• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1218-1226
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• 2008

반도체 집적 기술의 발달과 컴퓨터에서 멀티미디어 기능의 사용이 많아지면서 보다 많은 기능들이 하드웨어로 구현되기를 원하는 요구가 증가되고 있다. 그래서 현재 사용되는 대부분의 32 비트 마이크로프로세서는 정수 곱셈기를 하드웨어로 구현하고 있다. 그러나 나눗셈기는 기존의 알고리즘인 SRT 알고리즘의 방식이 하드웨어 구현상의 복잡도와 느린 동작 속도로 인해 특정 마이크로프로세서에 한해서만 하드웨어로 구현되고 있다. 본 논문에서는 'w bit $\times$ w bit = 2w bit' 곱셈기를 사용하여 $\frac{N}{D}$ 정수 나눗셈을 수행하는 알고리즘을 제안한다. 즉, 제수 D 의 역수를 구하고 이를 피제수 N 에 곱해서 정수 나눗셈을 수행한다. 본 논문에서는 제수 D 가 '$D=0.d{\times}2^L$, 0.5<0.d<1.0'일 때, '$0.d{\times}1.g=1+e$, $e<2^{-w}$'가 되는 '$\frac{1}{D}$'의 근사 값 '$1.g{\times}2^{-L}$'을 가칭 상역수라고 정의하고, 상역수를 구하는 알고리즘을 제안하고, 이렇게 구한 상역수 '$1.g{\times}2^{-L}$'을 피제수 N에 곱하여 $\frac{N}{D}$ 정수 나눗셈을 수행한다. 제안한 알고리즘은 정확한 역수를 계산하기 때문에 추가적인 보정이 요구되지 않는다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 곱셈기만을 사용하므로 마이크로프로세서를 구현할 때 나눗셈을 위한 추가적인 하드웨어가 필요 없다. 그리고 기존 알고리즘인 SRT 방식에 비해 빠른 동작속도를 가지며, 워드 단위로 연산을 수행하기 때문에 기존의 나눗셈 알고리즘보다 컴파일러 작성에도 적합하다. 따라서, 본 논문의 연구 결과는 마이크로프로세서 및 하드웨어 크기에 제한적인 SOC(System on Chip) 구현 등에 폭넓게 사용될 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.32-39
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• 2012

본 논문에서는 위성 DMB (satellite-digital multimedia broadcasting, S-DMB) 송수신 시스템을 이용한 위치 기반 서비스 (location based services, LBS) 구현 방법에 대하여 제안한다. S-DMB 송출 신호는 2 GHz 대역의 주파수를 사용하므로 직진성은 강하지만 회절성이 약한 특징을 갖고 있다. 따라서 S-DMB 시스템에서는 실내 및 지하 공간 등의 음영 지역이 다수 존재하게 되는데, 이러한 음영지역에서는 갭필러 (gap filler)라는 음영지역 중계기를 통해서 S-DMB 신호를 수신하게 된다. 이러한 갭필러의 식별정보 (gap filler ID)를 확인하면 갭필러가 설치된 지역을 알 수 있다. 따라서 본 논문에서는 S-DMB 신호를 수신할 수 있는 단말기에서 S-DMB 파일럿 신호 중 갭필러 식별정보를 이용하여, 관심 위치 정보 등록, 목적지 도착 알림, 및 지역 정보 알림 기능 등의 LBS를 구현하는 방법을 제안한다. 제안한 LBS 구현 방법의 성능을 검증하기 위한 실험에서는 S-DMB 수신칩이 갭필러 식별정보를 애플리케이션 프로세서 (application processor, AP)로 전달하도록 단말기의 펌웨어 (firmware)를 수정하여 LBS 구현 테스트를 진행하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권11_12호
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• pp.629-638
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• 2005

시스템 온 칩 설계에서 온 칩 버스는 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 특히 프로세서, DSP 및 멀티미디어 IP와 같이 보다 높은 버스 대역폭을 요구하는 IP가 사용될 경우 온 칩 버스의 대역폭 문제는 더욱 심각해진다. 이에 따라 최근 ARM 사에서는 고성능 온 칩 버스 구조인 ML-AHB 버스 매트릭스를 제안하였다. ML-AHB 버스 매트릭스는 시스템 내의 다중 마스터와 다중 슬레이브간의 병렬적인 접근 경로를 제공하여 전체 버스 대역폭을 증가시켜주고, 최근 많은 프로세서 요소들을 사용하는 휴대형 기기 및 통신 기기 등에 적합한 고성능 온 칩 버스 구조이다. 하지만 내부 컴포넌트인 입력 스테이지와 무어 타입으로 구현된 중재 방식으로 인해 마스터가 새로운 전송을 수행할 때 또는 슬레이브 레이어를 변경할 때 마다 항상 1 클럭 사이클 지연 현상이 발생된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존 ML-AHB 버스 매트릭스 구조를 개선하였다. 기존 버스 매트릭스 구조에서 입력 스테이지를 제거하고, 개선된 구조에 적합하도록 중재 방식을 변경하여 1 클럭 사이클 지연 문제를 해결하였다. 개선된 결과 4-beat incrementing 버스트 타입으로 다수의 트랜잭션을 수행할 경우, 기존 ML-AHB 버스 매트릭스에 비해 전체 버스 트랜잭션 종료 시간 및 평균 지연 시간이 각각 약 $20\%,\;24\%$ 정도 짧아졌다. 또한 FPGA의 슬라이스 수는 기존의 ML-AHB 버스 매트릭스보다 약 $22\%$ 정도 감소하였고, 클럭 주기도 약 $29\%$ 정도 짧아졌다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권10호
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• pp.7-16
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• 2007

