• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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• pp.280-283
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• 2003

어레이 셀 내의 연산에 대한 고성능 처리는 시스톨릭 어레이의 중요한 특징이다. 본 논문에서는 시스톨릭 어레이 구조 내 셀이 또 다른 시스톨릭 어레이 구조를 가지는 슈퍼 시스톨릭 어레이 구조를 제안하고, 그 예로 비트 레블 슈퍼 시스톨릭 정렬기의 설계 및 구현에 대하여 기술한다. 먼저 정규순환방정식으로 표현된 정렬 알고리즘으로부터 워드 레블 1차원 평면 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 워드 레블 시스톨릭 어레이를 슈퍼 시스톨릭 어레이로 변환한다. 위의 과정으로 유도된 비트 레블 슈퍼 시스톨릭 정렬기를 RT수준에서 VHDL로 모델링 하여 동작을 검증하였으며, 검증된 비트 레블 슈퍼 시스톨릭 정렬기는 Hynix에서 제공되는 0.35$\mu\textrm{m}$ 셀 라이브러리와 FPGA V200E칩을 사용하여 합성 및 구현되었다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2002년도 춘계학술대회
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• pp.87-87
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• 2002

본 논문에서는 모듈성과 확장성을 갖는 시스톨릭 어레이 정렬기(Systolic Array Sorter)의 구현에 대하여 기술한다. 정규순환방정식으로 표현된 정렬(sorting)알고리즘으로부터 1차원 평면 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 정렬 시스톨릭 어레이를 RTL 수준에서 VHDL로 모델링 하여 동작을 검증하였다. 검증된 시스톨릭 어레이 정렬기는 synopsys hynix-0.35$\mu\textrm{m}$ 셀 라이브러리와 FPGA s40pq240칩을 사용하여 합성 및 구현되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권4호
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• pp.406-419
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• 1999

RSA와 같은 공개키 암호시스템(public-key cryptography system)에서는 512 비트 또는 그 이상 큰수의 모듈러 곱셈 연산을 수행하여야한다. 본 논문에서는 Montgomery 알고리즘을 이용하여 모듈러 곱셈을 수행하는 두 가지의 고정-크기 선형 시스톨릭 어레이를 설계하고 분석한다. 제안된 임의의 고정-크기 선형 시스톨릭 어레이와 파이프라인된 고정-크기 선형 시스톨릭 어레이는 최적의 문제-크기 선형 시스톨릭 어레이로부터 LPGS(Locally Parallel Globally Sequential)분할방법을 적용하여 설계한다. VHDL 시뮬레이션 결과, 밴드이 크기를 4로 하여 분할 시 문제-크기 어레이와 비교하면 수행시간의 지연이 없었으며,어레이의 크기도 1/4로 줄일 수 있었다. 제안된 시스톨릭 어레이는 크기에 제한을 갖는 스마트카드 등에 이용될수 있을 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권2호
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• pp.136-144
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• 1999

정규 순환 방정식형태로 표현된 문제로부터 시스톨릭 어레이를 유도하기 위하여 일반적으로 공간-시간 사상 기법이 널리 이용되고 있다. 이 기법에서 공간 행렬은 주어진 문제 공간을 시스톨릭 어레이로 사상시키는 역할을 한다. 이러한 공간 행렬에 의해 유도되는 시시톨릭 어레이가 유효한 것이 되기 위해서 몇 가지의 제약 조건을 필요로 한다. 본 논문에서는 지역 의존 제약 조건을 기초로 하여 3차원의 문제 공간으로부터 2차원의 시스톨릭 어레이를 유도하는 공간 행렬의 계산 방법을 제시하고자한다. 먼저, 지역 의존 조건을 만족시키기위해 공간 행렬의 요소들이 가져야 하는 조건을 찾고 이 조건으로부터 가능한 트사 벡터들을 선정한다. 다음으로, 필요조건으로서 이러한 투사 벡터들로부터 지역 의존 조건을 만족시키는 공간 행렬을 가지는 투사 벡터들을 선별함으로써, 유효한 시스톨릭 어레이를 유도할 수 있는 모든 가능한 공간 행렬들을 구한다. 이렇게 구해진 가능한 모든 공간 행렬은 시스톨릭 어레이를 위한 캐드도구 또는 시뮬레이터에서 유용하게 이용될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.45-52
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• 2005

