• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.328-330
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• 2006

동적 전력 관리 기법을 활용한 프로세서의 등장은 고성능 임베디드 장치들의 저전력 설계에 있어서 큰 영향을 주고 있다 특히, XSCALE과 같은 고성능 프로세서의 소비전력은 동작 클럭의 속도와 비례하여 빠르게 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위한 다양한 기법이 제시되었다. 동적 전력 관리 기법은 크게 1) 동적 전압 관리 기법과 동적 프리퀀시 관리 기법으로 구분된다. 동적 프리퀀시 관리 기법을 사용한 프로세서는 필요에 따라 프로세서의 동작 클럭 속도를 변경한다. 이는 전체적인 프로세서 성능의 저하를 수반하게 된다 특히, 주변 장치들의 전력 관리가 동시에 이루어지지 않을 경우에는 시스템의 전체적인 성능에 큰 영향을 끼치게 된다. I/O 장치의 인터럽트는 CPU의 현재 실행을 잠시 멈추고, 인터럽트 처리를 우선적으로 수행하도록 한다. 따라서 CPU가 처리할 수 있는 양보다 많은 인터럽트 발생은 인터럽트 처리 이후에 실제 응용 프로그램들이 동작할 시간을 줄이게 되어 CPU는 살아있으나, 인터럽트 이외의 실제 프로세스 실행을 진행할 수 없는 라이브륵(livelock) 현상이 발생한다. 동적 프리퀀시 스케일링을 사용하는 경우, 프로세서의 동작 속도 저하로 인한 livelock 현상이 발생할 수 있으며 이를 막기 위하여, 인터럽트 처리를 제한하는 기법을 제시한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권7호
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• pp.52-60
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• 2010

본 논문에서는 멀티코어 시스템을 위한 동적전력관리 프레임워크를 통하여 응용프로그램의 특성에 따라 멀티코어의 불필요한 전력소모를 줄일 수 있음을 Intel Centrino Duo를 사용한 경우와 ARM11 MPCore를 사용한 경우를 통하여 검증하였다. 프로세서의 종류에 따라 전력 소모를 줄이기 위하여 사용된 기술에 차이가 있으며 아직까지는 멀티코어 임베디드 프로세서에 동적 전압 관리와 같은 정밀한 제어가 이뤄지지 못하고 있다. 제안하는 동적전력관리 프레임워크를 이용하여 스마트폰과 같이 운영체제를 통한 멀티 프로세싱을 지원하는 환경에서는 다수의 프로세서가 소모하는 불필요한 전력을 효과적으로 줄일 수 있어야한다. 필요한 만큼의 프로세서 성능을 결정하고 실시간으로 프로세서의 성능을 변경함으로써 각 응용프로그램의 동작을 위한 최소 요구사항을 만족시키면서 전력소모를 최소화 시킬 수 있다. 이를 위하여 본 논문에서는 응용프로그램의 실행과 종료에 따라 필요한 동작을 자동화시키고 시스템 성능을 분석하기 위한 기준을 정의하였다. 대표적인 임베디드 프로세서와 범용프로세서에 제안하는 전력 관리 프레임워크를 적용하여 성능을 검증하였으며 본 논문이 제안한 동적전력관리 프레임워크가 응용프로그램의 최소 요구 성능을 만족시키면서 가능한 전력소모를 줄일 수 있는 인터페이스라는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권7호
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• pp.454-461
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• 2007

