• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics C
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• v.36C no.3
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• pp.1-7
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• 1999

In this research, transformation-based optimization techniques for pipelined designs have been developed. The transformation-based optimization techniques include pipelined architecture transformations and retiming transformations. The new transformation method has the following three features. First, the overall performance of a pipelined system is optimized owing to various transformations including retiming of multiple pipelined blocks. Second, these techniques can be used to search a large solution space by allowing efficient exploration of trade-offs between area and performance. Third, these techniques can be easily extended to a new transformation or algorithm and can be used to optimize memory or bus architectures. Experimental results illustrate that these transformation-based optimization techniques improve area by 21% and performance by 17% on the average for a set of pipelined designs. Especially, the techniques are useful to efficiently explore a large design space.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.43 no.6 s.312
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• pp.40-47
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• 2006

This paper introduces an efficient CRC logic partitioning algorithm to design pipelined parallel CRC circuits aimed at improving speed performance. Focusing on the cases that the input data width is greater than the polynomial degree, equations are derived to divide the parallel CRC logic and decide the length of the pipeline stage. Through design experiments on different types of parallel CRC circuits, we have found a significant reduction in delay by adopting our approach.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2013.11a
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• pp.161-164
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• 2013

본 논문에서는 다양한 멀티미디어 코덱을 고속으로 처리하기 위하여 전용하드웨어가 아닌 병렬 어레이 프로세서 기반의 U-Chip(Universal-Chip) 구조를 제안하고 TSMC 80nm 공정을 사용하여 11,865,090개의 게이트 수를 가지는 칩으로 개발하였다. U-Chip은 역양자화(IQ), 역변환(IT), 움직임 보상(MC) 연산을 위한 $4{\times}16$ 개의 프로세싱 유닛으로 구성된 병렬 어레이 프로세서와 문맥적응적 가변길이디코딩(CAVLC)을 위한 비트스트림 프로세서와 인트라 예측(IP), 디블록킹필터(DF) 연산을 위한 순차 프로세서와 DMAC의 데이터 전송 및 각 프로세서를 제어하여 병렬 파이프라인 스케쥴링을 처리하는 시퀀서 프로세서 등으로 구성된다. 1개의 프로세싱 유닛에 1개의 매크로블록 데이터를 맵핑하여 총 64개의 매크로블록을 병렬처리 하였다. 64개 매크로블록의 대용량 데이터 전송 시간과 각 프로세서들의 연산을 동시에 병렬 파이프라인 함으로서 전체 연산 성능을 높일 수 있는 이점이 있다. 병렬 파이프라인 구조의 H.264 디코더 프로그램을 개발하였고 제작된 U-Chip을 통해 $720{\times}480$ 크기의 베이스라인 프로파일 영상에 대하여 코어 192MHz 동작, DDR 메모리 96MHz 동작에서 30fps의 처리율을 가짐을 확인하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.333-337
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• 2006

Symmetric block ciper algorithm consists of a chains of operations such as permutation and substitution. There exists four kinds of operation mode, CBC, ECB, CFB, and OFB depending on the operation paradigm. Since the final ciper text is obtained through the many rounds of operations, it consumes much time. This paper proposes a pipelined design methodology which can improve the speed of crypto operations in ECB mode. Because the operations of the many rounds are concatenated in serial and executed concurrently, the overall computation time can be reduced significantly. The experimental result shows that the method can speed up the performance more than ten times.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.7 no.8
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• pp.1170-1182
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• 2004

A novel 4-way pipelined processing architecture is presented for three-step search block-matching motion estimation. For the 4-way pipelined processing, we have developed a method which divides the current block and search area into 4 subregions respectively and processes them concurrently. Also, we have developed memory partitioning method to access pixel data from 4 subregions concurrently without memory conflict. The architecture has been designed and simulated with C language and VHDL. Experimental results show that the proposed architecture achieves a high performance for real time motion estimation.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2003.07b
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• pp.955-958
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• 2003

본 논문에서는 개방형 파이프라인 구조를 이용한 8비트 500Msamples/s ADC를 제안하였다. 8-비트의 해상도에 적합하면서 전력 소모가 적은 5 단 파이프라인 구조로 설계하였으며, 고속 동작에 적합하게 MUX 스위치에서 선택한 신호를 인터폴레이션하는 개방형 구조를 채택하였다. 전력 소모와 전체 칩 면적을 줄이기 위해서, 각 단에서 필요한 신호의 수를 줄이도록 설계하였다. 설계된 ADC 는 3 개의 신호를 이용하여 구현 함으로서 각 단에서의 증폭기 수틀 줄일 수 있었다. 또한 1.8V 의 낮은 전원 전압에 의한 작은 입력 범위에서 8-비트의 해상도를 만족하기 위해서 Offset Cancellation 기법을 사용하였다. 제안된 ADC 는 0.18μ m 일반 CMOS 공정을 이용하여 설계되었으며 시뮬레이션 결과 500Msamples/s에서 220mW의 전력 소모를 가지며, 1.2Vp-p (Differential) 입력 범위에 대해서 약 48dB의 SNDR을(8-비트의 해상도) 가짐을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2003.07b
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• pp.839-842
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• 2003

