• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권9호
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• pp.465-474
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• 2005

고집적 SoC 설계시에 버스방식의 온칩 통신은 대역폭이 제한되는 문제점이 있고 NoC (Network-on-Chip) 방식에서는 구현의 복잡도가 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하는 새로운 온칩 통신 규격인 SNP(Soc Network Protocol)를 소개한다. SNP는 기존 버스의 신호선들을 세 가지 그룹인 제어(control), 주소(address), 데이타(data)로 나눈 뒤 하나의 채널을 통해 전송함으로써 신호선의 수를 줄인다. SNP 채널은 대칭구조로 사용되기 때문에 마스터-슬레이브 통신 방식뿐만 아니라 마스터-마스터 통신도 효율적으로 지원한다. 하나의 전송에 필요한 신호 그룹의 진행 규칙을 SNP 규격으로 정의하고, 동일한 정보가 반복적으로 전달되는 것을 방지하는 페이즈 복원 기능을 제안하여 통신대역을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 산업계 표준 규격인 AMBA AHB와 비교한 결과 멀티미디어 타입의 데이타 전송시에 $54\%$의 신호선수만으로도 대등한 대역폭을 지원할 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권9_10호
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• pp.485-496
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• 2008

SoC(System-on-Chip)를 설계함에 있어서 칩의 복잡도 증가로 인하여, RTL(Register Transfer Level)에 기반한 기존의 시스템 성능 분석 및 검증 기법만으로는 점차 짧아지는 '시장 적기 출하(time-to-market)' 요구에 효율적으로 대응할 수 없게 되었다. 이를 극복하기 위하여 설계 포기 단계부터 지속적으로 시스템을 검증하기 위한 새로운 설계 방법이 요구되었으며, TLM(Transaction Level Modeling) 추상화 수준을 가진 하드웨어-소프트웨어(HW-SW) 통합 시뮬레이션이 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 널리 연구되고 있다. 그러나 대부분의 HW-SW 통합 시뮬레이터들은 다양한 추상화 수준 중 일부만을 지원하고 있으며, 서로 다른 추상화 수준을 지원하는 툴들 간의 연계도 쉽지 않다. 이를 극복하기 위하여 본 논문에서는 HW-SW 통합 시뮬레이션을 위한 다목적 선계 프레임워크를 제안한다. 제안하는 프레임워크는 소프트웨어 응용의 설계를 포함하는 체계적인 SoC 설계 플로우를 제공하며, 각 설계 단계에서 다양한 기법들을 유연하게 적용할 수 있는 동시에, 다양한 HW-SW 통합 시뮬레이터들을 지원한다. 또한 플랫폼을 추상화 수준과 모델링 언어에 독립적으로 설계할 수 있어, 다양한 수준의 시뮬레이션 모델 생성이 가능하다. 본 논문에서는 실험을 통하여, 제안하는 프레임워크가 ARM9 기반의 강용 SoC 플랫폼을 정확하게 모델링 할 수 있는 동시에, MJPEG 예제의 성능을 44%까지 향상시키는 성능 최적화를 수행할 수 있음을 검증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.538-540
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• 2004

본 연구는 컴퓨터 연산을 위한 하드웨어 설계에서 고성능 연산에 사용되는 케리-세이브 가산기 (Carry-save adder) 합성에 관한 연구이다. 기존의 연구에서는, 연산 합성 문제와 합성된 연산의 배치 문제를 두개의 연속된 독립된 두개의 문제로 간주하고 풀었지만, 본 연구에서는 연산 합성 과정에서 연산 배치를 고려한 통합된 방법을 제시하여 전체적인 최적화된 결과를 얻었다. 연결선 상에서의 전력 소모나 지연시간이 점점 더 중요해지는 시스템-온-칩 (system-on-chip) 설계에서 본 연구의 통합적인 설계 방법은 매우 긴요하며 앞으로 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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• pp.146-147
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• 2003

