• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.427-430
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• 2004

본 논문에서는 로드 명령어 처리와 곱셈기의 구조를 개선한 ARM9 호환 마이크로프로세서를 설계하였으며, ARM9 마이크로프로세서와 비교하여 특정한 로드 명령어 수행 시 1 클록 사이클을 단축하였고, 곱셈명령어 수행 시 2 클록 사이클 단축하였다. 설계된 ARM9 프로세서는 VHDL로 기술하였으며, 명령어 시뮬레이션 결과 ARM9 마이크로프로세서 시뮬레이터와 실행 결과 값이 동일함을 확인하여 명령어 호환 검증을 하였으며, Xilinx FPGA를 이용하여 66MHz 동작환경에서 실시간 영상 처리 수행을 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1-8
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• 2011

NAND형 플래시 메모리는저전력, 저렴한 가격, 그리고 대용량 저장매체로 하드디스크 대용을 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 기존의 캐쉬 구조인 버퍼 시스템을 이용한 플래시 메모리의 성능향상 연구가 이루어지지만 대부분이 데이터 관련 연구이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 캐쉬 구조의 버퍼를 이용한 고성능 명령어 플래시 메모리를 구현하였다. 제안된 명령어 플래시 메모리 시스템은 분기 명령어를 위한 시간적 버퍼(victim buffer), 명령어의 대표적인 특징인 순차적 인출을 위한 공간적 버퍼(spatial buffer)로 이루어져 있다. 즉, 제안된 명령어 플래시 메모리의 공간적 버퍼는 큰 페칭 크기를 가지므로 명령어의 순차적 인출에 효과적이며, 작은 페칭 크기를 가지는 시간적 버퍼는 공간적 버퍼에 참조된 명령어를 저장하게 되므로 다시 참조를 위한 분기 명령어에 효과적이다. 시뮬레이션 결과 평균 접근 실패율의 경우 미디어 응용군에 대해 4배 크기의 2-웨이 버퍼, 희생 버퍼, 그리고 2배 크기의 완전연관 버퍼에 비해 평균 77% 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1149-1152
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• 1998

멀티미디어 데이터를 아날로그 방식보다는 디지털 방식으로 처리하게 되면 여러 면에서 이득을 볼 수 있다. 멀티미디어 데이터를 디지털 방식으로 처리하는 방법 중 범용프로세서에서 멀티미디어 명령어에 의해 처리하게 되면 flexibility를 증가시키며 효율적으로 프로그램할 수 있다. 본 논문에서는 범용 프로세서 안에서 멀티미디어 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 명령어 집합 구조와 이를 수행할 수 있는 프로세서의 구조를 제안하고 이를 HDL(Hardware Description Language)로 동작레벨에서 기술하고 시뮬레이션 하였다. 제안된 멀티미디어 명령어는 특성에 따라 8개의 그룹에 총 55개의 명령어로 구성되며 64비트 데이터 안에서 각각 8비트의 8바이트, 16비트의 4하프워드, 32비트의 2워드의 부워드(subword) 데이터들을 병렬 처리한다. 모델링된 프로세서는 오픈아키텍쳐(Open Architecture)인 SPARC V.9 의 정수연산장치(Integer Unit)에 기반을 두었으며 하바드 구조를 지닌 5단 파이프라인 RISC 형태이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.16-28
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• 2000

본 연구에서는 HDL을 이용하여 16-비트의 파이프라인 프로세서를 함수적 레벨에서 기술하여 구현하고, 그 프로세서의 동작을 확인하였다. 구현된 파이프라인 프로세서를 시뮬레이션할 때 그 프로세서 내에서 실행되는 테스트 벡터를 기호로 표시된 명령어로 먼저 설정하여 규정하고, 구현된 명령어 세트를 프로그래밍하여 입력하였다. 따라서 본 연구에서 제시된 테스트 벡터를 이용한 시뮬에이션 방법은 프로세서의 동작을 쉽게 확인할 수 있었으며, 정확한 시뮬레이션을 할 수 있었고. HDL을 이용함으로써 구현시 프로세서의 동작을 문서화하는 것이 간편하였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권12호
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• pp.66-76
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• 1998

본 논문에서는 명령어 버퍼에 저장되어 있는 가변 길이 명령어의 미스 율을 낮추기 위한 버퍼를 구현한다. 또한 반복적으로 수행되는 명령어들의 디코딩 시간을 줄이기 위해 외부에서 명령어를 패취(fetch)하여 초기 디코드 동작을 한 후 그 결과를 버퍼에 저장하는 MAU(Mark Appending Unit)를 둔다. 또한 분기명령어의 효과적인 처리를 위해 타겟 명령어의 히트 여부를 판단하는 회로를 내장하고 있다. 가변 길이 명령어를 처리하기 위한 각 모듈은 VHDL을 이용해 설계되었으며, Model Technology Inc.의 V-System를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 합성 및 검증은 0.6㎛ 5-Volt CMOS TLM(Three Layer Metal) COMPASS 라이브러리를 이용한 ASIC Synthesizer 툴을 사용하였다. 최고 동작 속도는 약 140MHz까지이며, 총 게이트 수는 약 17,000개이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.51-58
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• 2006