시스톨릭 어레이는 동일한 기능을 가지는 계산처리들을 동일한 형태로 연결하여, 다수의 자료에 반복적인 계산을 하도록 만들어진 병렬처리기로써 개념적으로 산술 파이프라인과 밀접한 관계를 갖는다. 시스톨릭 어레이 셀 내의 연산에 대한 고성능처리는 시스톨릭 어레이의 중요한 특징이다. 본 논문에서는 시스톨릭 어레이 셀 내의 동시성 처리를 높이기 위해 셀 내의 연산 중에서는 큰 지연 시간을 가지는 셀 내의 연산자를 다시 규칙성을 가지는 시스톨릭 어레이로 구성하는 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이 구조를 제안하고, 그 예로 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 FIR 필터에 대하여 기술한다. 먼저 정규순환방정식으로 표현된 알고리즘으로부터 워드 수준 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 워드 수준 시스톨릭 어레이를 슈퍼 시스톨릭 어레이로 변환한다. 위의 과정으로 유도된 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이를 RT 수준에서 VHDL로 모델링 하여 동작을 검증하였으며, Hynix에서 제공되는 $0.35{\mu}m$셀 라이브러리를 사용하여 합성하였다. 본 논문에서 제안하는 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이는 워드 수준 시스톨릭 어레이 디자인에 비해 면적은 물론 성능측면에서 이점을 가진다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2002년도 추계공동학술대회 정보환경 변화에 따른 신정보기술 패러다임
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• pp.343-349
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• 2002

본 논문에서는 모듈성과 확장성을 갖는 시스톨릭 어레이를 이용한 FIR(finite impulse response) 디지털필터의 구현에 대하여 기술한다. 차분방정식 혹은 전달함수가 주어질 때 기본소자를 이용한 FIR 디지털필터 설계를 위한 2차원 DG(dependence graph)로부터 1차원 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 시스톨릭 어레이를 RT 수준에서 VHDL로 모델링하여 동작을 검증하였다 검증된 시스톨릭 어레이를 이용한 FIR 디지털필터는 Hynix에서 제공하는 0.35$\mu\textrm{m}$ 셀 라이브러리와 FPGA칩인 XCV200E을 사용하여 합성 및 구현되었다.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2002년도 추계공동학술대회
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• pp.343-349
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• 2002

본 논문에서는 모듈성과 확장성을 갖는 시스톨릭 어레이를 이용한 FIR(finite impulse response) 디지털필터의 구현에 대하여 기술한다. 차분방정식 혹은 전달함수가 주어질 때 기본소자를 이용한 FIR 디지털필터 설계를 위한 2차원 DG(dependence graph)로부터 1차원 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 시스톨릭 어레이를 RT 수준에서 VHDL로 모델링하여 동작을 검증하였다. 검증된 시스톨릭 어레이를 이용한 FIR 디지털필터는 Hynix에서 제공하는 0.35$\mu\textrm{m}$ 셀 라이브러리와 FPGA칩인 XCV200E을 사용하여 합성 및 구현되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.24-26
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• 2022

시스톨릭 어레이는 DNN training 등 인공지능 연산의 대부분을 차지하는 행렬 곱셈을 수행하기 위한 하드웨어 구조로 많이 사용되지만, sparsity 가 높은 행렬을 연산할 때 불필요한 동작으로 인해 효율성이 크게 떨어진다. 본 논문에서 제안된 유동적 시스톨릭 어레이는 matrix condensing, weight switching, 그리고 direct output path 의 방법과 구조를 통해 sparsity 가 높은 행렬 곱셈의 수행 사이클을 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 기존 시스톨릭 어레이와 유동적 시스톨릭 어레이의 성능을 비교하였으며 8×8, 16×16, 32×32 의 크기를 가진 행렬을 동일 크기의 시스톨릭 어레이로 연산하였을 때 필요 사이클 수를 최대 12 사이클 절감할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.1380-1390
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• 1997

본 논문에서는 정규 순환방정식으로 표현된 n차원의 문제로부터 1차원이나 2 차원의 최적 평면 시스톨릭 어레이를 체계적으로 유도하는 방법과 이를 구현한 시스톨릭 어레이 설계시스텀을 제시한다. 구현된 시스템은 주어진 정규 순환방정식을 구문분석하여 문제공간, 자료종속 벡터와 초기값의 위치를 구한다. 이들 정보로부터 공간.시간 변환을 하여 자동으로 시스톨릭 어레이를 유도한다. 이스시템은 유도된 시스톨릭 어레이를 유도한다. 이 시스템은 유도된 시스톨릭 어레이의 병렬수행이 올바르게 이루어지는 지를 시각적으로 검증할 수 있게 해 준다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권5호
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• pp.34-42
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• 2002

본 논문에서는 움직임 추정을 위한 블럭정합 알고리즘의 고속 처리를 위한 VLSI 어레이의 구조를 설계하였다. 완전탐색 블럭정합 알고리즘의 데이터 의존관계로부터 일차원 시스톨릭 어레이를 유도했다. 제안된 일차원 시스톨릭 어레이에 입력된 데이터와 제어신호는 인접한 처리요소를 통해서 전달되어 재사용된다. 따라서 제안된 시스톨릭 어레이는 시간 및 공간적 지역성을 만족한다. 데이터와 제어신호의 입출력 핀은 일차원 어레이의 시작과 끝의 처리요소에만 존재한다. 이 구조는 입력포트의 수가 적으며, 모듈러 확장성을 갖는다. 기준블럭과 최대탐색거리가 확장된 경우에 제안된 어레이를 연결하여 움직임 추정기를 구성할 수 있다.