• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.82-90
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• 2013

실리콘 포토닉스 기반의 광학 네트워크-온-칩(Optical NoC, ONoC)은 차세대 엑사스케일 컴퓨팅(Exascale computing)을 위한 유망 아키텍처 기술 중 하나이다. 최근 들어 활발해지고 있는 ONoC의 연구들은 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 이용하여 대역폭을 더욱 향상시키고 광신호의 경로 충돌을 방지하는데 초점을 두고 있다. 하지만 기존 ONoC 연구에서는 중앙 집중형 라우터 구조 위주로 Processing Element(PE)의 수가 증가함에 따라 WDM을 위해 사용되는 파장 수가 선형적으로 증가한다. 이러한 파장 수의 증가는 다중 파장을 위한 광원 및 광학 스위치 등 광학 장치를 구성하기 위한 비용을 증가시키고 광신호의 상호 간섭에 의한 감쇄 효과 등으로 ONoC의 확장성을 제한한다. 본 논문에서는 WDM 기반 2D-mesh 구조의 ONoC를 위한 분산형 광학 라우팅 아키텍처를 제안하고 커뮤니케이션의 연결정도에 따라 필요한 파장 수를 최소화하는 방법을 제시하였다. 기존 중앙 집중형 라우팅 아키텍처와 비교하여 $8{\times}8$ 네트워크에서 평균 56% 파장 수와, 21%의 광학 스위치 수를 감소시켰다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.251-254
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• 2010

현대사회의 전자와 물리공간의 융합인 유비쿼터스가 진행되고 있다. 이 유비쿼터스 사회가 가능하려면 모든 사물에 컴퓨터 칩인 RFID태그가 부착되어야 한다. RFID는 무선을 통하여 사물의 ID정보를 제공하며, 향후 주변의 상황정보(온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등)까지 탐지하여 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것이다. 앞으로 이 RFID가 가정에서 모든 기기에 부착되어. 시스템화가 된다면 유비쿼터스 가정이 된다. 본 논문에서는 유비쿼터스 사회의 기술적 정의와 자동화 된 지역내 환경제어를 위한 네트웍크를 구현하기 위한 RFID/USN에 대하여 연구하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권8호
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• pp.554-561
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• 2006

최근, SoC 설계연구가 활발히 진행되고 있으며, 하나의 시스템에 보다 많은 수의 IP가 포함되고 있다. 많은 IP 간의 효율적인 통신과 재사용율을 높이기 위해 다양한 프로토콜과 버스 구조들이 연구되고 있다. 기존의 공유 버스 구조의 문제점을 해결하기 위해 제안된 SNP(SoC Network Protocol) 와 SNA(SoC Network Architecture)는 각각 peer-to-peer 방식의 프로토콜과 버스 구조이다. 한편 AMBA AHB 는 대규모 SoC 시스템에 다소 부적절한 구조를 가짐에도 불구하고 산업 표준으로 자리매김 해왔다. 따라서 기존의 많은 IP들이 AMBA 인터페이스를 가지고 있으나 SNP 와는 프로토콜과 완벽하게 호환되지 않는 문제점을 가지고 있다. 기존의 IP 들의 인터페이스를 SNP 로 바꾸기 전까지는 새로 제안된 버스 구조에서도 AMBA AHB 와의 호환성을 완전히 배제할 수가 없다. 본 논문에서는 기존의 SNP 가 확장된 XSNP(extended SNP) 스펙과 SNA 기반 시스템에서 이를 지원하는 SNA 컴포넌트를 제안한다. AMBA AHB 와 SNP 사이의 프로토콜 변환을 지원하기 위해서 기존 SNP 의 페이즈를 1 비트 확장하여 새로운 8 개의 페이즈를 추가하였다. 따라서 AMBA 호환 가능한 IP 는 SNP 를 통해 성능 감쇠 없이 AHB-to-XSNP 변환기를 통해 통신할 수 있다. 또한 이러한 확장 방법은 AMBA AHB 뿐 아니라 SNP 와 다른 버스 프로토콜 사이의 신호 변환에도 이용하여 SNP 의 유연성과 성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 구조의 검증 / 평가를 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하였으며, AMBA AHB 와의 호환성에 있어 문제가 없다는 것을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.66-75
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• 2016