임베디드 소프트웨어의 디버깅은 일반 소프트웨어의 디버깅과는 많이 다르다. 예를 들어 임베디드 소프트웨어 디버깅에는 일반 소프트웨어의 디버깅에는 필요하지 않는 전력 소비량에 대한 정보, 실행된 명령어 분포에 대한 정보, 사용된 레지스터 분포에 대한 정보, 프로그램 수행 시 소요된 클럭 수에 대한 정보 등이 추가적으로 더 필요하다. 본 논문은 임베디드 소프트웨어가 수행되는 마이크로프로세서의 명령어 집합 시뮬레이터를 이용하여 임베디드 소프트웨어를 효과적으로 디버깅하는 새로운 방법을 제안한다. 본 연구에서는 국산 임베디드 마이크로프로세서인 SE1608의 명령어 집합 시뮬레이터를 기반으로 디버거를 개발하고 이를 사용하여 임베디드 소프트웨어 벤치마크 프로그램으로 많이 이용되는 MiBench 프로그램을 사용하여 임베디드 소프트웨어를 효과적으로 디버깅하는 보기를 제시한다. 본 연구에서 제시한 디버깅 방법은 기존의 디버깅 방법에 비하여 비교적 구현하기도 쉬우면서 많은 장점이 있는 것으로 판단된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권12호
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• pp.685-697
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• 2001

캐쉬 메모리는 명령어와 데이터의 참조시간을 줄이기 위하여 프로세서에 의해 참조되어질 가능성이 높은 주 메모리의 내용을 일시적으로 저장하는 용량이 작고 빠른 메모리이다. 본 논문에서는 슈퍼스칼라 프로세서에 적용될 수 있는 네 가지 명령어 캐쉬 구조에 대하여 캐쉬 미스와 분기예측 실패를 고려한 해석적 모델을 제안하고 성능을 분석하였다. 슈퍼스칼라 구조의 다양한 파라미터들을 정의하여 명령어 페치를 모델링하였으며, 해석적 모델의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 수행하여 얻은 결과와 비교하였다. 명령어 페치율에 있어서는 분기예측 실패로 인한 영향보다는 캐쉬 미스로 인한 성능저하가 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 얻은 해석적 모델을 사용하면 시뮬레이션에서는 드러나지 않는 성능제약의 원인에 대한 명확한 규명이 가능하며, 캐쉬 성능에 있어서 캐쉬 미스와 분기예측 실패간의 관계에 대한 정확한 분석이 가능하다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제41권4호
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• pp.31-39
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• 2004

현재 ARM7 TDMI 마이크로프로세서는 소프트웨어 루틴들의 반복 알고리듬을 사용하여 정수 나눗셈 연산을 처리하고 있어 많은 명령어 수와 긴 수행 시간을 갖는다. 본 논문은 ARM7 TDMI 마이크로프로세서의 연산기능 중 구현되지 않은 정수 나눗셈 연산 기능을 제안하였다. 이를 위해 부호 없는 정수 나눗셈 명령어인 ‘UDIV’명령어와 부호 있는 정수 나눗셈 명령어인 ‘SDIV’ 명령어를 새로 정의하였으며, 명령어들의 수행하기 위해 ARM7 TDMI 마이크로프로세서의 데이터 패스에 나눗셈 알고리듬을 적용하였다. 적용한 나눗셈 알고리듬은 비복원 알고리듬이며, 기존의 데이터 패스를 최대한 이용하여 추가되는 하드웨어 유닛을 최대한 줄였다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 HDL(Hardware Description Language)을 이용하여 RTL(Register Transfer Level)에서 설계하여 시뮬레이션 하였으며, 현재 ARM7 TDMI 마이크로프로세서의 정수 나눗셈 연산 처리 방법과 제안된 구조에서의 정수 나눗셈 연산 처리 방법을 수행 시간과 수행 명령어 수 측면에서 비교하였으며, 기존의 논문에서 제안한 정수 나눗셈기와 수행 시간과 추가되는 하드웨어 면적을 비교하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.11-20
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• 2012

본 논문은 비동기식 프로세서, A8051의 명령어 레벨 소비 전력 모델을 제안한다. 제안된 소비 전력 모델은 명령어 레벨로 프로세서가 소비하는 전력을 예측하지만, 프로그램이 실행되는 동안 비동기식 파이프라인의 동작 특성을 반영한다. 따라서, 제안된 방법은 프로세서 소비 전력 모델의 복잡도와 시뮬레이션 시간의 증가 없이 비동기식 임베디드 프로세서 소비 전력 모델의 정확도를 효과적으로 향상시켰다. 제안된 소비 전력 모델은 A8051의 소비 전력 특성을 반영하여 구현되었고 게이트 레벨의 합성한 결과를 이용한 소비 전력 예측 결과와 비교하여 성능 평가를 수행하였다. 제안된 소비 전력 모델은 게이트 레벨의 소비 전력예측 결과와 비교하여 94%의 정확도를 보였고, 1,600 배 이상 시뮬레이션 시간을 단축하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권9호
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• pp.193-201
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• 2020

본 연구에서는 Test-and-Set 알고리즘을 수행하는 시뮬레이션 앱을 개발하였다. Test-and-Set 알고리즘은 고난이도 알고리즘이라 이를 이해하기 어려워하는 학습자들을 위하여 이 시뮬레이션 앱을 만들었다. 본 시뮬레이션 앱을 이용하여 Test-and-Set 알고리즘의 이해를 원하는 학습자들이 모여 팀을 이루고 논의하며 실습을 할 수 있도록 하였으며, 이런 여러 팀들이 동시에 실습할 수 있도록 만들었다. 구성한 시뮬레이션 앱에서 기계어 명령어라고 가정한 Test-and-Set 명령어를 큐를 이용하여 인터럽트 받지 않게 구성하였으며, 임계영역 문제에서 해결해야 하는 '상호배제', '진행', '제한된 대기'의 3조건이 모두 잘 수행됨을 볼 수 있었다.