• 제목/요약/키워드: 연산회로

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VLSI 설계에서 캐리-세이브 가산기를 이용한 설계 블록들 간의 최적화 (Optimization Between Design Blocks using Carry-Save-Adders in VLSI Design)

  • 김태환;엄준형
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제26권5호
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    • pp.620-626
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    • 1999
  • 캐리-세이브 가산기는 (CSA)는 실제 산업체에서 회로를 설계할 때 연산수식의 계산을 빠르게 처리하기위해 가장 많이 사용되는 구성요소들 가운데 하나이다. [3]의 자료에 의하면 실제 회로 설계에서 나오는 전형적인 연산식에 CSA를 이용했을 때 그렇지 않은 경우보다 최대 54%의 연산처리속도와 42%의 회로 면적 향상을 갖는다고 보고하고 있다. 그러나, 이는 그 연산식이 하나의 설계 블록(sub-design)에 포함되어 있다는 전제하에 도출된 것이다. 회로 설계 규모와 복잡도가 큰 응용이 많아지는 상황에서 설계 블록단위의 계층적 설계는 필수적인 추세이므로, CSA를 이용한 회로 최적화를 실현하기위해서는 설계 블록들간에 걸쳐있는 연산식에 대한 CSA 최적화 또한 매우 중요한 문제이다. 이를 해결하기위해서 이 논문에서는 auxiliary port라는 개념을 이용하여 설계 블록들간의 연산식에 대한 CSA 최적화 방법을 제안한다. 실제 실험에서 우리가 제안한 기법은 회로의 전체적인 영역에 걸쳐 CSA를 적용하는 데 매우 효과적이었으며, 이 기법을 적용하지 않고 얻은 CSA 최적화 회로와 비교했을 때 회로에서의 연산식 계산속도와 그 회로 면적이 상당히 향상되었음을 확인하였다.

모바일 그래픽 응용을 위한 파이프라인 구조 특수 목적 연산회로의 하드웨어 설계 (Hardware Design of Pipelined Special Function Arithmetic Unit for Mobile Graphics Application)

  • 최병윤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1891-1898
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    • 2013
  • 3차원 그래픽 API인 OpenGL과 Direct3D를 효율적으로 처리하기 위해 sine, cosine, 역수, 역제곱근, 지수 및 로그 연산을 처리하는 부동소수점 연산회로를 설계하였다. 고속 연산과 2 ulp 보다 작은 오차를 만족시키기 위해 2차 최대최소 근사 방식과 테이블 룩업 방식을 사용하였다. 설계된 회로는 65nm CMOS 표준 셀 조건에서 2.3-ns의 최대 지연시간을 갖고 있으며, 약 23,300 게이트로 구성된다. 최대 400 MFLOPS의 연산 성능과 높은 정밀도로, 설계한 연산회로는 3차원 모바일 그래픽 분야에 효율적으로 적용 가능하다.

3차원 그래픽프로세서용 특수 목적 연산장치의 하드웨어 설계 (Hardware Design of Special-Purpose Arithmetic Unit for 3-Dimensional Graphics Processor)

  • 최병윤
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.140-142
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    • 2011
  • 본 논문에서는 모바일 그래픽프로세용 특수목적 연산 회로를 설계하였다. 특수목적 연산회로(SFU)는 6개의 연산, 즉, $1/{\chi}$, $\frac{1}{{\sqrt{x}}$, $log_2x$, $2^x$, $sin(x)$, $cos(x)$를 지원한다. 특수목적 연산 회로는 높은 정밀도 조건을 만족하기 위해 IEEE 표준 부동 소수점 형식을 사용하는 2차 다항식 minimax 알고리즘을 사용하였으며, 높은 연산 성능을 위해 5-단 파이프라인 구조를 갖고 있다. 설계한 특수목적 연산회로 는 65nm 삼성 CMOS 표준셀 공정 조건에서 약 23,000개의 게이트로 구성되며, 약 400 Mhz의 동작 주파수를 가진다. 설계된 회로는 파이프라인 구조로 동작하므로 약 400 MOPS(Million Operations Per Second)의 연산 성능을 갖고 있어서, 고성능 3차원 그래픽 프로세서에 적용이 가능하다.

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회로 최적화를 위한 효율적인 희소 행렬 간 곱셈 연산에 관한 연구 (Efficient Sparse Matrix-Matrix Multiplication for circuit optimization)

  • 임은진;김경훈
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(하)
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    • pp.994-997
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    • 2003
  • 행렬 연산은 계산 과학을 사용하는 공학 물리, 화학, 생명 과학, 경제학 등에서 다양하게 사용되고 있으며 이 행렬은 크기가 크고 대부분의 원소가 0 값을 갖는 희소 행렬일 경우가 많다. 본 논문에서는 희소 행렬의 연산 중, 회로 설계 시 최적화 과정에 사용되는 연산에서 문제가 되는 희소 행렬 A 와 블록 대각 행렬 H에 대하여 AH$A^{T}$ 의 연산을 효율적으로 행하는 방법들을 검토하고 메모리 접근 횟수를 모델링하여 수행 속도와 메모리 사용량 면에서 비교한다.

