• 한국통신학회논문지
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• 제27권4C호
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• pp.388-397
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• 2002

본 논문에서는 고성능 내장형 프로세서에서 멀티미디어 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 SIMD-DSP/FPU를 설계하였다. 하드웨어 증가를 최소화하기 위해 기존 연산기의 분할 구조를 제시하였고 면적이 작은 연산기를 제안하였다. 연산기의 공유를 통해 FPU의 하드웨어 면적을 크게 줄였다. 제안된 구조는 HDL로 모델링되고 0.35 $\mu\textrm{m}$ 표준 셀 공정으로 합성되어, 약 십만 등가 게이트의 면적을 갖는 것으로 보고되었으며 최악조건에서 코어 주파수인 50MHz 이상으로 동작하는 것이 예상된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1422-1427
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• 2006

임베디드 마이크로프로세서가 소프트웨어를 수행하면서 소비하는 전력을 예측하기 위해서는 마이크로프로세서의 각 명령어가 수행하면서 소비하는 전류를 측정하여 활용한다. 본 논문에서는 임베디드 마이크로프로세서 adc16s310의 산술 및 논리 명령어에 대한 소비 전류를 측정 및 분석하고, 이를 바탕으로 적은 수의 측정 소비 전류 값을 사용하여 비교적 정확하게 모든 명령어 수행의 소비 전류 값을 예측할 수 있는 전력 예측 모델을 제안한다. 본 예측 모델은 마이크로프로세서 adc16s310의 산술 및 논리 명령어에 대하여 총 측정 공간 중 약5.84%의 공간에 대한 측정 전류 값만을 사용하여 평균 오차 0.34%에서 소비 전류 값을 예측할 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.415-418
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• 2008

소형의 휴대용 단말기는 회로복잡도나 소비전력 등의 문제로 부동소수점 연산 프로세서를 탑재하지 않는 경우가 있는데, 이로 인해 오디오 데이터의 디코딩 시간이 길어져, 끊김이나 잡음이 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해서 MPEG-4 오디오 디코딩 시 수행되는 실수형 연산과정을 정수형 연산과정으로의 변환을 통하여 디코딩 속도를 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제안하고 실험결과를 통해서 효율성을 보인다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.723-733
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• 2015

High availability is of utmost importance in real-time embedded systems. Temporary failures due to software or hardware faults should not result in a system crash. To achieve high availability, embedded systems typically use a combination of hardware and software techniques. A watchdog timer is a hardware component in embedded microprocessors that can be used to automatically reset the processor if software anomalies are detected. The embedded system relies on a single watchdog timer, however, can be permanently disabled if the timer is not properly configured, e.g. falling into an indefinite loop. STM32F4 provides two different types of watchdog timer in terms of timing accuracy and robustness. In this paper, we propose a hybrid approach, called long-tail watchdog timer, to utilize both timers to achieve self-reliance in embedded systems even though one of timers fails. Experimental results confirm that the proposed approach successfully handles various failure scenarios and present performance comparisons between single watchdog timer and hybrid approach in terms of configuration parameters of watchdog timers in STM32F4, counter value and window size.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1211-1217
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• 2005

Embedded system은 소수의 System-On-Chip (SOC)으로 대부분의 기능이 구현되어지는 추세이며, 이러한 SOC의 구조는 대체로 RISC 기반의 내장 마이크로프로세서를 중심으로 발전해 왔다. 하지만 RISC 기반의 ARM, MIPS등의 범용 프로세서들은 점차 그 필요성이 커지고 있는 네트워크 기능과 멀티미디어 처리 기능 등에 대해서는 많은 고려 없이 설계된 프로세서들이다. 소규모 사업자 및 개인 사용자를 위한 네트워크 기기의 경우는 가격대비 성능이 우수한 제품이 시장을 차지하는데 유리하므로, 지금까지 대부분의 경우에서 전용 하드웨어를 사용하지 않고, PHY와 MAC layer 일부의 기본적인 기능을 제외한 나머지 네트워크 기능을 모두 상기한 내장 마이크로프로세서로 처리하고 있다. VDSL, FTTH과 같이 고속 인터넷을 가능하게 하는 기술이 발전함에 따라, 기존의 범용 프로세서에 기반을 둔 네트워크 기기는 빠른 속도로 그 성능의 한계에 다다르고 있다. 이는 단순히 프로세서의 동작 속도를 높이는 것으로 해결할 수 있는 문제가 아닌 것으로 보이며, 네트워크 프로토콜의 처리에 최적화 되어 있지 않은 범용 프로세서의 사용에 근본적인 문제점이 있다고 하겠다. 본 연구를 통하여 네트워크 기능 수행에 효율적인 네트워크 프로세서를 설계하고 이를 Home gateway용 SOC에 내장하고 성능을 측정하여 그 상용화 가능성을 타진한다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제3권3호
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• pp.391-395
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• 1998

