• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제10권2호
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• pp.217-223
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• 2009

XScale PXA255 기반 Embedded Linux 환경에서 전력 소비를 줄이기 위해 DFS(Dynamic Frequency Scaling) 기법의 디바이스 드라이버를 제작하고 이 디바이스 드라이버가 포팅되어 있는 임베디드 타겟보드의 전력을 관리하기 위한 미들웨어 DFM(Dynamic Frequency Management)를 설계하고 구현하여 임베디드 시스템의 전력 소비를 감소하는 방법을 제시한다.

• ETRI Journal
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• 제44권5호
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• pp.849-858
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• 2022

Dynamic voltage frequency scaling (DVFS) has been widely adopted for runtime power management of various processing units. In the case of neural processing units (NPUs), power management of neural network applications is required to adjust the frequency and voltage every layer to consider the power behavior and performance of each layer. Unfortunately, DVFS is inappropriate for layer-wise run-time power management of NPUs due to the long latency of voltage scaling compared with each layer execution time. Because the frequency scaling is fast enough to keep up with each layer, we propose a layerwise dynamic frequency scaling (DFS) technique for an NPU. Our proposed DFS exploits the highest frequency under the power limit of an NPU for each layer. To determine the highest allowable frequency, we build a power model to predict the power consumption of an NPU based on a real measurement on the fabricated NPU. Our evaluation results show that our proposed DFS improves frame per second (FPS) by 33% and saves energy by 14% on average, compared with DVFS.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.142-147
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• 2012

본 논문에서는 다이나믹 주파수 스케일링 (DFS) 카운터를 사용하여 코오스, 파인 조정 기능을 갖는 CMOS 듀티 사이클 보정회로를 제시한다. DFS 카운터는 디지털-아날로그 컨버터의 비트 스위칭 글리치를 감소시키기 때문에 제안하는 CMOS 듀티 사이클 보정회로의 듀티 보정 범위를 증가시키고 지터 특성을 개선한다. 제안하는 회로는 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 0.5-1.5GHz의 넓은 동작 주파수와 25-75%의 넓은 듀티 사이클 보정 범위 내에서 측정된 최대 출력 듀티 사이클 에러는 ${\pm}1.1%$이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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• pp.464-469
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• 2007

현재 이동용 장치(Mobile Device)들에서 전력 소모는 사용자들의 요구에 따라 성능 다음으로 중요한 비중을 차지하고 있다. 특히 배터리 셀의 기술 증가에 비해 프로세서들의 성능 및 요구하는 소비전력이 크게 증가함에 따라 프로세서의 전력 소모를 최소화 하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 특히 프로세서의 전력 소모가 많은 비중을 차지함에 따라 프로세서의 전력 소모를 낮추기 위한 방법으로 많은 프로세서들은 DVS(Dynamic Voltage Scaling)와 DFS(Dynamic Frequency Scaling)를 지원한다. 실제 프로세서의 전력 소모는 공급전압에 의 제곱에 비례하고 동작 클럭(Clock) 주파수에 비례한다. 그러나 공급전압은 다시 동작 클럭 주파수에 비례함으로써 DVS와 DFS를 지원하는 대부분의 프로세서는 동작 클럭 주파수를 낮춤으로서 많은 전력 소모를 줄일 수 있게 된다. 그러나 동작 클럭 주파수를 낮추게 되면 태스크들의 실행 시간이 길어지게 되어 실시간 시스템에서 실시간성을 보장하지 못하게 된다. 본 논문에서는 상호간에 공유자원을 갖는 태스크들의 실시간성을 보장하며 동작 클럭 주파수를 낮추는 알고리즘을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.1-11
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• 2021

본 논문에서는 HPC 시스템의 에너지 효율을 향상시키기 위해 Event-driven Uncore Frequency Scaler (eUFS)라는 새로운 전력관리 메커니즘을 제안한다. eUFS는 LAPI (LLC accesses Per Instructions) 및 CPI (Clock Cycles Per Instruction)와 같은 하드웨어 이벤트를 활용하여 언코어 주파수를 동적으로 조정한다. 기준 시간을 주기로 해당 하드웨어 이벤트를 취합하고, 취합한 이벤트와 이전 언코어 주파수를 이용해 목표 언코어 주파수를 결정한다. NPB 벤치마크를 사용한 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 UFS 메커니즘은 C/D class NPB 벤치마크에 대해 평균 6%의 에너지 소비를 감소시키는 것으로 확인되었고 실행시간 증가는 평균 2% 수준인 것으로 확인되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.9-16
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• 2005

이 논문에서는 다중 동작 주파수를 갖는 고성능 저전력 SoC에 사용 가능한 광대역 입출력 주파수를 지원하는 프로그램머블 PLL 기반의 클록킹 회로을 제안하였다. 제안된 클록 시스템은 이중 전하펌프를 이용 locking 시간을 감소시켰고, 광대역 주파영역에서 동작이 가능하도록 하였다. 칩의 저 전력 동작을 위해 동작 대기모드 시에 불필요한 PLL 회로를 지속적으로 동작시키지 않고 relocking 정보를 DAC를 통해 보존하고 불필요한 동작을 억제하였고, 대기모드에서 빠져나온 후 tracking ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 빠른 relocking이 가능하도록 설계하였다. 또한 프로그램머블하게 출력 주파수를 선택하게 하는 구조를 선택하여 저 전력으로 최적화된 동작 주파수를 지원하기 위한 DFS(Dynamic frequency scaling) 동작이 가능하도록 클록 시스템을 설계하였다. 제안된 PLL 기반의 클록 시스템은 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였으며 2.3V의 공급전압에서 $0.85{\mu}sec\~1.3{\mu}sec$($24\~26$사이클)의 relocking 시간을 가지며, 파워다운 모드 적용 시 PLL의 파워소모는 라킹 모드에 비해 $95\%$이상 절감된다. 또한 제안된 PLL은 프로그래머블 주파수 분주기를 이용하여 다중 IP 시스템에서의 다양한 클록 도메인을 위해 $81MHz\~556MHz$의 넓은 동작 주파수를 갖는다.