산업계에서의 다양한 제품 개발로 인해 새로운 형상 측정기술이 요구된다. 칩패키지와 실리콘 웨이퍼로 대표되는 광산란 표면 특성을 가진 제품들의 형상 측정은 거친 표면을 가진 반면 수마이크로의 형상 측정 정밀도를 요구하기 때문에 기존의 측정법으로는 기대하는 성과를 이루지 못해왔다. 현재까지 기존의 정통적인 측정법을 통해 측정 시도되어 온 방법들은 다음과 같이 두 방법으로 요약된다. 첫째, Kwon과 Han등은 경면(specular surface)을 측정하던 정통적인 간섭계에 10.6$\mu$m파장의 $CO_2$레이저를 광원으로 사용함으로써 가시광선 영역에서의 광산란 표면을 적외부 영역에서 경면화 하여 측정하였다. (중략)

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.27-35
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• 2008

본 논문에서는 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 Software Defined Radio (SDR) 시스템 응용을 위한 14비트 150MS/s 0.13um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고해상도를 얻기 위한 특별한 보정 기법을 사용하지 않는 4단 파이프라인 구조로 설계하였고, 각 단의 샘플링 커패시턴스와 증폭기의 입력 트랜스컨덕턴스에 각각 최적화된 스케일링 계수를 적용하여 요구되는 열잡음 성능 및 속도를 만족하는 동시에 소모되는 전력을 최소화하였다. 또한, 소자 부정합에 의한 영향을 줄이면서 14비트 이상의 해상도를 얻기 위해 MDAC의 커패시터 열에는 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 제안하였으며, 온도 및 전원 전압에 독립적인 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩 RC 필터와 함께 칩 내부에 집적하고 칩 외부에 C 필터를 추가로 사용하여 스위칭 잡음에 의한 영향을 최소화하였고, 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 최대 0.81LSB, 2.83LSB의 수준을 보이며, 동적 성능은 120MS/s와 150MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 64dB, 61dB의 SNDR과 71dB, 70dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $2.0mm^2$ 이며 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 140mW이다.

• 전력전자학회지
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• 제9권3호
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• pp.36-40
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• 2004

모터드라이브, 무정전 전원장치(UPS), 용접기, 유도 가열시스템 등에 쓰이는 컨버터를 효율적으로 개발하는데 있어 신뢰성 높고 강인한 IGBT의 선택은 매우 중요한 역할을 한다. IGBT에는 다음과 같은 사항들이 핵심적으로 요구된다. 최신의 칩 기술의 이용으로 전력 손실(온 상태 손실 및 스위칭 손실)이 최적화되어야 한다. 컨버터 사이즈가 컴팩트해질 수 있도록 모듈 사이즈가 컴팩트해야 한다. 모듈 케이스 높이가 낮아 내부 분포 인덕턴스(stray inductance)가 작아야 한다. DC및 AC터미널들이 사용이 편리하여 인덕턴스가 낮게 DC링크 단을 배치 설계할 수 있어야 한다. 하프 브리지/쵸퍼/6팩 등과 같이 다양한 토폴로지(topology)의 모듈들이 갖추어져 있어야 한다. 모듈 상부에 간단하면서도 유연성 있는 드라이버 인터페이스가 갖추어져 있어야 한다. 기본적인 보호 기능을 위해 온도 센서가 내장되어 있어야 한다. 큰 출력 용량의 컨버터 설계를 위해 모듈의 병렬연결이 쉬워야 한다. (중략)

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (B)
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• pp.414-418
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• 2007

멀티프로세서 환경에서 OpenMP는 MPI 에 비해 병렬 프로그래밍을 쉽게 할 수 있다는 장점을 가지고 있고, OpenMP는 표준이 없는 병렬 프로그래밍 세계에서 실질적인 표준으로써 인정받고 있다. OPenMP는 대상 플랫폼에 따라 OpenMP 구현을 다르게 해야 하기 때문에 새로운 프로세서가 등장하면 그에 맞는 OpenMP구현을 만들어야 한다. 이 논문에선 다중 프로세서 시스템-온-칩 시스템인 ARM11MPCore 시스템 위에 POSIX 쓰레드에 기반하여 OpenMP 환경을 구축하고 그 성능을 측정한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.220-223
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• 2012

