• 전자통신동향분석
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• 제24권6호
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• pp.94-98
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• 2009

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하면서 고성능 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 높아지고 있는 추세이다. DSP 기반의 시스템은 범용성에 기인하여 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있으나 주문형반도체 보다 높은 가격과 전력소모 그리고 낮은 성능을 가진다. ASIP는 주문형반도체의 저비용, 저전력, 고성능과 범용 프로세서의 유연성이 결합된 새로운 형태의 프로세서로서, 단일 칩 상에 H.264, VC-1, AVS, MPEG 등과 같은 다양한 멀티미디어 비디오 표준 및 OFDM과 같은 통신 시스템을 지원하고 또한 고성능의 처리율과 계산량을 요구하는 차세대 비디오 표준의 구현을 위한 효과적인 해결책으로 주목되고 있다. 본 기술 문서에서는 ASIP의 특징과 애플리케이션의 가속 방법, ASIP을 위한 컴파일러 설계 및 응용에 관하여 기술한다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.421-424
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• 2002

본 연구에서는 ARM720T core를 사용한 보드에서 머리 전달 함수(HRTF)를 이용한 입체음향 시스템을 구현하였다. ARM720T core를 탑재한 EP7312칩은 저전력 고성능 프로세서로서의 이점을 갖고 있기 때문에 HRTF의 특성을 이용한 입체음향 실시간 구현이 가능하다. 또한 ARM 프로세서를 사용함으로, DAC제어부 부분을 제외한 메인 프로세싱 부분은 ARM 계열의 다른 프로세서에서도 쉽게 사용 가능하단 이점이 있다. HRTF를 이용하여 2채널의 입체음향을 구현하는 방식은 콘볼루션에서 많은 계산량이 소요된다. 본 연구에서는 실시간 구현 시 계산량을 줄이기 위해 시간영역의 콘볼루션을 사용하지 않고 주파수 영역에서의 가중 중복 합산방식을 이용하여 계산하였다. 본 연구의 연구 결과는 가상현실이나 방송음향장비 뿐만 아니라 저전력을 요구하는 휴대용 멀티미디어 기기에서 MP3/AAC/WMA와 같은 오디오 압축 장치부분에 활용되어 질 수 있다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권6호
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• pp.265-274
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• 2010

공정기술 발달로 인해 칩 내부 집적도가 크게 증가하면서 내부 연결망이 멀티코어 프로세서의 성능 향상을 제약하는 주된 원인이 되고 있다. 내부 연결망에서의 지연시간으로 인한 프로세서 성능 저하 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 3차원 적층 구조 설계 기법이 최신 멀티코어 프로세서를 설계하는데 있어서 큰 주목을 받고 있다. 3차원 적층 구조 멀티코어 프로세서는 코어들이 수직으로 쌓이고 각기 다른 층의 코어들은 TSV(Through-Silicon Via)를 통해 상호 연결되는 구성으로 설계된다. 2차원 구조 멀티코어 프로세서에 비해 3차원 적층 구조 멀티코어 프로세서는 내부 연결망의 길이를 감소시킴으로 인해 성능 향상과 전력소모 감소라는 장점을 가진다. 하지만, 이러한 장점에도 불구하고 3차원 적층 구조 설계 기술은 증가된 전력 밀도로 인해 발생하는 프로세서 내부 온도 상승에 대한 적절한 해결책이 마련되지 않는다면 실제로는 멀티코어 프로세서 설계에 적용되기 어렵다는 한계를 지니고 있다. 본 논문에서는 3차원 멀티코어 프로세서를 설계하는데 있어서 온도 상승 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나인 플로어플랜 기법을 다양하게 적용해 보고, 기법 적용에 따른 프로세서의 성능, 전력효율성, 온도에 대한 상세한 분석 결과를 알아보고자 한다. 실험 결과에 따르면, 본 논문에서 제안하는 온도를 고려한 3가지 플로어플랜 기법들은 3차원 멀티코어 프로세서의 온도 상승 문제를 효과적으로 해결함과 동시에, 플로어플랜 변경으로 데이터 패스가 바뀌면서 성능이 저하될 것이라는 당초 예상과는 달리, 온도 하락으로 인해 동적 온도 제어 기법의 적용 시간이 줄어들면서 성능 또한 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이와 함께, 온도 하락과 실행 시간 감소로 인해 시스템에서의 전력 소모 또한 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권11호
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• pp.527-539
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• 2008