본 논문에서는 다중프로세서 시스템 온 칩 설계를 효율적으로 하기 위한 한 설계 방법론 및 환경을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 설계 환경은 SystemC로 작성된 프로세스 네트워크 모델을 입력으로 한다. 프로세스 네트워크 모델은 뛰어난 모델링 파워를 가지고 있지만 정적 분석이 불가능하기 때문에 시스템의 성능을 미리 예측하기가 힘들다는 단점이 있어서 실시간 시스템을 설계할 때 심각한 문제를 발생할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이를 보완하기 위해서 주어진 프로세스 네트워크 모델을 자동으로 정적 분석이 가능한 모델로 바꾸는 방법을 제시한다. 또한, 설계 과정에서 초기에 효율적인 설계 공간 탐색을 위해서는 애플리케이션을 어떻게 타켓 아키텍처에 잘 매핑할 지 결정하는 문제가 아주 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 효율적인 매핑을 할 수 있도록 하는 알고리즘을 제시한다. 매핑 과정에서 정적 스케줄링 방법을 사용하여 시스템의 성능을 예측하게 되는데 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 단일 버스 구조뿐만 아니라 다중 버스 구조에서도 성능 예측이 가능하도록 한다. 실험에서는 본 논문에서 제시한 방법으로 여러 멀티미디어 예제를 가지고 그들의 프로세스 네트워크 모델들이 성공적으로 정적 분석이 가능한 모델로 자동 변환됨을 보이고 이전 연구들과 비교하여 매핑 알고리즘의 효율성을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.23-32
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• 2005

회로도면 자동생성 분야는 지난 수십 년간 HDL기반 설계과정에서 사용되어 왔다. 그러나 회로 도면은 더욱 복잡해져서 레지스터 및 시스템 레벨에서 자동 생성된 회로도면을 보고 신호의 흐름을 파악하기 어렵다. 이와 같이 복잡해진 회로도면의 가독성을 향상시키기 위해 본 논문에서는 4가지 기법, 즉 i ) 심볼이나 터미널들과 같이 반복되는 회로 패턴을 벡터 형태로 치환, ii) 피드백 루프 절단 알고리즘 개선, iii) 번들 네트 생성시 발생하는 다단 연결을 간결 화할 수 있는 압축 탭, iv) 연결도에 따라 블록열을 구분하고 정렬하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 회로도면 생성 기법의 효용성을 확인하기 위해 도면 자동생성 프로그램을 개발하고, 계층적으로 설계된 미디어 프로세서의 다양한 모듈의 도면을 생성시켰다. 실험한 결과 도면 면적을 비롯하여 배선 수, 길이 등을 $90\%$까지 감소시키고 가독성을 높이는 효과를 보였으며 블록의 분산 및 빈 공간 발생을 억제하는 효과를 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.181-191
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• 2002

능동 감시 카메라에서 얻어진 연속 영상에는 카메라의 움직임에 의해 발생하는 전역 움직임과 이동 물체의 국부 움직임이 동시에 존재한다. 따라서 이동 물체의 자동 추적을 위한 영상 기반의 실시간 감시 시스템의 구현을 위해 이동 물체의 국부 움직임만을 검출하고 추적할 수 있는 효과적인 알고리즘이 요구된다. 이 논문에서는 연속 영상의 차영상을 이용하는 빠르고 효율적인 움직임 검출 및 추적 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 우선 물체의 속도를 고려하여 이전 영상을 선택하고. 현재 영상과 선택된 이전 영상에 존재하는 전역 움직임을 빠르고 정확하게 추정하기 위해 신뢰성 있는 소수의 정합 블록만을 선택하여 사용한다. 마지막으로 현재 영상과 전역 움직임이 보상된 이전 영상의 차영상을 얻고, 현재 영상과 차영상의 상관 관계를 이용하여 차영상에 존재하는 강한 잡음을 효과적으로 제거하여 이동 물체 영역을 추출한다. 팬틸트 유닛과 AMD 800MHz 프로세서가 내장된 PC로 구성된 능동 카메라 시스템에 제안한 알고리즘을 적용하였다. 이 시스템은 320$\times$240 크기의 영상을 처리하며 수평 수직 방향의 $\pm$20 탐색 영역에서 전역 움직임을 추정할 때 약 50 frames/sec 의 속도로 움직임 검출이 가능하므로 빠른 이동 물체의 실시간 추적에 적합하다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.819-825
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• 2014