The impact of LDD structure on the single-poly EEPROMs is investigated in this paper. The single-poly EEPROMs are fabricated using the 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS ASIC process. The single-poly EEPROMs with LDD structure have slower program and erase speeds, but the drain and gate stresses and the endurance characteristics of these devices are much better than those of the single-poly EEPROMs with single-drain structure. The single-poly EEPROMs with LDD structure do not require the process modifications and need no additional masks, hence can be used for microprocessors and logic circuits with low-density and low-cost embedded EEPROMs.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권7호
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• pp.1332-1339
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• 2001

SoC(System on Chip) 기술은 높은 융통성을 제공하므로 실장제어 분야에서 널리 활용되고 있다. 실장제어 시스템은 소프트웨어와 하드웨어를 동시에 개발하여야 하므로 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 설계시간과 비용을 줄이기 위해 고급언어 컴파일러에 적합한 명령어 세트를 가지는 마이크로프로세서가 요구된다. 또한 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의한 설계검증이 가능해야 한다. 본 논문에서는 소형 실장제어 시스템에 적합한 EISC(Extendable Instruction Set Computer) 구조에 기반한 16 비트 FPGA 마이크로프로세서인 EISC16을 제안한다. 제안한 EISC16은 짧은 길이의 오프셋과 작은 즉치값을 가진 16 비트 고정 길이 명령어 세트를 가진다. 그리고 16 비트 오프셋과 즉치 값은 확장 레지스터와 확장 플래그를 사용하여 확장한다. 또한, IBM-PC와 SUN 워크스테이션 상에서 C/C++ 컴파일러 빛 응용 소프트웨어를 설계하였다. 기존 16 비트 마이크로프로세서들의 C/C++ 컴파일러를 만들고 표준 라이브러리의 목적 코드를 생성하여 크기를 비교한 결과 제안한 EISC16의 코드 밀도가 높음을 확인하였다. 제안한 EISC16은 Xilinx의 Vertex XCV300 FPGA에서 RTL 레벨 VHDL로 설계하여 약 6,000 게이트로 합성되었다. EISC16은 ROM, RAM, LED/LCD 판넬, 주기 타이머, 입력 키 패드, 그리고 RS-232C 제어기로 구성한 테스트 보드에서 동작을 검증하였다. EISCl6은 7MHz에서 정상적으로 동작하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권12호
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• pp.44-55
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• 2001

MAC(Multiply and ACcumulate) 연산은 DSP와 멀티미디어 데이터 처리의 핵심이 되는 연산이다. 기존의 DSP 혹은 내장형 프로세서의 MAC 연산기들은 주로 3사이클의 latency를 가지며, 한번에 하나씩의 데이터를 처리하므로 성능에 한계를 보인다. 따라서 고성능의 범용 프로세서들은 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 연산을 지원하는 MAC 연산기를 실행 유닛으로 내장하는 추세이다. 하지만 이러한 고성능의 연산기는 고성능 범용 프로세서의 특성상 다양한 동작 모드를 지원해야 하고 clock 주파수가 높아야 하므로 파이프라인 기법을 사용하고 이에 따른 컨트롤이 복잡하여 하드웨어 설계가 까다롭고 면적이 큰 문제가 있다. 본 논문에서는 내장형 프로세서에 적합한 64비트 폭을 갖는 SIMD MAC 연산기를 설계하였다. 한 사이클에 누적연산까지 모두 완료하도록 하여 파이프라인 제어의 필요성을 없앴고, 기존의 Booth 곱셈기 구조에 기반하여 약간의 회로 추가로 SIMD 연산이 가능하도록 하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권8호
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• pp.819-833
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• 2005

하나의 instruction으로 여러 메모리 블록을 읽거나 쓰는 MLS(Multiple Load/store) 명령어를 사용하면 전체 코드에서 메모리 명령어의 수를 최소화해서 코드 사이즈를 축소할 수 있다. 이러한 장점 때문에 많은 마이크로 프로세서에서 이 명령어를 지원하고 있으나 현재까지 개발되어 있는 컴파일러들은 MLS 명령어의 장점을 효과적으로 이용하고 있지 못하고 있고 오직 제한적인 용도로 MLS 명령어를 사용하고 있다. 기존의 컴파일러에서 MLS 명령어를 효율적으로 지원하지 못하는 것은 일반적으로 MLS 명령어를 효과적으로 이용하기 위해서 해결해야 할 문제가 NP-hard의 범주에 속하기 때문이다. 이것은 stack frame에서 변수들에 대한 최적의 메모리 옵셋을 찾는 문제와 레지스터 할당에 관련된 복합적인 문제이다. 본 논문에서는 heuristic 기법을 효율적으로 이용하여 위에 언급된 문제를 polynomial time bound에 해결할 수 있는 기법을 제안한다.