• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권1호
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• pp.51-58
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• 2007

본 논문은 비동기식 프로세서에서 동작 상황에 따라 파이프라인 구조가 변경 가능하고 명령어 종류에 따라 병렬처리를 지원하는 적응형 파이프라인 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 동작이 불필요한 스테이지를 건너뛰는 스테이지 스키핑(stage-skipping)과 다음 스테이지가 비어 있으면 현재 스테이지와 다음 스테이지를 하나로 통합하는 스테이지 통합(stage-combining) 기법을 지원한다. 이 기법들은 명령어 종류에 따라 서로 다른 데이터패스를 사용하는 명령어들을 병렬로 처리하여 머신 사이클을 단축시켜 프로세서의 동작 속도를 증가시킨다. 본 논문에서는 제안된 파이프라인 구조를 적용한 ARM 명령어 호환 프로세서를 설계하였다. 이 프로세서는 VHDL로 설계한 후 $0.35-{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성되었다. SPEC2000 벤치마크를 사용하여 성능을 평가한 결과, 타겟 프로세서는 평균 365 MIPS의 속도로 동작하여 영국 맨체스터 대학에서 개발한 비동기 프로세서인 AMULET3i에 비해 2.3배 높은 성능을 보였다. 제안된 파이프라인 기법과 프로세서 구조는 고속 비동기식 프로세서 설계에 적용 가능하다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.759-762
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• 1998

In this paper, a SL-DCVSL (static latched differential cascode voltage switch logic) circuit for the asynchronous pipeline is proposed. The proposed SL-DCVSL circuit is a slightly modified version of the DCVSL circuit, and used to improve the storage capability of the precharged functional blocks. The proposed SL-DCVSL has more robust storage characteristics compared to the conventional LDCVSL (latched DCVSL〔2〕). The operation of the proposed circuit is verified by simulating the asynchronous FIFO (First-In First-Out) structure.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권4호
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• pp.85-94
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• 2003

비동기 설계 기법은 시스템 클럭을 사용하지 않고, 동작이 필요한 모듈만 활성화시켜 전력 및 성능면에서 동기식 설계 기법에 비해 높은 성능을 갖는다. 본 논문은 임베디드 컨트롤러인 Intel 80csl과 완전한 명령어 호환성을 갖고, 비동기식 파이프라인 구조로 최적화된 A8051 아키텍쳐를 제안한다. 다양한 어드레싱 모드와 명령어를 제공하는 CISC 명령어 수행 스킴은 동기식 파이프라인 구조에 적합하지 않고 많은 오버헤드를 유발한다. 본 논문에서는 명령어 실행 사이클을 비동기식 파이프라인 수행에 적합하도록 명령어별로 그룹화하고, 동기화 및 다중 실행 사이클로 인한 오버헤드로 발생된 버블을 제거함으로서 최적화하였다. 또한 적합한 분기 처리 기법 및 가변적인 명령어 길이의 처리 방법을 제시함으로서 명령어 수행시 필요한 상태 수를 최소화하고, 명령어 수행의 병렬성을 증가시켰다. 제안된 A8051 아키텍쳐는 Verilog HDL로 설계하여 0.,35㎛ CMOS 공정 표준 셀 라이브러리로 합성하였다. 실험 결과로 A8051은 36㎒ 클럭을 사용하는 인텔 80C51과 다른 비동기 80C51에 비해 약 24배의 성능 향상을 얻었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.931-933
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• 2004

In a SoC environment, asynchronous design techniques offer solutions for problems of synchronous design techniques. Asynchronous FIFOs have the advantages of easier interconnection methods and higher throughput than synchronous ones. Low latency and high throughput are two imp ortant standards in asynchronous FIFOs. We present low latency asynchronous FIFO in the paper, which optimizes GasP[6]. Pre-layout of HSPICE simulations of a 8-stage FIFO on 1-bit datapath using Anam's 0.25$\mu\textrm{m}$ technology indicates 17% lower latency than GasP.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.109-112
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• 2002

This paper presents relationship between the dynamic behavior of an asynchronous linear pipeline (ALP) and the performance of the ALP as buffers are allocated. Then the relationship is used in order to characterize a local optimum situation on the buffer design space of the ALP. Using the characterization we propose an efficient algorithm optimizing buffer allocation on an ALP in order to achieve its average case performance. Without the loss of optimality, our algorithm works in linear time complexity so it achieves fast buffer-configuration optimization. This paper makes two contributions. First, it describes relationship between the performance characteristics of an ALP and a local optimum on the buffer design space of the ALP. Second, it devises a buffer allocation algorithm finding an optimum solution in linear time complexity.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.53-59
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• 2017

