본 논문은 SIFT(Scale Invariant Feature Transform)알고리즘의 실시간처리 응용프로그램 작성기법을 기술하고 있는데, 단일 프로세서에서 병렬처리 기능을 지원하도록 설계된 SSE 명령어 집합을 사용하여 가우시안 convolution을 구현하고 있다. SIFT알고리즘의 Scale-space를 생성하는 과정에 수행되는 가우시안 Convolution은 연산시간이 과도하게 요구된다.[1] 2D의 가우시안 필터가 영상을 구성하는 모든 셀과 1:1로 연산을 수행하므로 이 연산의 소요시간은 영상의 가로, 세로 길이 그리고 필터의 크기에 비례하여 결정된다. 이 논문에서 제안하는 방법은 연산을 위해 CPU 내부로 한번 읽어 들인 픽셀자료에 대해 가능한 모든 연산을 SSE 명령어 집합을 사용하여 수행함으로써 병렬 연산에 의한 연산시간 절감과 메모리 접근 최소화를 통한 입출력시간 절감을 통해 전체 연산시간을 단축 하였다.
본 논문은 메모리 집적도의 증가로 인해 많이 발생하는 이웃 패턴 감응 고장에 대한 효율적인 테스팅 방법을 제안하고 있다. 기존의 테스팅 방법에서는 비트 단위의 순차적인 셀 어레이 접근으로 인해 결함 검출율과 테스팅 시간에 있어서 문제를 가지고 있다. 이러한 문제들을 본 논문에서는 이웃 패턴 감응 고장을 효율적으로 검출 할 수 있는 타일 방식으로 셀 어레이를 구분하여 이웃 셀의 영역을 제한한다 그리고 기본 셀과 이웃 셀에 필요한 패턴을 병렬로 입출력시킬 수 있는 병렬 접근 디코더와 검출기를 설계함으로써 전체 테스팅 시간을 줄이고 결함 검출율을 높일 수 있는 방법을 제안한다.
다중 공간 질의는 동시에 2개 이상 수행되는 영역 질의로 정의되며 인터넷 기반 지도 보기 응용의 주요 연산이 되므로, 질의 처리 속도의 개선을 위해서 병렬로 처리되어야 하고 질의 처리 비용 중 큰 비중을 차지하는 디스크 입출력 시간을 최대한 줄일 필요가 있다. 그런데 다중 CPU/다중 디스크 구조상에서 디클러스터링을 수행하더라고, 다중 공간 질의를 처리하는 도중 질의 간 임의 탐색이 발생하여 디스크 입출력 시간이 증가하는 문제점이 있다. 이 논문에서는 디클러스터된 공간 데이터베이스에서 다중 공간 질의를 처리할 때 발생하는 문제점인 질의 간 임의 탐색을 분석하고, 해결 방안으로 질의 스케줄링 기법을 제시하였다. 질의 스케줄링 기법은 질의 간 관련성을 이용해서 질의 우선 순위를 조정해서 질의 간 임의 탐색을 해결하는 방법으로써, 질의간의 공간 및 시간 관련성 부여를 위해 질의 간 위치 관련성과 질의 대기 시간을 이용하였다. 실험 결과, 질의 스케줄링을 수행하면 디스크 캐쉬의 적중률이 최대 34% 향상되어 디스크 입출력 비용을 최대 6%까지 줄일 수 있어 다중 공간 질의 처리 시의 성능을 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 전송 회로망의 주파수에 따른 산란 위상 특성의 기울기를 조정할 수 있는 새로운 광대역 위상천이기의 구조를 제안하였다. 새로운 기본 회로망은 중심 주파수에서 λ/2의 길이를 갖는 주 전송 선로와 주전송 선로의 양 끝단에 병렬로 연결된 λ/8의 길이를 갖는 개방 및 단자 스터브들로 구성되며, 원하는 위상 천이량에서 주파수 응답에 따른 최소 위상 오차 및 입출력 임피이던스 정합을 제공하도록 주 전송 선로와 두 개의 이중 병렬 스터브들의 특성 임피이던스들이 조정된다 특히, 제안된 구조는 90$^{\circ}$이상의 큰 위상 천이량을 갖는 광대역 위상 천이기 설계에 적합한 구조로서 옥타브 대역폭에서 동작된다. 새로운 광대역 위상 천이기 구조의 유용성을 검증하기 위하여 중심 주파수 3 GHz에서 동작하는 독립적인 45$^{\circ}$, 90$^{\circ}$, 180$^{\circ}$비트의 위상 천이기들과 각 위상 비트를 직렬로 연결한 3-비트 위상 천이기(45$^{\circ}$-phase step)를 설계 및 제작하고 실험하였다. 측정 결과들은 각 위상 비트에 대한 입출력 임피이던스 정합 및 위상 오차의 대역폭 내에서 시뮬레이션 결과들과 잘 일치함을 보여주었다.
