• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.232-234
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• 2003

자바가상기계는 힙 영역과 자바 스택 영역에 객체와 스택 프레임을 할당할 공간이 없을 때 가비지 콜렉션과 함께 이미 해제된 힙과 자바 스택 영역을 재사용 가능하도록 메모리 공간을 재구성하게 된다. 한편 메모리 단편화로 인해 객체 또는 스택 프레임을 더 이상 할당하지 못하는 경우 자바가상기계는 컴펙션을 수행하여 메모리 단편화를 제거하면서 메모리를 재구성한다. 하지만 자바가상기계에서 메모리 재구성은 가비지 콜렉션및 컴펙션과 함께 길고 예측할 수 없는 지연시간에 의해 내장형 자바가상기계의 성능을 저하시키는 단점을 가진다. 본 논문은 소규모 내장형 자바가상기계의 성능을 개선하기 위한 방안으로, 가변 크기를 가지는 객체와 스택 프레임을 고정 크기로 변환하여 메모리를 할당하는 고정 크기 메모리 할당에 대해 기술하고 있다. 고정 크기 메모리 할당은 메모리 전체 사용율은 떨어지지만 외부 단편화가 발생하지 않기 때문에 회수된 메모리 공간을 재구성하지 않고도 힙 영역과 자바 스택 영역에 객체와 스택 프레임을 할당 가능하다. 본 논문에서 기술한 고정 크기 메모리 할당 방식으로 객체와 스택 프레임을 할당하게 되면 가변 크기 메모리 할당 보다 약 10% ~ 30% 효율향상을 보였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권5호
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• pp.129-140
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• 2014

기존의 메모리에서 발생하는 다양한 고장들을 검출하기 위한 기법으로 BIST(Built-in self test)가 있고 고장이 검출되면 Spare를 할당하여 수리하는 BIRA(Built-in redundancy analysis)가 있다. 그리고 BIST와 BIRA를 통합한 형태인 BISR(Built-in self repair)를 통해 전체 메모리의 수율을 증가시킬 수 있다. 그러나 이전에 제안된 기법들은 RAM을 위해 제안된 기법으로 RAM의 메모리 구조와 특성이 다른 NAND-형 플래시 메모리에 사용하기에는 NAND-형 플래시 메모리의 고유 고장인 Disturbance를 진단하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 NAND-형 플래시 메모리에서 발생하는 Disturbance 고장을 검출하고 고장의 위치도 진단할 있는 BISD(Built-in self diagnosis)와 고장 블록을 수리할 수 있는 BISR을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.534-537
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• 2011

분리형 필터는 메모리 접근 및 연산량을 O($N^2$)에서 O(N)으로 최적화하는 기법이다. GPGPU를 이용한 필터기반의 영상처리에 분리형 필터를 적용하면 2차원 apron 영역이 2개의 1차원 apron 영역으로 이 되기 때문에 메모리 최적화 측면에서 유리하다. 본 논문은 GPGPU를 이용한 분리형 필터에 슬라이딩 윈도우 형태의 지역 메모리 관리 기법을 적용하여 apron 발생을 최소화하는 구조를 제안하고 실험을 통해 저성능 메모리 환경에서 최대 17.9% 성능향상이 있었으며, 메모리 성능이 50% 낮아지는 경우에도 전체성능 감소도 최대 9%수준으로 안정적임을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제11권6호
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• pp.477-487
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• 2005

내장형 컴퓨터의 규모가 커지고 기능이 복잡해짐에 따라 동적 메모리 할당 기법은 전체 시스템의 성능을 좌우하는 중요한 요인으로 등장하였다. 본 논문의 목적은 내장형 시스템에서 동적 메모리 할당 기법을 사용할 때 하드웨어, 소프트웨어 구성에 따른 성능을 측정하는데 있다. 기존의 연구가 운영체제를 탑재하지 않은 단일 스레드의 단일 메모리 주소 공간을 갖는 시스템을 대상으로 한 반면 본 논문은 실제 환경과 같이 리눅스 운영체제를 탑재한 내장형 시스템을 사용한다 이러한 시스템 기반에서 소프트웨어의 각 계층과 하드웨어 설계 인자의 변화에 따른 동적 메모리 할당의 수행시간을 실험적으로 분석하였다. 본 논문의 정량적인 성능분석 결과는 시스템 설계자에게 유용한 데이터를 제공함으로써 보다 효율적인 고성능 저전력 내장형 시스템의 구현을 가능하게 할 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권8호
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• pp.378-384
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• 2008

