• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권4호
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• pp.417-422
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• 2009

특화된 하드웨어의 도움 없이 범용 다중 프로세서 플랫폼에서 DPI(Deep Packet Inspection) 시스템을 구현하는 방법은 비용 측면에서 매력적이다. 문제는 성능인데, 일반적으로 다중 프로세서 시스템에서는 작업들을 여러 프로세서에 적절하게 배분하는 로드밸런싱 방법과 DPI 프로세싱 전용 개별 프로세서를 지정하여 시스템의 성능을 향상 시킨다. 그러나, 우리는 DPI 시스템의 경우 위와 같은 단순한 프로세서 통제 방안이 반드시 최선책이 아니라고 생각한다. 본 논문에서는 작업의 종류에 따라 정해진 프로세서에 할당한 후, 프로세서 상태에 따라 역할을 변경하는 방식을 제안한다. 우리는 제안하는 방식을 리눅스 기반 듀얼 프로세서 시스템에 구현하고 실험을 통해 그 성능을 기존의 로드밸런싱 방식과 비교하였다. 제안된 방식에서는 하나의 프로세서는 인터럽트 처리를 포함한 일반적 패킷 프로세싱 역할만을 담당토록 하고 다른 프로세서는 DPI엔진을 전담하도록 역할로 분리시켜 캐시접근실패 (cache miss) 과 스핀락(spin lock) 발생빈도를 낮추었으며, DPI 전담 프로세서가 처리한계에 이르렀을 경우에는 두 프로세서 모두 DPI를 위해 자원을 사용토록 하여, 기존의 리눅스 로드 밸런싱 방식 DPI 시스템 대비 약 60%의 성능향상을 달성하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.539-548
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• 2015

본 논문에서는 프로세서별 서로 다른 버스에 서로 다른 운영체제를 갖는 멀티코어 시스템에서 공유 메모리 기능을 구현하고, 임베디드 리눅스 시스템을 통하여 두 프로세서 사이에서 공유 메모리 기능을 실험하였다. 듀얼 버스 구조에서 공유 메모리 구현을 위해 메모리 컨트롤러를 이용하였으며, 리스트 자료구조를 통하여 공유 메모리 세그먼트를 관리한다. AMP 멀티 코어 실험을 위하여 2개의 프로세서 코어에 리눅스 운영체제를 탑재하도록 하였다. 그리고 공유 메모리 테스트를 위하여 구현된 커널 모듈을 이용하여 공유 메모리 생성 및 이용이 가능함을 확인 하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.703-709
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• 2014

단일 시스템에 코어별 운영체제를 사용하는 AMP(Asymmetric Multiprocessing) 기반 듀얼 코어에서 프로세서간 데이터를 전달하기 위해서 공유 메모리 기법을 사용한다. 서로 다른 운영체제에서 공유 메모리를 사용하기 위해서는 두 운영체제 사이의 메시지 통신 및 동기화 문제를 해결해 주어야 하는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 듀얼 코어 환경에서 서로 다른 프로세서 코어 사이에서 데이터 공유를 위해서 별도의 메모리 컨트롤러를 이용하였다. 이 컨트롤러는 두 프로세서에서 동시에 접근이 가능 하도록 두 개의 슬레이브 포트를 지정할 수 있으며, 두 프로세서에 의해서 동시에 데이터 처리를 수행할 경우 메모리 중재자에 의해서 슬레이브 포트의 우선 순위를 결정하게 된다. A에서 B 프로세서로 데이터를 전달 시, SRAM 영역을 논리적으로 8개의 페이지로 분리하였다. 여러 프로세스에서 메모리 영역을 사용 하도록 하였으며 페이지당 4KByte의 크기를 갖도록 하였으며, 현재 페이지가 사용 가능한지 아닌지를 판별하기 위해서 4바이트 크기의 컨트롤 레지스터를 이용하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권5호
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• pp.542-546
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• 2008