병렬 파일 시스템은 고속의 네트웍으로 여러 대의 컴퓨터들을 서로 연결하여 컴퓨터들 간에 메시지를 주고받으면서 파일을 분산 저장하고 병렬로 읽어오는 방식으로 파일 입출력 장치의 병목현상을 해결한다. 그러나 대부분의 병렬 파일 시스템은 전달하려는 메시지의 특성을 고려하지 않은 프로토콜의 사용으로 성능저하의 문제를 가지고 있다. 이에 따라 본 논문에서 메시지 처리 방법으로 HCM(Hybrid Channel Model)을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 HCM은 병렬 파일 시스템에서 전달되는 메시지를 그 특성에 따라 분리해서 별개의 프로토콜을 이용하여 제어 메시지와 파일 데이터 블록을 전송한다. 안정성이 검증된 TCP/IP를 이용하여 구현한 메시지 채널을 통해 제어 메시지를 고속의 데이터 전송이 가능한 VIA를 이용하여 구현한 데이터 채널을 통해 파일 데이터 블록을 각각 분리하여 처리하도록 하고 있다 HCM을 병렬 파일 시스템에 구현하고 실험해본 결과 본 논문에서 제안한 채널 모델이 상당한 성능향상을 보였다.
최근 시스템 온 칩 내 메모리의 고속 동작을 위해 TCM (Tightly Coupled Memory)를 내장한 설계가 크게 증가하고 있다. 본 논문에서는 시스템 온칩 내 eDRAM을 사용한 TCM 메모리를 위한 새로운 병열 메모리 테스트 구조를 제안한다. 제안하는 기법에서 피테스트 메모리가 테스트 모드에서 병렬 구조로 바뀌고 바운더리 스캔 체인과 함께 내장 메모리의 테스트용이도가 크게 향상된다. 병렬테스트 방식의 메모리는 각 메모리 요소들이 특정한 기능을 수행하도록 구조화되어 있으므로 모듈들로 분할하여 테스트 할 수 있으며 입출력 데이터를 기반으로 동적 테스트 평가 가능하다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 기법의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 병렬 믹서 구조의 역지향 배열 안테나 시스템을 제안하고, 이를 능동 상쇄에 적용하였다. 주파수 체배기를 이용해 입사 신호의 두 배 주파수를 발생시켜 국부 발진 신호로 활용함으로써 임의의 주파수에서 위상 공액 특성을 자동적으로 얻을 수 있다. 이러한 특성의 제안된 시스템은 전자기파가 입사할 경우 입사 방향뿐만 아니라 주파수에 대한 사전 지식이 없더라도 입사 방향으로 상쇄 신호를 송신할 수 있으므로 능동 상쇄를 위해 활용될 수 있다. 또한, 병렬믹서 구조를 통해서 주파수가 동일한 믹서의 입출력 신호 사이의 높은 격리도를 확보함으로써 정확한 입사 신호 방향으로 송신 신호를 발생 시킬 수 있다. 실험적 검증을 위해서 병렬 믹서 방식의 $2{\times}2$ 역지향 배열 안테나 시스템을 설계, 제작하여 금속성 원통에 대한 반사파 상쇄 실험을 수행하였다. 제안된 시스템 적용 후 반사 신호의 크기가 최대 26 dB까지 감소되는 결과를 통해 제안된 방법의 유효성을 확인하였다.