많은 내장형 시스템들이 자바(Java)를 널리 채택하고 있다. 내장형 시스템은 자바 가상 머신을 통해 자바를 지원하며, 자바 가상 머신은 쓰레기 수집기(Garbage Collector)를 통해서 동적 메모리를 자동으로 관리한다. 내장형 시스템은 적은 메모리를 가지고 있기 때문에 자바 가상 머신은 이를 효율적으로 관리해야 한다. 본 논문에서는 여러 자바 프로그램을 동시에 실행할 수 있는 자바 가상 머신에서 적은 메모리를 사용하면서도 효과적으로 메모리를 관리할 수 있는 메모리 관리 기법을 제안한다. 우선 개선된 압축(compaction)기법 기반의 쓰레기 수집 기법을 소개하여 움직일 수 없는 메모리 영역이 존재하더라도 외부 단편화(external fragmentation) 문제를 극복한다. 다음으로 수행 중 메모리 사용을 줄이기 위해서 쓰레기 수집기가 메모리에서 필요 없는 클래스(class)들을 선택적으로 수거하는 class unloading 기법을 소개한다. 소개한 기법들을 실제 동작하는 내장형 시스템에서 실험한 결과, 메모리가 부족하여 동시에 수행할 수 없었던 프로그램들이 같이 수행되는 등 매우 효과적이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.261-261
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• 2016

플래시 메모리 (flash memory)는 DRAM(dynamic racdom access memory)이나 SRAM(static random access memory)에 비해 소자의 구조가 매우 단순하기 때문에 집적도가 높아서 기기의 소형화가 가능하다는 점과 제조비용이 낮다는 장점을 가지고 있다. 또한, 전원을 차단하면 정보가 사라지는 DRAM이나 SRAM과 달리 전원이 꺼지더라도 저장된 정보가 지워지지 않는다는 특징을 가지고 있어서 ROM(read only memory)과 정보의 입출력이 자유로운 RAM의 장점을 동시에 가지기 때문에 활용도가 크다. 또한, 속도가 빠르고 소비전력이 작아서 USB 드라이브, 디지털 TV, 디지털 캠코더, 디지털 카메라, 휴대전화, 개인용 휴대단말기, 게임기 및 MP3 플레이어 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 낸드(NAND)형의 플래시 메모리는 고집적이 가능하며 하드디스크를 대체할 수 있어 고집적 음성이나 화상 등의 저장용으로 많이 쓰이며 일정량의 정보를 저장해두고 작업해야 하는 휴대형 기기에도 적합하며 가격도 노어(NOR)형에 비해 저렴하다는 장점을 가진다. 최근에는 smart watch, wearable device 등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 투명하고 유연한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며 유리나 플라스틱과 같은 기판 위에서 투명한 플래시 메모리를 형성하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 전하트랩형 (charge trap type) 플래시 메모리는 플로팅 게이트형 플래시 메모리와는 다르게 정보를 절연막 층에 저장하므로 인접 셀간의 간섭이나 소자의 크기를 줄일 수 있기 때문에 투명하고 유연한 메모리 소자에 적용이 가능한 차세대 플래시 메모리로 기대되고 있다. 전하트랩형 플래시메모리는 정보를 저장하기 위하여 tunneling layer, trap layer, blocking layer의 3층으로 이루어진 게이트 절연막을 가진다. 전하트랩 플래시 메모리는 게이트 전압에 따라서 채널의 전자가 tunnel layer를 통해 trap layer에 주입되어 정보를 기억하게 되는데, trap layer에 주입된 전자가 다시 채널로 빠져나가는 charge loss 현상이 큰 문제점으로 지적된다. 따라서 tunnel layer의 막질향상을 위한 다양한 열처리 방법들이 제시되고 있으며, 기존의 CTA (conventional thermal annealing) 방식은 상대적으로 높은 온도와 긴 열처리 시간을 가지고, RTA (rapid thermal annealing) 방식은 매우 높은 열처리 온도를 필요로 하기 때문에 플라스틱, 유리와 같은 다양한 기판에 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 기존의 열처리 방식보다 에너지 전달 효율이 높고, 저온공정 및 열처리 시간을 단축시킬 수 있는 마이크로웨이브 열처리(microwave irradiation, MWI)를 도입하였다. Tunneling layer, trap layer, blocking layer를 가지는 MOS capacitor 구조의 전하트랩형 플래시 메모리를 제작하여 CTA, RTA, MWI 처리를 실시한 다음, 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, 마이크로웨이브 열처리를 실시한 메모리 소자는 CTA 처리한 소자와 거의 동등한 정도의 우수한 전기적인 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, MWI를 이용하면 tunnel layer의 막질을 향상시킬 뿐만 아니라, thermal budget을 크게 줄일 수 있어 차세대 투명하고 유연한 메모리 소자 제작에 큰 기여를 할 것으로 예상한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.283-285
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• 2003