본 논문에서는 MPEG-4 디블록킹 필터를 매크로블록 단위의 효율적인 파이프라인 구조를 사용하여 구현하였다. MPEG-4 QCIF/CIF 영상 시퀀스의 디블록킹 필터링 효과를 보일것이며, 디블록킹 필터링의 많은 계산량을 줄임과 동시에 낮은 클록에서 실시간 처리할 수 있는 구조를 제안하였다. 대부분 블록기반의 비디오 코딩 시스템에서, 블록 에지 효과는 블록기반 영상 압축에 치명적인 화질 저하를 나타낸다. 특히 압축 비율이 커질수록 화질 저하는 뚜렷하다. 그래서, 영상 후처리 기술로서 디블록킹 필터를 사용하여 블록 에지 영향을 줄임으로써 영상 화질을 향상시킨다. 그러나 디블록킹 필터의 주요 단점은 많은 계산량을 요구하고 있어서 구현에 어려움이 있다. 이 문제를 해결하기 위해, MPEG-4 디블록킹 필터를 매크로 블록단위의 파이프라인 구조로 설계하였고, 실시간으로 동작하는 MPEG-4 SP@L2의 비디오 코덱 칩을 구현하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.711-714
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• 2001

본 논문에서는 파이프라인 구조를 이용하여 고성능 1 차원 이산 웨이블렛 변환 필터를 설계하였다. 각 레벨에서 입력이 다운샘플링(downsampling, decimation)되므로 각 레벨의 하드웨어를 폴딩(folding) 기법을 이용하여 곱셈기와 덧셈기를 공유함으로써 복잡도를 개선하였다. 즉, 제안한 구조에서는 레벨 2 와 레벨 3 에서 폴딩된 구조의 C.S.R(Circular Shift Register)곱셈기와 덧셈기를 사용함으로써 하드웨어 효율(hardware utilization)을 각 레벨에서 100%로 높일 수 있다. 또한, 홀수와 짝수의 샘플을 병렬로 입력함으로써 단일 입력의 시스템과 비교할 때, 동일 시간에 병렬화 만큼의 이득을 얻을 수 있었고, 필터 계수는 미러 필터(mirror filter)의 특성을 이용하여 쳐대한 고역 필터(high pass filter)와 저역 필터(low pass filter)의 계수들을 공유함으로써 곱셈기와 덧셈기의 수를 반으로 줄였다. 그리고 임계 경로(critical path)를 줄이기 위한 파이프라인 레지스터를 삽입하여 고성능 시스템을 구현하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.11
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• pp.123-130
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• 2004

This paper describes a multiplier architecture optimized for 32 bit RISC processor with 3-stage pipeline. The multiplier of ARM7, the target processor, is variably carried out on the execution stage of pipeline within 7 cycles. The included multiplier employs a modified Booth's algerian to produce 64 bit multiplication and addition product and it has 6 separate instructions. We analyzed several multiplication algorithm such as radix4-32${\times}$8, radix4-32${\times}$16 and radix8-32${\times}$32 to decide which multiplication architecture is most fit for a typical architecture of ARM7. VLSI area, cycle delay time and execution cycle number is the index of an efficient design and the final multiplier was designed on these indexes. To verify the operation of embedded multiplier, it was simulated with various audio algorithms.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.299-302
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• 2004

본 논문은 OCP(Open Core Protocol)에 호환되는 파이프라인 구조를 가진 시스템 버스와 MPEG 시스템에 적합한 메모리 버스를 갖는 계층 구조를 가지는 새로운 동기 세그먼트 버스를 제안한다. 이 구조는 MPEG 시스템의 모바일 제품에 사용되는 영상 데이터 처리를 위한 메모리 인터페이스에 기반을 둔 버스 구조와 Multi-master와 Multi-slave를 사용하여 고성능의 다중 처리를 위한 양방향 다중 버스 구조(bi-direction multiple bus architecture)를 가진다. 효율적인 데이터 처리를 위하여 파이프라인 stage와 결합된 Master와 Slave의 주소번지가 latency를 결정하며, 시스템의 특성에 따라서 IP 코어를 배치하였다. 제안된 버스는 저 전력 구현을 위하여 세그먼트 버스 구조를 가지고, 멀티미디어 SoC 시스템의 성능 저하 없이 다중 작업이 가능한 구조를 갖는다. Wirability를 고려하여 양방향 구조를 채택하였고, Testablility를 위하여 단방향(uni-direction) 구조와 대체 가능하다. 또한, Local arbiter의 수정만으로 Master의 추가가 가능한 확장 구조를 가진다. Latency를 줄이기 위하여 직접 제어 방식과 단순한 구조의 Central arbiter로 구현되었다.