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전류모드 CMOS에 의한 다치 연산기 구현에 관한 연구 (A Study on Implementation of Multiple-Valued Arithmetic Processor using Current Mode CMOS)

  • 성현경;윤광섭
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권8호
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    • pp.35-45
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    • 1999
  • 본 논문에서는 $GF(p^m)$상에서 두 다항식의 가산 및 승산 알고리즘을 제시하였고, 가산 및 승산 알고리즘을 수행하는 전류 모드 CMOS에 의한 $GF(4^3)$상의 직렬 입력-병렬 출력 모듈 구조의 4치 연산기를 구현하였다. 제시된 전류 모드 CMOS 4치 연산기는 가산/승산 선택 회로, mod(4) 승산 연산 회로, mod(4) 가산 연산 회로를 2개 연결하여 구성한 MOD 연산회로, mod(4) 승산 연산 회로와 동일하게 동작하는 원시 기약 다항식 연산 회로에 의해 구현하였으며, PSpice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대하여 동작 특성을 보였다. 제시된 회로들의 시뮬레이션은 $2{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하고, 단위 전류를 $15{\mu}A$로 하였으며, VDD 전압은 3.3V을 사용하였다. 본 논문에서 제시한 전류 모드 CMOS의 4치 연산기는 회선 경로 선택의 규칙성, 간단성, 셀 배열에 의한 모듈성의 이점을 가지며, 특히 차수 m이 증가하는 유한체상의 두 다항식의 가산 및 승산에서 확장성을 가지므로 VLSI화 실현에 적합할 것으로 생각된다.

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신경회로망의 고속 구현 방법에 관한 연구 (A Study on Tools for Implementing High-speed Neural Network)

  • 김병근;김두식;이상호
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.377-380
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    • 2002
  • 신경회로망은 문자인식, 자동제어 등의 여러 분야에 널리 쓰이는 방식이다. 그러나 신경회로망을 구현하는데는 연산량이 많아서 실시간으로 구현하기에 어려움이 많이 따른다. 본 논문은 신경회로망을 구현하는데 필요한 연산을 살펴보고 그 연산을 구현하는 방법을 비교 분석하였다. 신경회로망을 구현하기 위해 DSP(Digital Signal Processor), PC의 FPU(Floating Point Unit), Intel사의 Pentium 계열 프로세서에서 지원하는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 기술을 사용하여 결과를 비교 분석 하였다. 신경회로망의 핵심인 MLP(Multi Layer Perceptron) 연산에 대해 실험한 결과 SIMD 기술을 이용하는 방법이 다른 방법에 비해 2배이상 좋은 결과를 나타내었다.

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신경회로망의 최적화 개념을 이용한 연산회로 (Computational circuits using neural optimization concept)

  • 강민제;고성택
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.157-163
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    • 1998
  • 아날로그와 디지틀 합산 가능한 신경회로망회로를 제안한다. 제안된 회로는 Hopfield 신경회로망 모델을 사용하였으며, 연결강도들은 에너지함수를 이용해서 구하였다. NMOS를 이용하여 뉴론을 만들었고, 시뮬레이션결과는 거의 대부분의 경우가 전체 최소점으로 수렴함을 보였다.

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$GF(2^m)$상의 AOP 기반 비-시스토릭 병렬 $AB^2+C$연산기 (A Base AOP Bit-Parallel Non-Systolic for $AB^2+C$ Computing Unit for $GF(2^m)$)

  • 황운택
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권9호
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    • pp.1538-1544
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    • 2006
  • 본 논문은 $GF(2^m)$상의 n차 기 약 AOP를 적용하여 비-시스토릭 병렬 $AB^2+C$ 연산기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 연산기 회로는 AND게이트와 EX-OR 게이트만을 사용하여 설계되어지며, 설계된 회로는 기약 AOP의 특성을 이용하여 게이트를 사용하지 않고 결선으로만 연결되어 게이트 및 지 연시간이 없는 순환이동과, m개의 AND 게이트와 m개의 EX-OR게이트를 필요로 하는 승산연산, EX-OR게이트로만 구성되어지는 멱승연산, 승산연산과 멱승연산을 이용한 파워섬연산 및 가산연산 등이 사용된다. 제안된 연산기 법은 AND게이트와 EX-OR게이트만을 사용함으로 고속의 데이터 처리, 저전력 및 집적화 등의 장점이 있으며, $T_A+(1+[log^m_2])T_X$의 연산 지연시간을 갖는다.

어레이 프로세서를 이용한 홉필드 모델의 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of Hopfield Model using Array Processor)

  • 홍봉화;이지영
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.94-100
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    • 1999
  • 본 논문은 흡필드 모델의 실수연산을 고속으로 수행할 수 있는 디지털 신경회로망의 구현에 관한 연구이다. 흡필드 모델[1]-[8]의 연산과정은 행렬-벡터의 연산으로 기술 할 수 있으며, 이 연산과정은 순환, 반복적으로 이루어지므로 어레이프로세서 구조로 설계하기에 적합하다. 또한, Look-up-Table(연산표)에 의하여 비선형 함수를 출력함으로써, 고속의 실수 연산을 수행할 수 있도록 설계하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 현재 개발된 VLSI기술로 실현 가능하기 때문에 실제 신경회로망의 응용분야에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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병렬 연산을 이용한 최적 확장체의 효율적 구현 (Efficient Implementation of Optimal Extension Fields Using Parallel Computation)

  • 이문규;박근수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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    • pp.269-271
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    • 2003
  • 본 논문에서는 타원 곡선 암호의 성능을 향상시키기 위한 효율적인 최적 확장체 연산 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 CPU에서 제공되는 정수 곱셈 명령 1회 실행에 두 개의 하위체 연산을 병렬적으로 수행하도록 함으로써 최적 확장체에서의 곱셈, 제곱, 역원 연산의 속도를 향상시킨다.

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