본 논문에서는 회로에서의 지연 시간을 줄이기 위해서 사용되는 의사 NMOS (pseudo-NMOS) 구조를 결합한 새로운 지연 무관 방식의 고속 비동기 회로 설계를 제안하고자 한다. 기존의 대표적인 지연 무관 방식의 NCL 비동기 회로 설계는 고신뢰성, 저전력 그리고 반도체 공정 기술에 의존하지 않고 회로를 재사용할 수 있는 용이성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 기존의 NCL 게이트 셀들의 트랜지스터-레벨 구조들은 많은 복잡한 구조로 인해서 회로 지연의 증가를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 고속의 새로운 NCL 게이트와 비동기 파이프라인(pipeline) 구조를 제안하였다. 제안된 방법은 SK-Hynix $0.18{\mu}m$ 공정에서 설계된 $4{\times}4$ 곱셈기를 통해서 적용되었고, 설계된 곱셈기는 모든 경우의 데이터 입력에 대한 전력과 지연이 측정되었고, 기존 NCL 방법과 비교되었다. 실험 결과는 제안된 NCL 구조가 기존의 NCL 구조보다 지연에서 85% 감소함을 보여주었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.11-20
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• 2012

본 논문은 비동기식 프로세서, A8051의 명령어 레벨 소비 전력 모델을 제안한다. 제안된 소비 전력 모델은 명령어 레벨로 프로세서가 소비하는 전력을 예측하지만, 프로그램이 실행되는 동안 비동기식 파이프라인의 동작 특성을 반영한다. 따라서, 제안된 방법은 프로세서 소비 전력 모델의 복잡도와 시뮬레이션 시간의 증가 없이 비동기식 임베디드 프로세서 소비 전력 모델의 정확도를 효과적으로 향상시켰다. 제안된 소비 전력 모델은 A8051의 소비 전력 특성을 반영하여 구현되었고 게이트 레벨의 합성한 결과를 이용한 소비 전력 예측 결과와 비교하여 성능 평가를 수행하였다. 제안된 소비 전력 모델은 게이트 레벨의 소비 전력예측 결과와 비교하여 94%의 정확도를 보였고, 1,600 배 이상 시뮬레이션 시간을 단축하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권3호
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• pp.33-42
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• 2003

본 논문에서는 NST (new Svoboda-Tung) 알고리즘을 이용한 비동기식 제산기의 효율적 설계에 관해 기술한다. 본 제산기설계에서는 비동기 설계방식을 사용하여 제산연산이 필요할 때에만 동작함으로써 전력소모를 줄이도록 설계한다. 제산기는 비동기식 파이프라인 구조를 이용한 per-scale부, iteration step부, on-the-fly converter부의 세부분으로 구성된다. Per-scale부에서는 새로운 전용 감산기를 이용하여 적은 면적과 고성능을 갖도록 설계한다. Iteration step부에서는 4개의 division step을 갖는 비동기식 링 구조로 설계하고, 아울러 크리티컬 패스(critical path)에 해당하는 부분만을 2선식으로, 나머지 부분은 단선식으로 구성하는 구현방법을 채택하여 하드웨어의 오버헤드를 줄인다. On-the-fly converter부는 iteration step부와 병렬연산이 가능한 on-the-fly 알고리즘을 이용하여 고속연산이 되도록 설계한다. 0.6㎛ CMOS 공정을 이용하여 설계한 결과, 1,480 ×1,200㎛²의 면적에 12,956개의 트랜지스터가 사용되었고, 41.7㎱의 평균지연시간을 가졌다.

• 한국통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.511-520
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• 1989

지능 링크는 "전송과 처리"라는 두 가지 개념을 융합한 그림이며, 종래의 통신 회선에다 정보 전송뿐만 아니라 처리를 실시할 수 있는 기능을 가진 새로운 전송처리 시스템이다. 이 지능 링크는 각 세그먼트의 기능을 소프트웨어에 의하여 주어지는 범용 파이프라인 프로세싱 시스템이라고 간주할 수 있으며, 각 세그먼트에 대한 처리시간이 다르므로 비동기적 파이프라인으로 동작한다. 본 논문은 도형 표현에 의한 시각적 이해가 용이하고 실행 규칙이 단순한 페트리 네트를 이용하여 지능링크와 파이프라인을 모델화하였으며, 계산기상에서 시뮬레이션하는 것으로 그 성능을 평가하였다.성능을 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1380-1385
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• 2006

Pipelined Tone Wakeup(PTW) 구조(1)는 패킷 전송에 있어서 비동기 wakeup 파이프라인을 제공을 통하여 wakeup 절차를 중복함으로써 센서 네트워크에서 에너지 절약과 종단간의 지연을 지원하기 위해 제안되었다. 그러나 PTW 구조는 2개의 radios를 사용하고 에러가 없는 환경을 가정한다. 본 논문에서는 전송 노드와 수신 노드사이에 주고 받는 패킷의 적은 수정을 통하여 지연 및 에너지 절약을 얻을 수 있는 수정된 PTW 구조를 제안한다.