• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.19-30
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• 2008

분기 히스토리는 분기 예측기의 주된 입력 요소로 사용된다. 따라서 적절한 분기 히스토리의 사용은 분기 예측의 정확도 향상에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 분기 예측의 정확도를 향상시키기 위한 방법의 하나로, 명령어의 연관성 분석을 통한 선별적 분기 히스토리 사용 기법을 제안한다. 우선, 본 논문에서는 명령어의 연관성을 분석하는 세 가지 서로 다른 알고리즘을 제안한다. 제안된 기법은 명령어의 레지스터 쓰기 연산에 기반하는 방법, 분기 명령어의 참조 레지스터에 기반하는 방법, 그리고 이들 두 가지 방식을 상호 결합하는 방법이다. 또한, 제안된 세 가지 알고리즘의 실질적 구현을 위해 이를 적용할 수 있는 가변 입력 gshare 예측기를 제안한다. 본 논문에서는 모의실험을 통해 세 가지 알고리즘의 특징 및 장단점을 비교 분석한다. 특히, 기존의 고정된 입력을 사용하는 방식과 비교하여 제안된 기법의 성능 향상의 정도를 분석하며, 사전 프로파일링을 통해 얻어진 최적의 입력에 대한 성능상의 차이도 소개한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제44권2호
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• pp.1-10
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• 2007

분기 명령어에 대한 분기 예측 정확도는 시스템 전체의 성능 향상에 중대한 영향을 미친다. 본 논문에서는 분기 예측의 정확도를 높이기 위한 방법의 하나로, 각 분기 명령어 별로 사용되는 History 길이를 동적으로 조절할 수 있는 "각 분기별 동적 History 길이 조절 기법"을 소개한다. 제안된 기법은, 분기 예측에 있어서 관련된 레지스터들 사이의 데이터 종속성을 추적하여, 최종적으로 관련이 있는 레지스터를 포함하도록 유도하는 분기를 파악한 후, 관련 분기의 History만을 사용하게 해 주는 방식이다. 이를 위해 본 논문에서는, 데이터 종속성을 추적할 수 있는 알고리즘과 관련 하드웨어 모듈을 소개하였다. 실험 결과 제안된 기법은, 기존의 고정 길이 History를 사용하는 방식에 비하여 최대 5.96% 분기 예측 정확도의 향상을 가져 왔으며, 프로파일링을 통해 확인된 각 응용 프로그램 별 Optimal History 길이와 비교해서도 성능 향상을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권2A호
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• pp.20-25
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• 2005

본 논문에서는 trace-back 동작 없이 디코딩이 가능한 변형된 레지스터 교환 (MRE) 방식을 블록 디코딩에 적용하여 전송 속도를 높이고 latency를 줄이는 비터비 디코딩 방식을 제안하였다. 변형된 레지스터 교환 방식을 블록 디코딩에 적용함으로써 디코딩 블록의 시작 상태를 결정하기 위해 필요한 동작 사이클을 줄여, 블록 디코딩을 사용하는 기존의 비터비 디코더보다 더 적은 latency를 가지게 되었다. 뿐만 아니라, 메모리를 더 효율적으로 사용할 수 있으면서 하드웨어의 구현에 있어서도 복잡도가 더 감소하게 된다. 또한 시작 상태를 결정하기 위해 필요한 trace-back 동작을 없애고 메모리를 줄여 이에 따른 전력 소모를 줄이는 저전력 동작이 가능하다. 제안된 방식은 같은 하드웨어 복잡도로도 메모리의 감소 또는 latency의 감소에 중점을 둔 설계가 가능하다. 또한, 몇 가지 디자인 파라미터를 변경하여 합성 단계에서 하드웨어 복잡도와 전송 속도를 Dade-off 할 수 있도록 스케일러블한 구조로 설계하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권2호
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• pp.59-66
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• 2013