최근 듀얼-프로세서 기반의 모바일 내장형 시스템을 위한 듀얼-포트 SDRAM이 발표되었다. 이는 단일 메모리 칩이 두 프로세서의 로컬 메모리와 공유 메모리 역할을 모두 담당하므로 공유 메모리를 위하여 추가의 SRAM 메모리를 사용하는 기존의 구조에 비해 더 간단한 통신 구조이다. 양 포트로부터의 동시적인 접근에서의 상호배타성을 보장하기 위하여 모든 공유 메모리 접근에는 특수한 동기화 기법이 수반되어야 하는데 이는 잠재적인 성능 악화의 원인이 된다. 이 논문에서는 이러한 동기화 비용을 고려하여 듀얼-포트SDRAM 구조의 성능을 평가하고, 주 응용의 통신 특성을 고려하여 최적화한 락우선권 기법과 정적복사 기법을 제안한다. 더 나아가, 공유 뱅크를 여러 블록으로 나눔으로써 서로 다른 블록들에 대한 동시적인 접근을 가능케 하여 성능을 개선하도록 한다. 가상 프로토타이핑 환경에서 수행된 실험은 이러한 최적화 기법들이 기본 듀얼-포트SDRAM 구조에 비하여 20-50%의 성능 향상을 가져옴을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권12호
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• pp.540-551
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• 2008

오늘날 마이크로프로세서의 설계는 전력 소모 문제만이 아닌 온도 문제에서도 자유롭지 않다. 제조 공정의 미세화와 고밀도 회로 집적화가 칩의 전력 밀도를 높이게 되어 열성 현상을 발생시키기 때문이다. 이를 해결하기 위해 제안된 동적 온도 제어 기술은 냉각 비용을 줄이는 동시에 칩의 온도 신뢰성을 높인다는 장점을 가지지만, 냉각을 위해 프로세서의 성능을 희생해야 하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 프로세서의 성능 저하를 최소화하면서 온도를 제어하기 위해 듀얼 레지스터 파일 구조를 제시한다. 온도 제어를 고려하였을 때 가장 관심을 끄는 것은 레지스터 파일 유닛이다. 특히 정수형 레지스터 파일 유닛은 그 빈번한 사용으로 인하여 프로세서 내부에서 가장 높은 온도를 가진다. 듀얼 레지스터 파일 구조는 정수형 레지스터 파일에 대한 읽기 접근을 두 개의 레지스터 파일에 대한 접근으로 분할하는데, 이는 기존 레지스터 파일이 소모하는 동적 전력을 감소시켜 열성 현상을 제거하는 효과를 가져온다. 그 결과 동적 온도 제어 기법에 의한 프로세서 성능 감소를 완화시키는데, 평균 13.35% (최대 18%)의 성능 향상을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.450-453
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• 2011

반도체 공정 기술의 발달에 따라 프로세서의 성능은 비약적으로 증가하였다. 특히 최근에는 하나의 프로세서에 여러 개의 코어를 집적한 멀티코어 프로세서 기술이 급속도로 발달하고 있는 추세이다. 멀티코어 프로세서는 동작주파수를 높여 성능을 개선하는 싱글코어 프로세서의 한계를 극복하기 위해 코어 개수를 늘림으로써 각각의 코어가 더 낮은 동작주파수에서 실행할 수 있도록 하여 소모 전력을 줄일 수 있다. 또한 다수의 코어가 동시에 연산을 수행하기 때문에 싱글코어 프로세서보다 더 많은 연산을 효율적으로 수행하여 사용률이 크게 높아지고 있지만 멀티코어 프로세서에서는 다수의 코어를 단일 칩에 집적하였기 때문에 전력밀도의 증가와 높은 발열이 문제가 되고 있다. 이와 같은 상황에서 본 논문에서는 듀얼코어 프로세서를 탑재한 시스템과 쿼드코어 프로세서를 탑재한 시스템의 소모 전력과 온도를 실제 측정하고 시뮬레이션을 통해 얻은 가상 시스템의 결과를 비교, 분석함으로써 실제 측정 결과와 시뮬레이션 결과가 얼마나 유사한지를 살펴보고, 차이가 발생하는 원인에 대한 분석을 수행하고자 한다. 실험결과, 실제 시스템을 측정한 결과와 시뮬레이션을 통한 가상 시스템의 결과는 매우 유사한 추이를 보이는 것으로 나타났다. 하지만 실제 시스템의 소모 전력과 온도의 증가비율은 가상 시스템의 소모 전력과 온도의 증가비율과는 다른 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.232-234
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• 2017