본 논문은 큐잉 이론을 이용한 멀티 프로세서 시스템-온-칩(MPSoC)의 버스 매트릭스 기반 통신 구조에 대한 성능 예측 기법을 제안한다. 버스 매트릭스 기반 통신 구조는 다양한 설계 인자를 가지고 있어 이에 대한 성능 최적화는 방대한 설계 공간의 탐색을 필요로 하지만, 현재 널리 사용되고 있는 시뮬레이션에 기반한 방법은 많은 시간을 요하기 때문에 점점 짧아지고 있는 시장 적기 출하(time-to-market) 제약 조건을 만족하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 시뮬레이션보다 훨씬 빠르면서 정확하게 성능을 예측할 수 있는 기법을 개발하였다. 제안한 성능 분석 기법은 고성능의 버스 매트릭스를 위해 사용되는 버스 프로토콜인 multiple outstanding transaction을 고려한다. 또한 지수 분포(exponential distribution)를 이용하여 비현실적으로 메모리 시스템을 모델하였던 기존의 연구들과 달리 실제적인 메모리 시스템 모델을 위하여 일반 분포(general distribution)를 이용하였다. 제안한 성능 예측 기법의 정확도 및 효율성을 검증하기 위하여 무작위로 생성된 버스 트랜잭션들과 4-채널 DVR 예제에 적용하였을 때, 사이클 단위의 정확도를 갖는 시뮬레이션과 비교하여 $10^5$배 이상 빠르면서 평균 94% 이상의 정확도를 갖는 것으로 분석되었다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.405-408
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• 2004

본 논문에서는 FPGA와 마이크로프로세서를 이용하여 One Board화된 무선 콘트롤러 시스템의 기저대역부를 설계 하였다. 송신부에서는 컴퓨터와 연결된 마이크로프로세서부에서 컴퓨터를 통해 입력된 데이터를 병렬로 FPGA부로 전송하여 PN_code를 이용한 대역확산 거쳐 전송하고, 수신부에서는 대역역확산를 사용하여 데이터를 다시 수신측 마이크로프로세서를 통해 확인하였다. FPGA 설계는 Xilinx사의 FPGA 디자인 툴인 Xilinx Foundation3.1을 사용하였으며, FPGA configuration을 위한 타이밍 시뮬레이션을 수행하였고. Xilinx사의 SPARTAN2 2S100PQ208칩에 downloading 한 후 Agilent사의 1681A logic analyzer를 사용하여 설계된 회로의 동작을 확인 하였다. 또한 데이터의 입출력을 CPU부를 통해 컴퓨터에서 모니터링 할 수 있도록 설계하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.213-218
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• 2008

본 논문은 양방향 위성 멀티미디어 통신시스템의 멀티미디어 STB (Multimedia Set-Top-Box)을 위한 하드웨어 기반의 고속 멀티미디어데이터 재조합 프로세서 설계 및 구현에 관한 것이다. 기존의 위성 멀티미디어 STB에서는 수신된 멀티미디어 데이터 재조합 기능을 STB의 CPU 소프트웨어 기반으로 처리하였다. 광대역 멀티미디어 서비스가 증대됨에 따라 STB의 CPU 부하가 증대되어 수신되는 멀티미디어 데이터 재조합 처리 성능이 제한되는 현상이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하여 다양한 광대역 멀티미디어 서비스를 원활하게 처리할 수 있는 하드웨어 기반의 고속 멀티미디어 데이터 재조합 프로세서를 제안하였다. 구현된 멀티미디어 데이터 재조합 프로세서는 상용 FPGA, PCI 인터페이스 칩, 램 메모리 등으로 구현되었으며 위성 멀티미디어 시스템의 멀티미디어 STB에 실장하여 기능과 성능을 검증하였다. 제시된 요구기능을 모두 만족하였으며 최대 116 Mbps 처리 성능과 실용성을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권5호
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• pp.259-268
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• 2008