본 논문에서는 임베디드 시스템에서 DSP를 위한 메모리 접근 변수의 저장 방법에 대한 최적화 ILP 알고리즘을 제안하였다. 본 논문은 0-1 ILP 공식을 이용하여 DSP 주소 생성 유닛의 메모리 변수 데이터 레이아웃을 최소화한다. 제약 조건을 기반으로 변수의 메모리 할당 여부를 식별하고, 변수가 지시하는 주소코드를 프로그램 포인터에 등록한다. 프로그램의 처리 순서가 프로그램 포인터에 선언되면, 해당 변수의 주소코드에 대한 자동증감 모드를 적용한다. 주소 레지스터에 대한 로드를 최소화하여 변수의 데이터 레이아웃을 최적화한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘의 효율성을 입증하기 위하여 FICO Xpress-MP Modeling Tools을 이용하여 벤치마크에 적용하였다. 벤치마크 적용 결과, 기존의 선언적 주문 메모리 레이아웃보다 제안한 알고리즘을 적용한 최적의 메모리 레이아웃이 주소/수정 레지스터에 대한 로드 수를 감소시켰고, 주소코드의 접근을 줄임으로써, 프로그램의 실행 시간을 단축시켰다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권7호
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• pp.1900-1906
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• 1997

본 논문에서는 FPGA에 회로를 설계할 때, 일괄검사가 가능한 BIST의 효율적인 BILBO(이하 EBILBO)를 설계한다. 제안된 일괄검사 알고리즘은 회로의 복잡도와 규모가 큰 회로에서 하나의 핀(pin)으로 정상속도에서 회로검사가 가능하다. BIST 설계에서, 필요한 검사패턴은 의사 랜덤패턴으로 생성하고, 출력은 다중 입력 쉬프트 레지스터에 의한 병렬 신호분석으로 검사하였다. 제안된 알고리즘은 VHDL로 동작적 기술하므로 검사패턴 생성과 응답분석 및 압축에 대한 모델을 용이하게 변경할 수 있다. FPGA상에 설계된 회로에서, 구현된 BIST의 EBILBO의 면적과 성능은 ISCAS89 벤치마크 회로를 통하여 평가하였다. 600 셀(cell) 이상의 회로에서 EBILBO 면적은 30% 이하로 감소하고, 검사패턴은 500K 정도로 신축성 있게 생성되고, 고장검출률의 범위는 88.3%에서 100%임을 확인하였다. 일괄검사의 BIST를 위한 EBILBO 동작은 정상모드와 병행하여 실시간으로 검사모드를 $s+n+(2^s/2^p-1)$시간 내에 동시에 수행할 수 있다.(CUT의 PI 수;n, 레지스터 수;s, p는 다항식의 차수). 제안된 알고리즘은 VHDL 코딩으로 설계와 검사가 병행될 수 있는 라이브러리로 구축되어 DFT에 광범위하게 응용되어질 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.141-145
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• 2009

본 논문에서는 입력 동작에 대하여 상위수준 합성을 수행한 후, 합성결과를 SystemC 코드로 전환하는 C-to-SystemC 합성기를 설계 및 구현하였다. 구현된 합성기의 처리과정은 C 소스코드로 기술된 입력 동작을 list 스케줄링 알고리즘을 이용하여 스케줄링한 후, 스케줄링 결과에 left-edge 알고리즘을 이용하여 레지스터 할당을 수행한다. 레지스터 할당 정보를 이용하여 합성기는 채널 및 포트와 같은 SystemC 특성들로 표현된 SystemC 모듈의 코드를 최종적으로 생성한다. C-to-SystemC 합성기의 동작은 EWF(elliptic wave filter)의 합성결과인 SystemC 모듈의 코드를 시뮬레이션하여 검증한다. C-to-SystemC 합성기는 SystemC 설계방법론의 모델링단계부터 합성단계에 이르는 툴 체인의 한 부분으로 사용될 수 있으며, 생성된 SystemC 모듈은 C 모듈에 비해 재사용이 용이하고 다른 SystemC 모듈과 SystemC 채널을 통하여 별도의 추가처리 없이 통신할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.192-200
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• 2000

8비트와 16비트 마이크로 프로세서는 소규모 제어기기에 많이 사용되고 있다. 이러한 실장 제어용 마이크로 프로세서는 CP와 메모리 및 입출력 회로가 하나의 반도체에 집적되어야 하므로 회로가 간단하고, 코드 밀도가 높은 것이 요구되고 있다. 본 논문에서는 코드 밀도가 높은 EISC(Extendable Instruction Set Computer)구조를 가지는 16비트 마이크로 프로세서인 SE1608을 제안한다. SE1608은 8개의 범용 레지스터를 가지며, 16비트 고정 길이 명령어, 짧은 오프셋 인덱스 어드레싱과 짧은 상수 오퍼랜드 명령어를 가지며, 확장 레지스터와 확장 프래그를 사용하여 오프셋 및 상수 오퍼랜드를 확장할 수 있다. SE1608은 FPGA로 구현하여 약 12,000 게이트가 소요되었으며, 8MHz에서 모든 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였고, 크로스 어셈블러와 크로스C /C++컴파일러 및 명령어 시뮬레이터를 설계하고 동작을 검증하였다. SE1608의 코드 밀도는 16비트 마이크로 프로세서인 H-8300의 140%, NM10200의 115%로 현격하게 높은 장점을 가진다. 따라서 하드웨어가 간단하고, 프로그램 메모리 크기가 작아지므로 실장 제어용 마이크로 프로세서에 적합하여 폭 넓은 활용이 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.65-70
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• 2008

