• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.75-77
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• 2010

실시간 환경에서 저전력 설계의 효율적인 방법으로 동적 전압 조절 기법(Dynamic Voltage Scaling)이 있다. 동적 전압 조절 기법의 성능을 올리기 위하여 정확한 작업 시간의 예측이 필수적이며, 많은 예측 필터들이 이를 위하여 사용되었다. 하지만 각 예측 필터들은 여러 가지 다른 상황에 대하여 모두 적절하게 처리하는데 한계를 가지고 있다. 이 논문에서는 여러 가지 다른 예측필터들의 상황 별 성능을 분석하고 이를 바탕으로 동적으로 상황에 따라 예측 필터를 변화시키며 항상 최적의 성능을 가지는 새로운 예측 방법을 제안하였다. 또한 MPEG 환경에서의 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법이 모든 상황에서 다른 예측 필터들에 비하여 높은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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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.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권11호
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• pp.1051-1055
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• 2010

소프트웨어 라디오는 기존에 특화된 하드웨어 칩으로 구현되던 무선 통신 프로토콜을 소프트웨어로 구현하여 실행하는 기술이다. 새로운 프로토콜의 적용과 기존 프로토콜의 수정이 동적인 프로그래밍만으로 가능해지기 때문에 무선 통신 기술의 새로운 패러다임의 변화를 가져왔다. 하지만, 소프트웨어 라디오 시스템은 범용 프로세서와 통신 하드웨어를 동시에 장착하고 있기 때문에 그만큼 전력 소모가 크다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 라디오 시스템을 위한 전력 관리 기법인 복합 변조/전압 스케일링 기법을 제안한다. 그리고 제안된 기법의 전력 절감 효과를 수치적인 결과를 통해 분석한다. 결과적으로 복합 변조/전압 스케일링 기법은 주어진 데이터 전송률을 충족시키면서 무선 통신의 변조 레벨과 프로세서의 전압을 효율적으로 조절하여 전력 소모를 최소화시킨다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.96-104
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• 2009

일반적인 동적 전압 조절(dynamic voltage scaling)의 가정과는 다르게 실제 시스템에 있어서는 응용 프로그램의 성능이 프로세서의 동작 속도에 정비례하지 않는다. 본 연구에서는 응용 프로그램의 성능과 동작 속도의 관계를 실측을 통하여 수치화하여 응용 프로그램의 특성을 모델링하고 각기 다른 응용 프로그램 특성 계수를 갖는 태스크 집합에 적합한 스케줄링 기법을 제시하였다. 또한, 모든 태스크의 단위 수행시간 변화에 따른 에너지의 변화량이 동일해야 에너지 최적이 된다는 해석적인 정리를 제시하였다. 본 연구에서 제시하는 스케줄링 기법은 이러한 해석적 정리에 기반을 두기 때문에 항상 각 태스크에 시스템 에너지 최적이 되는 조절비를 제시한다. 합성 태스크 집합을 이용한 실험결과에서 기존 연구 대비 약 7%의 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권12호
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• pp.736-748
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• 2003

동적 전압 조절(DVS: Dynamic Voltage Scaling)은 온라인 상태에서 CMOS 회로의 공급 전압과 클락 속도를 동적으로 조절하는 것으로 내장형 실시간 시스템의 에너지 소모량을 줄이는데 매우 효과적인 기법이다. 일반적으로 DVS 알고리즘의 에너지 효율은 이의 슬랙 측정 방법에 의해 크게 좌우된다. 본 논문에서는, 향상된 슬랙 측정 방법에 기반한 주기적 경성 실시간 태스크들을 위한 새로운 DVS 알고리즘을 제안한다. 기존의 방법들과는 달리, 제안된 온라인 슬랙 측정 방안은 우선순위 기반 스케줄링의 기본적인 특성을 이용하며, 따라서 대부분의 우선순위 기반 스케줄링 정책에 대해 적용이 가능하다. 본 논문에서는, 이른종료시한우선(EDF: Earliest Deadline First) 스케줄링 정책과 주기-단조(RM: Rate Monotonic) 스케줄링 정책으로 대변되는 동적 및 고정 우선순위 스케줄링 정책에 대해 제안된 슬랙 측정 방안을 적용하는 방안을 제시한다. 또한, 모의 실험을 통해, 제안된 알고리즘은 기존의 DVS 알고리즘에 비해 프로세서의 에너지 소모량을 효과적으로(20∼40% 정도) 줄일 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권10호
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• pp.543-552
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• 2004