본 연구에서는 BLDC 모터 2축 동시 제어를 위해 듀얼코어 프로세서를 이용하여 제어기를 설계하였다. 제어기의 중앙처리 장치로는 TI사의 최신 듀얼코어 DSP인 TMS320F28377D를 사용하였고, BLDC 모터는 고신뢰성을 가지고 있는 레졸버(Resolver) 위치 및 속도센서 내장형 모터로 선정하였다. 구동기는 IPM(SCM1245MF)을 이용하여 설계하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.340-343
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• 2005

본 논문은 유로 가입자에 대해서 수신이 가능하도록 제한하는 제한수신시스템을 적용한 디지털멀티미디어방송 수신시스템 구현에 관한 연구이다. 이 시스템은 스마트카드와 소프트웨어 기법의 제한 수신시스템을 사용하여 스크램블 된 전송 스트림을 역스크램블 하기 위한 제어단어를 추출하므로 강화된 안전성을 제공한다. H.264의 비디오 데이터 복호화 처리를 위한 DSP와 RISP가 있는 듀얼 프로세서를 사용하여 QVGA의 비디오와 24Khz${\sim}$48Khz의 오디오 방송을 평균 15f/s로 재현이 가능하다. 가입자 정보를 추가한 방송 스트림을 수신하여 제한수신의 동작 상태와 역스크램블 된 스트림을 디코딩하였을 때 정상 가입자에 대한 경우 역스크램블 과정이 정상적으로 수행되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.97-100
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• 2018

세마포어 처리문제는 프로세스간 메시지를 전송하거나 공유메모리를 통해 특정 데이터를 공유할 때 발생되는 문제로 공유된 자원에 여러 개의 프로세스가 동시에 접근하면 안되며, 단지 한번에 하나의 프로세서만 접근 가능하도록 하여야 한다. 세마포어 기본정책은 호출되는 코어에 생성되며, 다른 코어에서는 IPI를 통해 존재 여부를 확인한다. 동일 코어에서 접근 시 기존방식으로 사용한다. 본 논문에서는 서로 다른 코어 및 운영체제에서 다른 코어에서 접근할 때에는 IPI를 통해 존재 여부를 확인한 후 더미 세마포어 구조체를 생성하여 관련 정보를 유지하고 해당 요청을 처리해 주는 세마포어 인터페이스 기능 설계 방법을 제안한다. 제안하는 세마포어 인터페이스 기능 설계 방안은 멀티 태스킹 기술 구현으로 기존 코어가 가지고 있는 성능상의 문제를 해결해 준다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.532-542
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• 2009

동적 온도 제어 기술은 마이크로프로세서 내부 특정 유닛의 온도가 크게 올라가는 열섬 문제를 해결하기 위해 널리 사용되는 기법으로 냉각 비용을 감소시키고 칩의 신뢰성을 높인다는 장점이 있지만, 기법 적용으로 인해 성능이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 부동소수점 응용 프로그램 수행 시 발열 문제를 해결하기 위해 적용되는 동적 온도 제어 기술로 인한 성능 저하를 최소화하기 위하여 듀얼 부동소수점 가산기 구조를 제안하고자 한다. 부동소수점 응용 프로그램을 수행할 때, 가장 많이 활성화되는 유닛 중 하나인 부동소수점 가산기를 두 개로 중복시켜서 접근을 분산시키는 기법을 통해 열섬 문제를 해결하고자 한다. 또한 상호 인접한 유닛 간의 열 전달로 인해 온도가 상승하는 문제를 해결하기 위하여, 열 진달 지연 공간을 마이크로프로세서 내에 배치시키는 방법을 제안한다 제안 기법들의 적용 결과, 동적 온도 관리 기술을 사용하는 환경에서 마이크로프로세서의 최고 온도가 평균 $5.3^{\circ}C$ 최대 $10.8^{\circ}C$ 낮아지면서 발열로 인한 칩의 안정성 저하 문제를 완화시킬 수 있다. 또한 동적 온도 관리 기술이 적용되는 시간을 크게 줄임으로써 프로세서의 성능은 평균 1.41배(최대 1.90배) 향상된다.