멀티-코어 프로세서는 최근 마이크로프로세서 시장의 주류 제품으로 자리 잡았다. 이러한 멀티-코어 프로세서를 기반으로 하는 서버들은 고성능 컴퓨팅 분야와 상용 응용 프로그램 분야에서 그 사용 범위를 넓혀가고 있다. 멀티-코어 프로세서는 높아진 병렬성으로 인하여 응용 프로그램의 성능도 한 단계 더 높여줄 것으로 기대된다. 하지만, 칩 내부의 여러 코어들이 공유 자원들을 사용하면서 발생하는 경쟁과 충돌이 성능에 병목으로 작용하기도 한다. 그러므로 멀티-코어 서버 상에서 높은 성능과 확장성을 얻기 위해서는 공유 자원의 사용을 최적화 하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 코어들 간의 공유 자원 사용에서 발생하는 긍정적/부정적인 효과들이 실제 응용 프로그램의 성능에 어떻게 반영되는지 실험을 통하여 분석해 본다. 또한 이러한 분석을 통하여 멀티-코어 서버의 성능을 특성화한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권7호
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• pp.354-360
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• 2008

최신의 마이크로프로세서 설계에서는 전력 관련 문제들이 중요한 고려사항이 되었다. 온-칩(On-chip) 온도 상승은 이와 관련하여 중요한 요소로 부각되었다. 이를 적절하게 처리하지 않을 경우 냉각 비용과 칩 신뢰성에 부정적인 결과를 초래한다. 이 논문에서 우리는 시간적/공간적인 핫 스폿(Hot spot) 완화를 위한 설계들과 열 시간 상수, 작업부하 변동, 마이크로프로세서의 전력 분배 사이의 보편적인 상충관계(Trade off)들을 조사한다. 우리의 방안은 작업부하의 실행위치/순서를 변경하고 동시실행 스레드의 수를 조절하여 시스템의 공간 및 시간적인 열 틈새(Heat slack)에 영향을 줌으로써, 운영체계(OS)와 이미 시스템에 존재하는 하드웨어의 지원만으로 적절한 시간제한내에 작업부하를 조절함으로써 온-칩 온도를 낮출 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.1-9
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• 2010

집적회로 공정기술이 급속도로 발달하면서 멀티코어 프로세서를 설계하는데 있어서 내부 연결망 (interconnection)은 성능 향상을 방해하는 주요 원인이 되고 있다. 멀티코어 프로세서의 내부 연결망에서 발생하는 병목 (bottleneck) 현상을 해결하기 위한 방안으로 최근에는 2D 평면 구조에서 3D 적층 구조로 설계 방식을 변경하는 기법이 주목을 받고 있다. 3D 구조는 칩 내부의 와이어 길이를 크게 감소시킴으로써 성능 향상과 전력 소모 감소의 큰 이점을 가져오지만, 전력 밀도 증가로 인한 온도 상승의 문제를 발생시킨다. 따라서 효율적인 3D 구조 멀티코어 프로세서를 설계하기 위해서는 내부의 온도 문제를 해결할 수 있는 설계 기법이 우선적으로 고려되어야 한다. 본 논문에서는 실험을 통해 다양한 측면에서 3D 구조 멀티코어 프로세서 내부의 온도 분포를 분석하고자 한다. 3D 구조 멀티코어 프로세서에서 수행되는 프로그램의 특성, 냉각 효과, 동적 주파수 조절 기법 적용에 따른 각 코어의 온도 분포를 상세하게 분석함으로써 저온도 3D 구조 멀티코어 프로세서 설계를 위한 가이드라인을 제시하고자 한다. 실험 결과, 3D 구조 멀티코어 프로세서의 온도를 효과적으로 관리하기 위해서는 더 높은 냉각 효과를 갖는 코어를 상대적으로 더 높은 동작 주파수로 작동 시켜야 하고 온도에 영향을 많이 주는 작업 또한 더 높은 냉각 효과를 갖는 코어에 할당해야 함을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.508-514
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• 2020

LTE (Long Term Evolution) 및 5G와 같이 지속적으로 발전하는 이동 통신 표준을 구현하기 위해 소프트웨어 정의 라디오 (SDR, Software Defined Radio) 개념은 뛰어난 유연성과 효율성을 제공한다. 수년 동안, 최고급 디지털 시그널 프로세서 (DSP, Digital Signal Processor) 시스템 온 칩 (SoC, System on Chip)은 멀티 코어 및 다양한 하드웨어 보조 프로세서를 지원하는 방향으로 개발되어왔다. 이 논문에서는 TI의 TCI663x 칩을 사용해 구현한 SDR 플랫폼 하드웨어에 대해 소개하고, 이 플랫폼 상에서 멀티 코어 DSP를 BCP (Bit Rate Coprocessor) 및 TPC (Turbo Decoder Coprocessor)와 연동하여 구현한 LTE 전송 채널 (Transport Channel)의 성능을 다양한 구현 옵션에 따라 평가한다.