이 논문은 지연 시간 및 화질 제약이 있는 비디오 응용을 위한 에너지 최적화 기법을 제안한다. 이는 두 가지 핵심 기법 - 프레임 생략 기법 및 버퍼링 기법 - 으로 구성되어있다. 버퍼링은 운영 체제 수준에서 유휴 시간 이용률을 증가시키고, 프레임 생략은 응용 수준에서 유휴 시간 자체를 증가시키며, 양쪽 모두 동적 전압 조절 기법의 효과를 향상시킨다. 이 논문에서는 제안한 기법을 적용하기 위해 H.263 부호기 응용을 사용한다. 실험에서는 제안한 기법이 주어진 지연 시간 및 화질 제약을 만족하면서 괄목할 만한 에너지 절감을 얻을 수 있음을 보인다.

• 정보과학회지
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• 제24권8호
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• pp.61-69
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• 2006

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.95-103
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• 2007

동적 전압 조절(Dynamic voltage scaling, DVS) 기법은 가장 효과적이면서 가장 잘 알려진 전력 관리 기법 중 하나이다. DVS가 효율적인 여유 시간(Slack time) 분배 방법, 전압 할당 방법 등 다양한 방면에서 연구되었지만, 전압 변경 가능 프로세서 이외의 장치들에 대한 영향은 제대로 연구되지 못했다. DC-DC 변환기는 오늘날 대부분의 내장형 시스템에서 내부 장치들을 위한 다양한 값의 공급 전압 생성 및 전압 안정화 기능을 제공하는 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 공급 전압의 계속적인 변경이 필요한 DVS를 적용하기 위해서는 필수적인 구성 요소이다. 이 논문에서는 DC-DC 변환기의 전력 소모를 포함한 시스템의 에너지 소모에 대해 분석하고 이를 바탕으로 DC-DC 변환기를 포함하는 시스템 또는 이와 유사한 형태의 에너지 소모 특성을 가지는 시스템에서 에너지 소모를 최소화하는 새로운 에너지 최적 오프라인 DVS 스케줄링 알고리즘을 제안하고, 실험 결과를 통해 제안된 알고리즘이 어떤 종류의 설정에서도 기존의 DVS 알고리즘보다 더 적은 에너지 소모의 스케줄을 생성함을 보여준다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.641-650
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• 2008

휴대 기기의 보급 확대에 따라 작은 배터리의 사용 시간 연장을 위해 배터리의 전력 관리 기법이 필요하다. 기존의 전력 관리 기법들은 전압 변경에 따른 오버헤드를 고려하지 않거나 부분적으로 고려하였다. 따라서 전압 변경 오버헤드는 개인용 멀티미디어 시스템의 실시간 태스크의 스케줄을 보장 못하는 경우가 발생할 수 있다. 본 논문은 전압 변경 오버헤드를 고려하면서 시스템의 이용률 정보를 바탕으로 사용 가능한 주파수의 개수와 연속된 주파수 사이의 간격을 조절하여 소비 전력을 줄이는 전력 관리 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 주파수 변경 회수를 줄여 기존의 CC RT-DVS 방법과 smoothing 방법에 비해 10에서 25%정도 소비 전력을 절감할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권11호
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• pp.517-526
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• 2008

휴대용 단말기의 기능은 점차 더 높은 사양의 멀티미디어를 처리할 수 있도록 진화하고 있다. 특히, 고화질의 동영상과 게임 등을 지원할 수 있는 높은 성능을 사용사의 끊임없는 요와 밀접하게 관련이 있다. 따라서 요구되는 높은 성능을 충족시키기 위한 휴대용 임베디드 시스템의 동작과정에서 전력소비는 기존보다 상대적으로 커지게 되었으며, 이 효율적으로 관리하는 전력 관리 기법이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 휴대용 미디어 플레이어에서의 동적 전압 조절 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안하는 알고리즘은 최근 프레임의 정보와 실행 시간 등을 적절한 크기의 윈도우로 유지하며 이를 기반으로 프로세서가 지원하는 (주파수, 전압)레벨을 조절하여 프로세서의 전력소비를 낮추게 된다. 이 알고리즘은 간단한 모듈 형태로 구현이 되었으며 일반적인 동영상 재생기에 손쉽게 추가시킬 수 있다. 성능 측정은 실제환경에서 많이 사용되고 있는 MPlayer를 사용하였으며 수행 결과, 최대 56%의 프로세서의 전력소비 감소 효과를 얻을 수 있었다.