본 논문에서는 비음수 행렬 분해 (NMF) 기법을 이용하여 단일 채널에서 배경음 성분을 추출하는 알고리즘에 대해 서술한다. 이러한 배경음 성분 추출은 오디오 업믹싱 시스템을 고려하여 개발되었으며, 기존의 연구를 통하여 분리된 배경음 신호가 업믹싱 시스템에 적용될 경우 공간감을 향상시킬 수 있다는 사실이 이미 확인된 바 있다. 다만 기존의 기법은 음향 신호를 모두 축적하여 일괄적으로 처리해야 한다는 단점이 있어, 스트리밍 시스템이나 디지털 시그널 프로세서 (DSP) 등을 이용한 시스템에서 사용되기 어렵다. 본 논문에서는 이를 해소하기 위하여 실시간 비음수 행렬 분해 기법을 이용한 배경음 추출 시스템을 고안하여 실험하였다. 실험에서 처리된 음원을 스펙트럼 평활도를 이용하여 분석한 결과, 고안된 배경음 추출 시스템이 기존의 일괄 추출 시스템과 유사한 정도로 배경음 성분을 추출했음을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.53-60
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• 2007

Digital Broadcasting Satellite (DBS) 수신기는 실시간으로 위성으로부터 수신되는 방송신호를 실시간으로 NTSC A/W 스트림으로 변환하는 기능을 수행한다. 따라서 Multi-tasking 방식은 실시간 응용시스템에서 프로세서의 효율적인 사용에 매우 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 H/W, S/W micro kernel을 이용한 hybrid approach를 통하여 H/W micro kernel과 multi-tasking programming과의 관계를 적절히 조절하여 시스템의 처리속도를 증가시켰다. 또한 DBS수신기에서의 실시간 처리를 위해 각각의 프로세스들간의 스케줄 적정성을 확보하기 위해 시스템의 요구사항이 만족되도록 개발된 critical hard real-time task들에 대한 스케줄 적정성을 먼저 평가하고, 그 밖의 soft real-time task 들에 대한 스케줄링 가능성에 대한 평가를 진행하여 전체적으로 실시간 처리에 문제가 발생하지 않도록 embedded 소프트웨어를 개발하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.54-63
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• 2011

본 논문에서는 고속으로 홀로그램을 생성하기 위해 새로운 컴퓨터 생성 홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 수식을 제안하고, 셀 기반의 VLSI(very large scale integrated circuit) 구조를 제안하였다. 기본 CGH 수식에서 가로 또는 세로 방향의 연산 규칙을 찾아낸 후 가로 또는 세로 방향의 홀로그램 화소를 병렬적으로 구할 수 있는 수식을 유도하였다. 제안한 수식을 바탕으로 초기 파라미터 연산기(initial parameter calculator)와 업데이트-위상 연산기(update-phase calculator)로 구성된 CGH 셀의 구조를 제안하고 하드웨어로 구현하였다. 수식의 변형을 통해서 하드웨어를 간략화 시킬 수 있었고, CGH의 확장을 통해 가로 방향으로 병렬화시킬 수 있는 하드웨어 구조도 보였다. 실험에서는 하드웨어에 사용된 자원을 분석하였다. CGH 커널과 프로세서의 구조는 이전 연구에서 사용된 플랫폼을 그대로 사용하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.87-95
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• 2005

휴대폰을 통해 청소년들이 많이 이용하고 있는 무선 인터넷 콘덴츠 중 하나가 모바일 게임이다. 하지만 지극히 단순한 놀이 위주이면, 청소년들을 위한 모바일 교육용 게임 콘텐츠는 거의 전무한 상태이다. 본 연구는 중학교 컴퓨터 교육과정을 PC 상식, 운영 체제, 워드 프로세서, 인터넷, 멀티미디어 등 5개의 영역으로 나누고, 각 영역별로 낱말 맞추기 형태인 퍼즐형 모바일 게임을 설계 및 구현하였다. 본 연구는 실제 휴대폰 서비스를 이용하여 학교 수업을 언제 어디서나 할 수 있는 재미있는 놀이학습의 개념으로 접근하고자 하였다. 개발된 교육용 모바일 게임의 효과를 알아보기 위하여 중학교 2학년 학생들을 대상으로 교육용 모바일 게임 사용자와 비사용자간의 학업 성취도를 평가하고 결과를 분석하였다. 분석 결과 본 연구의 모바일 게임이 교육적으로 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다.