1024비트 이상의 고비도 RSA 프로세서에서는 몽고메리 알고리즘을 효율적으로 처리하기 위하여 전체 키 스트림을 정해진 블록 단위로 처리한다. 본 논문에서 기본으로 하는 RSA프로세서는 기본 워드를 128비트로 하고 곱셈 곁과의 누적기로는 256비트의 레지스터를 사용한다. 128 비트 곱셈을 효율적으로 수행하기 위하여 32비트${\times}$32비트 곱셈기를 사용하며 각 연산 결과는 128비트 크기의 8개 레지스터에 필요에 따라 저장되어 몽고메리 알고리즘을 수행하는데 사용된다. 본 논문에서는 128비트 곱셈에 필요한 누적곱셈 (MAC; multiply-and-aCcumultaion)을 효율적으로 계산하기 위하여 모든 연산 단계를 미리 분석하여 불필요한 연산단계를 수행하지 않고 곱셈 횟수를 줄여 효율적인 누적 곱셈 연산기를 구현하였다. 구현된 누적 곱셈 연산기는 자동으로 합성하였고, 본 논문 작성에서 기준이 되는 RSA프로세서의 동작 주파수인 20MHz에서 정상적으로 동작하였다

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.555-562
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• 2008

본 논문에서는 RTL 수준에서의 클록 게이팅을 이용한 실제적인 저전력 설계 기술에 대해서 제안하고자 한다. 상위 수준의 회로 설계자에 의해 시스템의 동작을 분석하여 클록 게이팅을 위한 제어기를 이용하는 것이 가장 효율적인 전력 감소를 가져 온다. 또한 직접적으로 클록 게이팅을 수행하는 것보다는 합성툴이 자연스럽게 게이팅된 클록을 맵핑할 수 있도록 RTL 수준에서 유도하는 것이 바람직하다. RTL 코딩 단계에서부터 저전력이 고려되었다면 처음 코딩단계에서부터 클록을 게이팅 시키고, 만일 고려되지 않았다면 동작을 분석한 후에 대기 동작인 부분에서 클록을 게이팅 한다. 그리고 회로의 동작을 분석한 후에 클록의 게 이팅을 제어하기 위한 제어기를 설계하고 합성 툴에 의해 저전력 회로에 해당하는 netlist를 얻는다. 결과로부터 상위수준의 클록 게이팅에 의해 레지스터의 전력이 922 mW에서 543 mW로 42% 감소한 것을 확인할 수 있다. Power Theater 자체의 synthesizer를 이용하여 netlist로 합성한 후에 전력을 측정했을 경우에는 레지스터의 전력이 322 mW에서 208 mW로 36.5% 감소한 것을 확인할 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.13-21
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• 2010

보드에 장착된 소자들을 테스트하기위해 제안된 IEEE 1149.1 시험 구조는 입력으로 TDI 핀을 사용하고 출력으로 TDO 핀을 사용하는 커다란 직렬 쉬프트 레지스터이다. IEEE 1149.1은 보드 수준에서의 테스트는 완벽하게 수행하지만 보드가 시스템에 장착되고 난 후의 수행 중인 시스템 수준에서의 실시간 동작클럭 속도로의 테스트에는 문제가 있다. 즉시험대상 핀의 실시간 동작신호를 시험하기 위하여 직렬 시프트 레지스트 체인들의 출력속도를 동작 클럭의 쉬프트레지스터 배수 이상의 속도로 작동 하여야 한다. 본 논문에서는 시스템 클럭과 동일한 속도로 실시간 신호를 캡쳐하기 위한 실시간 신호 시험 구조를 설계하고 시험 절차를 제안하였다. 제안한 실시간 신호 시험 구조를 Altera의 Max+Plus 10.0을 사용하여 제안한 시험 절차에 따라 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 제안한 시험구조가 정확히 동작함을 확인하였다.