LCD 모니터 화면의 대형화와 슬림화에 따른 모니터 내의 백라이트용 냉음극 방전램프도 가늘어지고 길어지고 있으며, 하나의 램프를 이용한 백라이트로는 휘도의 한계가 있어 램프를 병렬로 사용해 필요한 휘도를 얻고 있다. 본 논문에서는 20인치의 대형 LCD 모니터의 백라이팅 즉 램프구동을 위한 안정적이면서 대출력을 가지는 멀티램프 구동용 인버터를 설계하였다. 본 연구에 사용된 20인치 LCD 모니터는 내부에 상하 각각 3개씩 6개의 램프를 내장하고 있으며, 제작된 인버터는 입출력 휘도대비 $90\%$의 효율을 얻었으며, 최대휘도에서의 램프간의 출력전류차가 미소하고, 8개의 멀티램프 구동도 가능하다.
우리 주변에는 다양한 '무선 통신 기술'이 존재한다. 하지만 무선 통신 기술의 발달로 인해 주파수 자원을 필요로 하는 기술이 늘어나면서 주파수 부족 현상이 심각하게 대두되었다. 최근 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 떠오르는 통신기술로 '가시광 통신'이 주목받고 있다. '가시광 통신'은 직렬데이터 송수신을 기반으로 하는 통신 방법으로 발신부의 한계 및 포토다이오드를 이용하는 수신단의 문제 때문에 병렬데이터 송수신에 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 가시광 통신의 병렬데이터 처리에 대하여 연구했다. 가시광 통신 시스템에 영상처리를 적용한 병렬데이터 분석을 통해 병렬데이터 분석 방법을 구현하였다. 제안 시스템에서 입출력 데이터 매칭 비교를 통해 병렬 통신 성능을 확인할 수 있었으며 병렬데이터 분석에 다양성을 제시할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 NP-Complete 부류에 속하는 다중 디스크 데이터 배치 문제를 해결하기 위한 병렬 유전자 알고리즘을 제안한다. 이 문제는 디스크 입출력 처리의 병렬성이 극대화되도록 Binary Cartesian Product File의 데이터 블록들을 디스크어레이에 배치하는 방식을 찾는 것이다. 이 문제를 해결하기 위하여 제안되었던 DAGA 방식은 순차 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)으로서, 이전에 제안되었던 다른 방식에 비해 디스크 수에 대한 제약을 없애면서도 우수한 결과를 제공함을 보여 주었으나 시뮬레이션 시간이 너무 커서 큰 용량의 데이터 구성에 대한 시뮬레이션을 어렵게 하는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 DAGA의 시뮬레이션 시간 단축을 위한 방식으로서, 2차원 토러스(2-Dimension Torus) 기반 병렬 유전자 알고리즘(ParaDAGA)을 제안한다. ParaDAGA는 분산 객체 모형을 기반으로 설계되었으며, 단일 프로세서 시스템에서 구현된 병렬처리 컴퓨터 시뮬레이터에서 수행되도록 구현하였다. 시뮬레이션 연구를 통하여, ParaDAGA의 시뮬레이션 변수 값이 결과에 주는 영향을 분석하였고, ParaDAGA 방식이 DAGA 방식에 비해 우수한 결과를 제공할 수 있는지를 실험하였다. 실험 결과는 ParaDAGA 방식이 순차 알고리즘인 DAGA보다 알고리즘 수행 시간 뿐 아니라, 찾아낸 결과도 우수함을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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