최근 휴대용 임베디드(Embedded) 시스템들은 크기는 작아지나 사용자들의 요구를 만족시키기 위해서 여러 가지 복합적인 기능을 내장하고 있다. 복합적인 기능 수행을 하기 위해서는 처리 능력이 뛰어난 프로세서들을 사용해야만 하고 시스템의 크기를 줄이기 위해서 적은 용량의 배터리를 사용하는 것이 일반적이다. 그러므로 시스템을 한번 충전한 후에 사용할 수 있는 배터리 사용 시간(Battery Life Time)은 중요한 문제로 대두되고 있다. 시스템의 배터리 사용 시간을 늘리기 위해서는 효율적인 전원 설계, 기능 수행에 따른 전력 관리 그리고 프로세서의 전압과 프로세서 클럭(Clock)의 주파수를 최적화하는 것이 가장 중요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 전력 효율을 예측하여 시스템의 전체적인 전력 효율을 최적화하는 전원 구성을 하였으며 각 기능에 따른 전력 관리를 위해서 음악 파일 재생과 동영상 파일 재생을 위한 마이크로 프로세서를 사용하고 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting) 시청을 위한 별도의 마이크로 프로세서를 사용함으로써 음악 재생과 동영상 재생 시에는 디지털 멀티미디어 방송시청을 위한 마이크로 프로세서에 전원 공급을 차단함으로써 전력 관리를 최적화한다. 마지막으로 시스템에서 사용되는 프로세서들의 전력 관리를 위해 가변 전압 주파수 스케일링(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)을 적용하여 프로세서들 또한 최적화하고 실제 구현된 시스템에 실험 결과들을 통하여 감소된 소비 전력의 결과를 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권11B호
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• pp.1631-1639
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• 2010

본 논문은 멀티프로세서 임베디드 시스템에서 사용하는 어플리케이션을 구성하는 태스크를 수행하는데 필요한 전력과 태스크간의 의존성에 의해서 발생하는 통신 비용을 감소시킬 수 있는 스케줄링 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 기존 알고리듬에서는 통신비용은 고려하였으나 스케줄링 단계에서는 동적 전력 관리 결과를 고려하지 않는 점을 보완하여 스케줄링 단계에서 여유시간(Laxity) 사용을 예측하여 동적 전압 관리의 효율을 높이는 방법을 사용한다. 이를 통해 복잡한 멀티미디어 어플리케이션에 동적 전력 관리를 적용하여 수행 시 에너지 효율을 높였다. 실험 결과 멀티미디어 어플리케이션인 HD MPEG4, MotionJPEG codec, MP3, Wavelet 프로그램을 멀티프로세서 환경에서 제안된 알고리듬을 이용하여 저전력 스케줄링 결과 기존 방식에 비해 평균 11.2%의 에너지 감소를 얻었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.757-759
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• 2005

배터리의 용량이 제한적인 핸드헬드 시스템에서의 전력소비를 절감시키기 위한 동적전압변경 기법에 관련한 많은 연구가 이루어지고 있으나, 프로세서나 LCD 같은 각각의 요소에 기반을 둔 저 전력 정책들은 전력절감에 있어 한계에 다다르고 있다. 이를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 전력관리의 대표적인 기법인 프로세서 DVS와 LCD 재생 프레임 빈도 제어를 통합한 다차원 전력관리를 시스템 전력관리 차원에서 제시한다. 실제 시스템에서의 구현 결과를 제시함으로써 다차원 동적전압변경 기법이 멀티미디어 응용에 있어서 단일 요소의 전력관리보다 시스템 차원에서의 부가적 전력 절감을 할 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.5-8
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• 2011

3차원 멀티코어 프로세서는 기존의 멀티코어 프로세서에서 문제가 되던 연결망 지연시간과 전력문제를 해결할 수 있는 새로운 프로세서 설계기술이다. 하지만, 전력밀도의 증가로 인해 발생하는 열섬현상은 3차원 멀티코어 프로세서의 새로운 문제점으로 두드러지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 동적 온도 관리 기법이 사용되지만, 동적 온도 관리 기법을 적용하면 시스템에 성능 저하가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 3차원 멀티코어 프로세서에서 문제가 되는 열섬현상을 해결하기 위해 고온의 유닛을 대상으로 동적 온도 관리 기법을 적용하고자 한다. 실험대상으로는 시스템 성능에 많은 영향을 미치고 높은 접근 때문에 고온이 발생하는 TLB 유닛을 사용하고자 한다. 특히, 시스템의 성능 저하를 줄이기 위해서 기존의 시스템보다 낮은 성능을 보이는 마이크로 TLB 구조를 적용해 보고자 한다. 성능이 낮은 구조의 경우 일반적으로 더 낮은 온도 분포를 보이며 동적 온도 관리 기법에 영향을 덜 받기 때문에 동적 온도 관리 기법만 적용한 구조보다 더 낮은 성능 저하를 보일 수 있다. 실험결과 동적 온도 관리 기법을 적용한 경우 기존의 시스템에 비해 23.4%의 성능 저하가 발생하고 마이크로 TLB 구조를 적용한 경우 27.1%의 성능 저하가 발생함을 알 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.2297-2298
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• 2008