매니코어 시스템에서는 프로그램의 확장성에 대한 정보가 코어와 같은 병렬 자원의 할당 문제 해결에 핵심적인 역할을 한다. 본 논문에서는 Cilk 런타임 시스템에서 구동되는 응용 프로그램들에 대한 확장성 모델을 제안하여 매니코어 시스템에서의 효율적인 자원 관리에 활용하고자 한다. 특히, 네트워크- 온-칩 구조 및 디렉터리 기반 캐시 일관성 프로토콜을 감안한 지연 시간 모델링을 통해 보다 정확한 성능 변화의 경향을 예측하고자 하였다. 최대 36 개까지의 코어 할당에 대한 지연 시간 예측 실험에서, 제안된 모델은 13%의 평균 오차를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권8호
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• pp.25-32
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• 2011

네트워크-온-칩(Networks-on-Chip, NoC)은 고도로 복잡해지고 있는 다중 프로세서 시스템-온-칩(Multi-Processor System-on-chip, MPSoC)에서의 버스 트래픽 문제를 해결할 핵심기술이나 전통적인 전기적 상호 연결 구조로는 머지않아 대역폭 및 전력소비 등의 한계에 직면할 것으로 예상된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 광학적 상호연결과 전기적 상호연결을 같이 사용하는 하이브리드 광학 NoC기술이 최근 활발히 연구되고 있다. 대부분의 하이브리드 광학 NoC에서 전기적인 연결은 웜홀 스위칭(Wormhole switching)과 deterministic 알고리즘인 X-Y 라우팅 알고리즘을 사용하며, 광학적 버스 기반 데이터 전송을 위한 경로 설정 및 광학 라우터 설정을 한다. 광학적 연결에서는 서킷 스위칭(Circuit switching) 방식을 사용하며, 미리 설정된 경로 및 라우터를 이용하여 payload 데이터만 전송을 하게 된다. 그러나 기존에 발표된 하이브리드 광학 NoC같은 경우에는 한 번에 하나의 경로에서만 데이터를 전송 할 수 있다는 단점을 가지고 있어 성능 향상에 한계가 있다. 본 논문에서는 하이브리드 광학 NoC에서 동시에 여러 경로를 이용하여 데이터를 전송하기 위해 전기적인 연결에서 서킷 스위칭 방식과 적응적(adaptive) 알고리즘을 이용하는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안하며, 적응적 알고리즘의 문제점인 livelock을 제거할 수 있는 방법 또한 제안한다. 모의실험은 전기적인 NoC, 그리고 웜홀 스위칭 방식의 기존 하이브리드 광학 NoC와 비교 수행 하였다. 그 결과 제안된 방식은 기존 하이브리드 광학 NoC에 비해 60%의 throughput 증가, 그리고 전기적 NoC와 비교했을 때 65%의 전력 감소를 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.532-542
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• 2009

동적 온도 제어 기술은 마이크로프로세서 내부 특정 유닛의 온도가 크게 올라가는 열섬 문제를 해결하기 위해 널리 사용되는 기법으로 냉각 비용을 감소시키고 칩의 신뢰성을 높인다는 장점이 있지만, 기법 적용으로 인해 성능이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 부동소수점 응용 프로그램 수행 시 발열 문제를 해결하기 위해 적용되는 동적 온도 제어 기술로 인한 성능 저하를 최소화하기 위하여 듀얼 부동소수점 가산기 구조를 제안하고자 한다. 부동소수점 응용 프로그램을 수행할 때, 가장 많이 활성화되는 유닛 중 하나인 부동소수점 가산기를 두 개로 중복시켜서 접근을 분산시키는 기법을 통해 열섬 문제를 해결하고자 한다. 또한 상호 인접한 유닛 간의 열 전달로 인해 온도가 상승하는 문제를 해결하기 위하여, 열 진달 지연 공간을 마이크로프로세서 내에 배치시키는 방법을 제안한다 제안 기법들의 적용 결과, 동적 온도 관리 기술을 사용하는 환경에서 마이크로프로세서의 최고 온도가 평균 $5.3^{\circ}C$ 최대 $10.8^{\circ}C$ 낮아지면서 발열로 인한 칩의 안정성 저하 문제를 완화시킬 수 있다. 또한 동적 온도 관리 기술이 적용되는 시간을 크게 줄임으로써 프로세서의 성능은 평균 1.41배(최대 1.90배) 향상된다.