Windows CE .NET 내장형 시스템 환경에서 응용 프로그램을 작성하거나 실행하고자 할 때 가장 문제가 되는 것은 메모리 관리이다. Windows CE .NET 시스템은 메모리가 작기 때문에 때로는 전체 성능을 위해 메모리가 절약되는 방식으로 관리되어야 한다. 본 논문은 이와 같이 응용 프로그램이 갖는 가상 메모리의 사용 한계를 운명체제의 커널 수준에서 극복하기 위한 것이다. 현재의 Windows CE .NET 커널이 갖는 가상 메모리 관리의 단점을 극복하고 보다 많은 가상 메모리가 사용될 수 있도록 페이지 할당 및 관리를 담당하는 커널의 메모리 관리 루틴에 있어 새로운 알고리즘을 적용하여 효율을 높였으며 응용 프로그램 작성을 통한 실험을 통하여 가상 메모리의 할당 횟수를 늘일 수 있었다. 그리고 전체적인 메모리 관리 시스템의 성능 향상과 시스템의 안정성을 높일 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권11_12호
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• pp.587-597
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• 2005

최근 플래시메모리에 기반한 내장형 컴퓨터시스템의 사용이 급증하고 있다. 이러한 내장형시스템은 일반적으로 빠른 부팅시간을 제공해야 한다 하지만 부팅과정에서 플래시메모리용 파일시스템을 초기화하는 마운팅 시간이 플래시메모리의 크기에 따라 1-25초가량 소요된다. 현재 플래시메모리 단일 칩의 용량은 매년 2배씩 증가하는 추세에 있기 때문에 플래시메모리용 파일시스템을 마운트하는 시간이 내장형 시스템의 부팅시간을 지연시키는 중요한 요인이 될 것이다. 본 논문에서는 플래시메모리용 파일시스템의 메타데이타를 언마운팅 시점에 플래시메모리에 기록하고 이후에 마운팅하는 시점에 빠르게 읽어 들임으로써 마운팅 시간을 크게 단축하는 메타데이타 스냅샷 기법들을 NOR형과 NAND형 플래시메모리의 특성에 맞춰 설계한다. 파일시스템이 정상적으로 언마운트되지 않은 경우에는 이를 자동으로 인식하고 빠르게 에러를 복구할 수 있는 새로운 기법들을 사용한다. 성능평가를 통해서 제안하는 기법들은 대표적인 플래시메모리용 파일시스템인 JFFS2와 비교하여 마운팅 시간을 100배가량 단축시킴을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.122-130
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• 2013

메모리반도체산업이 성장함에 따라 수요와 공급이 큰 폭으로 증가하고 있다. 그 중 플래시 메모리가 스마트폰, 테블릿PC, SoC(System on Chip)산업에 많이 사용되고 있다. 플래시 메모리는 NOR-형 플래시 메모리와 NAND-형 플래시 메모리로 나뉜다. NOR-형 플래시 메모리는 BIST(Built-In Self Test), BISR(Built-In Self Repair), BIRA(Built-In Redundancy Analysis) 등 많은 연구가 진행되었지만 NAND-형 플래시 메모리 BIST는 연구가 진행되지 않았다. 현재 NAND-형 플래시 메모리 패턴 테스트는 고가의 외부 테스트 장비를 사용하여 테스트를 수행하고 있다. NAND-형 플래시 메모리에서는 블록단위로 소거, 페이지 단위로 읽기, 쓰기 동작이 가능하기 때문에 자체 내장 테스트가 존재하지 않고 외부장비에 의존하고 있다. 고가의 외부 패턴 테스트 장비에 의존해서 테스트를 수행하던 NAND-형 플래시 메모리를 외부 패턴 테스트 장비 없이 패턴 테스트를 수행할 수 있도록 두 가지의 유한 상태 머신 기반 구조를 갖고 있는 BIST를 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.229-231
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• 2003

내장형 실시간 시스템에서는 메모리 관리시스템의 구현에 있어 메모리 단편화와 시간 결정성 (determinism)의 문제를 해결하기 위한 방법 중의 하나로 고정크기의 메모리를 할당하는 기법이 사용되어진다 내장형 자바가상기계에서도 객체를 관리하는 메모리 구조인 힙에 이를 적용하여 활용할 수 있으며 실제 구현으로는 simpleRTJ가 있다. 고정크기의 메모리 할당기법은 구현이 간단하기 때문에 시스템이 단순해지고 실행에서의 오버헤드도 작아지는 장점이 있다. 하지만 고정크기의 객체할당 방식은 가장 큰 객체의 크기를 이용하여 모든 객체를 할당하기 때문에 내부단편화를 발생시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 내부 단편화를 최소화하면서 고정크기 할당기법의 장점을 최대한 이용할 수 있도록 하기 위해 다수의 고정크기를 이용하여 객체를 할당하는 기법에 관해 설명하며 관련 실험을 통해 내부단편화 문제를 얼마나 해결할 수 있는지에 관해 기술한다.