This paper proposes an improved predictive dynamic power management (DPM) scheme and a task scheduling algorithm to reduce unnecessary power consumption in embedded systems. The proposed algorithm performs pre-scheduling to minimize unnecessary power consumption. The proposed predictive DPM utilizes a scheduling library provided by the system to reduce computation overhead. Experimental results show that the proposed algorithm can reduce power consumption by 22.3% on the average comparing with the LLF algorithm for DPM-enable system scheduling.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.877-879
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• 2005

배터리를 이용하는 모바일 장비에서 전력 소비를 줄이기 위한 많은 연구들이 있다. 그 중에 동적 전력 관리(Dynamic Power Management)는 시스템의 각 컴포넌트의 상태를 쉽게 관찰할 수 있다는 측면에서 운영체제에서 접근하기 적합한 전력 관리 방법이다. 본 논문에서는 대표적인 모바일 장비인 노트북에서 하드 디스크의 전력소비를 줄이기 위하여 기계 학습 기반의 동적 전력 관리 방법을 제안한다. 하드 디스크 접근 패턴을 분석하여 Artificial Neural Network(ANN) 기법으로 모형을 만들고 이 모형을 바탕으로 하드 디스크의 다음 유휴기간을 예측하였다. 예측된 유휴기간 동안 하드 디스크로의 공급 전력을 감소시키지 않았을 경우에 소비하는 비용이 전력을 줄였다 다시 늘이는 비용보다 크다면 하드 디스크로 공급되는 전력을 줄임으로써 유휴기간 동안 낭비되는 배터리 전력을 줄일 수 있었다. 본 연구에서 생성된 모형을 하드 디스크 디바이스 드라이버에 적용하면 기존의 시간 경계 값을 이용한 방법에 비해 약 23.05W의 전력 소비 감소를 기대할 수 있다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.35 no.11B
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• pp.1631-1639
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• 2010

This paper proposes a scheduling algorithm that can reduce the power consumed for execution of application programs and the communication cost incurred due to dependencies among tasks. The proposed scheduling algorithm can increase energy efficiency of the DVS(Dynamic Voltage Scaling) by estimating laxity usage during scheduling, making up for conventional algorithms that apply the DVS after scheduling. Energy efficiency can be increased by applying the proposed algorithm to complex multimedia applications. Experimental results show that energy consumptions for executing HD MPEG4, MotionJPEG codec, MP3, and Wavelet have been reduced by 11.2% on the average, when compared to conventional algorithms.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.31 no.4A
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• pp.393-401
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• 2006

Energy consumption is an important design parameter for battery-operated embedded systems. Dynamic power management is one of the most well-known low-power design techniques. This paper proposes an online realtime scheduling algorithm, which we call energy-aware realtime scheduling using slack stealing (EARSS). The proposed algorithm gives the highest priority to the task with the largest degree of device overlap when the slack time exists. Scheduling result enables an efficient power management by reducing the number of state transitions. Experimental results show that the proposed algorithm can save the energy by 23% on average compared to the DPM-enabled system scheduled by the EDF algorithm.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.757-759
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• 2005

배터리의 용량이 제한적인 핸드헬드 시스템에서의 전력소비를 절감시키기 위한 동적전압변경 기법에 관련한 많은 연구가 이루어지고 있으나, 프로세서나 LCD 같은 각각의 요소에 기반을 둔 저 전력 정책들은 전력절감에 있어 한계에 다다르고 있다. 이를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 전력관리의 대표적인 기법인 프로세서 DVS와 LCD 재생 프레임 빈도 제어를 통합한 다차원 전력관리를 시스템 전력관리 차원에서 제시한다. 실제 시스템에서의 구현 결과를 제시함으로써 다차원 동적전압변경 기법이 멀티미디어 응용에 있어서 단일 요소의 전력관리보다 시스템 차원에서의 부가적 전력 절감을 할 수 있음을 보인다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.7
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• pp.52-60
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• 2010

In this paper, we propose a dynamic power management framework for multi-core systems. We reduced the power consumption of multi-core processors such as Intel Centrino Duo and ARM11 MPCore, which have been used at the consumer electronics and personal computer market. Each processor uses a different technique to save its power usage, but there is no embedded multi-core processor which has a precise power control mechanism such as dynamic voltage scaling technique. The proposed dynamic power management framework is suitable for smart phones which have an operating system to provide multi-processing capability. Basically, our framework follows an intuitive idea that reducing the power consumption of idle cores is the most effective way to save the overall power consumption of a multi-core processor. We could minimize the energy consumption used by idle cores with application-targeted policies that reflect the characteristics of active workloads. We defined some properties of an application to analyze the performance requirement in real time and automated the management process to verify the result quickly. We tested the proposed framework with popular processors such as Intel Centrino Duo and ARM11 MPCore, and were able to find that our framework dynamically reduced the power consumption of multi-core processors and satisfied the performance requirement of each program.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.5-8
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• 2011

3차원 멀티코어 프로세서는 기존의 멀티코어 프로세서에서 문제가 되던 연결망 지연시간과 전력문제를 해결할 수 있는 새로운 프로세서 설계기술이다. 하지만, 전력밀도의 증가로 인해 발생하는 열섬현상은 3차원 멀티코어 프로세서의 새로운 문제점으로 두드러지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 동적 온도 관리 기법이 사용되지만, 동적 온도 관리 기법을 적용하면 시스템에 성능 저하가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 3차원 멀티코어 프로세서에서 문제가 되는 열섬현상을 해결하기 위해 고온의 유닛을 대상으로 동적 온도 관리 기법을 적용하고자 한다. 실험대상으로는 시스템 성능에 많은 영향을 미치고 높은 접근 때문에 고온이 발생하는 TLB 유닛을 사용하고자 한다. 특히, 시스템의 성능 저하를 줄이기 위해서 기존의 시스템보다 낮은 성능을 보이는 마이크로 TLB 구조를 적용해 보고자 한다. 성능이 낮은 구조의 경우 일반적으로 더 낮은 온도 분포를 보이며 동적 온도 관리 기법에 영향을 덜 받기 때문에 동적 온도 관리 기법만 적용한 구조보다 더 낮은 성능 저하를 보일 수 있다. 실험결과 동적 온도 관리 기법을 적용한 경우 기존의 시스템에 비해 23.4%의 성능 저하가 발생하고 마이크로 TLB 구조를 적용한 경우 27.1%의 성능 저하가 발생함을 알 수 있다.