최근, 공장 수용가들은 원격에서 인터넷 기반으로 전력정보를 감시, 상태를 진단, 제어함으로써 전기 사용의 안전성과 신뢰성 그리고 편이성을 제고할 수 있는 디지털 분전반을 필요로 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 3상 수용가 시스템에서 요구되는 3상 디지털 분전반을 위한 전력관리 모듈이 설계된다. 제안되는 전력관리 모듈은 3상 4선식 전력공급방식으로 설계되며 3상 전력관리 디바이스가 전력신호 전처리기로 채택된다. 그리고 ARM 코아 기반의 32비트 프로세서가 제어모듈의 핵심 프로세서로 채택되며, 이더넷 컨버터를 통해 TCP/IP를 기반으로 하는 원격관리를 실현한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
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• pp.724-726
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• 2002

개인이동기기의 사용이 증가함에 따라, 보다 효율적이고 편리한 이동시스템을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 에너지 소모의 절감에 대한 연구는 이동기기의 기동성을 위해 중요한 문제이다. 동적전압조정은 이동기기의 에너지 소모를 가장 많이 차지하는 요소 중 하나인 프로세서의 전력을 효율적으로 관리하고 감소시킬 수 있는 방법이다. 본 논문에서는 MPEG 프레임별 복호시간의 차이를 이용한 동적전압조정 알고리듬을 통해 프로세서가 WPEG디코더를 실행할 때 전력소모를 최소화하는 과정을 프로세서 시뮬레이터를 통해 확인한다. 논문에서 제안한 동적전압조정 알고리듬은 원래의 프로세서 에너지 소모와 비교하여 약 70%-85%의 감소효과를 볼 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.311-312
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• 2011

스마트폰의 응용프로그램 별 전력 소비 정보는 전력 관리를 하는데 있어 유용한 정보가 된다. 응용프로그램 별 소비 전력을 측정하는 현실적인 방법은 응용프로그램 별 전력 소비 모델을 세운 뒤 추정하는 것이다. 특히 프로세서의 이용률을 통한 소비 전력 모델을 세우면, 운영체제가 제공하는 프로세스 별 CPU 점유 시간을 통해 소비 전력을 쉽게 계산할 수 있다. 본 논문에서는 실험적 방법을 통해 동적 주파수 조절 기법 하에서 CPU 이용률에 따른 프로세서의 전력 소비 모델을 제시한다. 이를 통해 동적 주파수 조절 기법이 적용된 스마트폰에서 응용프로그램 별 전력 소비량을 추정할 수 있다.

• 전자통신동향분석
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• 제25권5호
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• pp.84-96
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• 2010

국내 휴대폰 시장은 최근 급격한 변화의 시기를 맞고 있다. 음성정보 송 수신과 단순한 개인정보관리, 또는 멀티미디어 데이터 처리에 주력하던 피처폰 시장은 고사양의 운영체제, HD급 비디오, 수십만 가지의 앱(App.; Application), 고성능 디스플레이로 대표되는 스마트폰 시장으로 급격히 전환되고 있다. 이러한 스마트폰의 고사양화는 모바일프로세서, 베이스밴드 칩, 다양한 센서를 포함하는 스마트폰 하드웨어와 데스크톱 수준에 근접하는 고사양의 운영체제가 견인하고 있다. 특히, 모바일 프로세서는 스마트폰 기술 발전을 견인하는 핵심 부품으로서 다수의 프로세서와 외부인터페이스 장치를 포함하는 고성능, 저전력의 시스템온칩(SoC)이며 모바일프로세서의 동작속도, 전력소모량 등은 스마트폰의 성능을 가늠하는 척도로 인식되고 있다. 최근, 모바일프로세서는 스마트폰 시장을 넘어서 넷북, MID, 스마트 TV 등 다양한 산업영역에서 채용되고 있으며 2018년에 100억 개의 제품이 생산될 것으로 전망되어 모바일 시장의 폭발적인 성장을 견인하는 핵심 부품이다.