반도체 공정 초미세화에 따라 에이징 (aging)과 공정 변이 (process variation)로 인한 칩에서의 물리적인 결함은 더욱 증가하고 있으며, 특히 금속 배선 스케일링 제한과 온 칩 데이터 통신량 증가에 따라 다수의 프로세서 코어로 구성된 네트워크-온-칩(Network-on-Chip, NoC)에서의 결함 감내 기법 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 NoC에서 저전력 설계 기법으로 널리 채용되고 있는 VFI (Voltage-Frequency-Island)를 적용한 경우에서의 신뢰성 측면에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 신뢰성과 에너지 소모를 고려하여 VFI NoC에서 링크 고장이 발생하는 경우에도 정상적으로 통신을 유지할 수 있는 테이블 기반 라우팅 기법을 제안한다. 에너지 소모와 성능을 고려한 최적 경로와 고장 감내를 위한 우회 경로를 제공하며, 이때 우회 경로의 경우 필요한 최소한의 노드에만 라우팅 테이블을 저장하여 구현 복잡도를 완화하였다. 모의실험 결과를 통해 제안하는 기법은 전체 링크의 1%에서 고장이 발생하는 경우에도 정상적으로 통신함을 보였다. 또한 실시간으로 우회 경로를 탐색하는 고장 감내 라우팅 기법인 $d^2$-LBDR에 비해 링크에 고장이 발생하는 경우 평균 15.9%의 에너지 소모가 감소함을 보였으며, 실행 시간 측면에서는 평균 0.8% 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.462-469
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• 2008

본 논문에서는 KOINONIA 무선 개인 영역 네트워크 (WPAN: Wireless Personal Area Network) 표준을 프로그래밍 가능한 게이트 배열 (FPGA: Field-Programmable Gate Array)로 설계하고 시스템 온 칩 (SoC: System on Chip)으로 구현하였다. 변조부에서는 정진폭을 유지할 수 있도록 잉여 비트를 이용하여 부호화하였고, 수신부에서는 이 잉여 비트를 복호 하는데 사용함으로써 낮은 신호 대 잡음비 (SNR: Signal to Noise Ratio)에서도 동작이 가능하게 하였다. KOINONIA WPAN은 400만 게이트 급의 FPGA에서 44MHz이상으로 동작하였으며, 무선 주파수 (RF: Radio Frequency) 모듈과의 연동 실험에서는 최소 입력 전력 레벨 감도 (MIPLS: Minimum Input Power Level Sensitivity)가 -86dBm인 환경에서 SNR은 13dB, 패킷 오율 (PER: Packet Error Rate)은 1% 이하라는 높은 성능을 나타내었다. SoC 칩은 하이닉스 0.25um 상보 금속 산화 반도체 (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 이용하였으며 면적은 $6.52mm{\times}6.92mm$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권10호
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• pp.1-6
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• 2007

UHF RFID 태그에 내장하여, 유비쿼터스 센서 네트워크의 구성 기초 소자로 활용 가능한 온도센서 회로를 제안하였다. UHF RFID 내장을 위해 1.5 V 이하의 저전압, 5 uW의 동작 소비 전력소비, $0.1\;^{\circ}C/bit$의 해상도를 설계 목표로 하였다. 온도센서의 구성은 PTAT 전류 발생기, 기준 전류와 전압 발생 회로, 시그마 델타 변환기, 디지털 카운터로 구성되어 있다. 제안된 온도센서는 $0.1\;^{\circ}C/bit$의 해상도를 목표로 설계하였지만, 시뮬레이션에서는 11-bit 출력에서 최대 $0.23\;^{\circ}C/bit$의 해상도를 얻을 수 있었다. 0.25 um CMOS 공정을 설계 및 제작하였고, 전원 전압은 1.5 V, 칩의 면적은 $0.32\;{\times}\;0.22\;mm$이고 동작주파수는 2 MHz이다. 제작된 온도센서의 해상도를 측정한 결과 8-bit 출력에서 평균 $4\;^{\circ}C/bit$로 측정되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.49-58
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• 2016

어플리케이션 특성에 따라 링크 대역폭 요구량이 다양하게 분포하는 이종 (heterogeneous) 아키텍처 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 설계에 있어 링크 지연 시간이 독립적으로 설정될 수 있는 비동기식 프로토콜을 적용할 경우 동기식 설계에 비해 성능 향상의 기회가 확대될 수 있다. 본 논문에서는 비동기식 NoC에서 각 링크의 대역폭 요구량과 도선 길이에 따른 지연 시간 모델을 제시하고 이를 최적화하는 simulated annealing (SA) 기법을 이용한 플로어플랜 기반 토폴로지 생성 알고리즘을 제안하였다. 생성된 토폴로지와 각 링크의 도선 길이를 기반으로 대응하는 도선 지연시간을 계산하고 로직 합성 단계를 거쳐 생성된 gate-level netlist와 표준지연시간 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 성능을 측정하였다. 링크 도선 길이를 고려하지 않은 일반적인 토폴로지 생성 알고리즘인 TopGen과 비교하여, 제안된 알고리즘이 다양한 어플리케이션 실험에서 평균 13.7% 지연 시간 단축 효과 및 처리량 측면 지표인 실행 시간에서 평균 11.8% 감소 효과가 있음을 확인할 수 있었다.