System-On-Chip(SoC) 설계에서 글로벌 와이어는 성능에 큰 영향을 끼친다. 이 때문에 플림플롭이나 래치를 사용한 와이어 파이프라이닝이 필요하게 되었다. 래치는 플립플롭에 비해 타이밍 제약이 유연하므로 래치 파이프라이닝이 플립플롭에 비해 클락 주기를 더 작게 할 수 있다. 리타이밍은 회로의 메모리 요소를 이동시켜 최적화된 클락 주기를 얻는 방법이다. SoC 리타이밍은 기존의 게이트 레벨 리타이밍과 달리 SoC 회로를 대상으로 한다. 본 논문에서는 기존의 플립플롭을 사용한 SoC 리타이밍 방법을 래치를 사용한 경우에도 적용할 수 있게 확장 시켰다. 본 논문에서는 래치를 사용한 SoC 리타이밍 문제를 해결하기 위해 MILP로 식을 세우고, 이를 고정점 계산을 통해 효과적으로 해결 하였다. 실험 결과 본 논문의 방법을 적용할 경우 플립플롭 SoC 리타이밍에 비해 평균적으로 클락 주기를 10% 감소시킬 수 있었다.
반도체 집적 회로가 점점 복잡해지고 고속화되면서 반도체 집적 회로의 동작에 대한 검사 뿐 아니라, 회로가 원하는 시간 내에 동작함을 보장하는 지연 고장 검사의 중요성이 점점 커지고 있다. 본 논문에서는 경로 지연 고장에 대한 효율적인 테스트 입력 생성을 위하여 새로운 부분 확장 주사 방법을 제안한다. 본 논문에서는 유추와 할당을 적용한 테스트 입력 자동 생성기를 기반으로 하여 새로운 부분 주사 방법을 구현하였다. 우선적으로 표준 주사환경에서 테스트 입력을 생성한 후에 테스트 입력이 제대로 생성되지 않은 주사 사슬에 대하여 테스트 입력 생성기를 수행하는 동안의 정보를 이용하여 확장 주사 플립플롭이 적용될 플립플롭을 결정하였다. 확장 주사 플립플롭을 결정하는 기준으로서는 고장 검출율과 하드웨어 오버헤드를 사용하였다. 순차 회로인 ISCAS 89 벤치 마크 회로를 이용하여 실험을 수행하였으며, 실험을 통하여 표준 주사와 확장 주사 환경, 부분 확장 주사 환경에서 고장 검출율을 비교, 확인하였다. 그리고 새로운 알고리즘이 적용된 부분 확장 주사 방법에서 높은 고장 검출율을 확인함으로써 효율성을 입증하였다.
듀얼에지 T 플립플롭을 사용하여 카운터 타입의 시간-디지털 변환기를 설계하였다. 시간-디지털 변환기는 공급 전압 1.5volts에서 $0.18{\mu}mCMOS$ 공정으로 설계하였다. 일반적인 시간-디지털 변환기에서 클록의 주기가 T일 때, 입력신호와 클록의 비동기로 인하여 클록의 주기에 해당하는 변환 에러가 발생한다. 그러나 본 논문에서 제안한 시간-디지털 변환기의 클록은 입력신호인 시작신호와 동기화되어 생성된다. 그 결과 시작신호와 클록의 비동기로 인해 발생할 수 있는 변환 에러는 발생하지 않는다. 그리고 카운터를 구성하는 플립플롭은 분해능 향상을 위해 클록의 상승에지와 하강에지에서 동작하는 듀얼에지 플립플롭으로 구성하였다.
본 논문에서는 효율적인 feature map 추출 네트워크를 이용한 2D 이미지에서의 3D 포인트 클라우드 재구축 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 기법의 독창성은 다음과 같다. 첫 번째로, 메모리 측면에서 기존 기법보다 약 27% 더 효율적인 새로운 feature map 추출 네트워크를 사용한다. 제안하는 네트워크는 딥러닝 네트워크의 중간까지 크기 축소를 수행하지 않아, 3D 포인트 클라우드 재구축에 필요한 중요한 정보가 유실되지 않았다. 축소되지 않은 이미지 크기로 인해 발생하는 메모리 증가 문제는 채널의 개수를 줄이고 딥러닝 네트워크의 깊이를 얕게 효율적으로 구성하여 해결하였다. 두 번째로, 2D 이미지의 고해상도 feature를 보존하여 정확도를 기존 기법보다 향상시킬 수 있도록 하였다. 축소되지 않은 이미지로부터 추출한 feature map은 기존의 방법보다 자세한 정보가 담겨있어 3D 포인트 클라우드의 재구축 정확도를 향상시킬 수 있다. 세 번째로, 촬영 정보를 필요로 하지 않는 divergence loss를 사용한다. 2D 이미지뿐만 아니라 촬영 각도가 학습에 필요하다는 사항은 그만큼 데이터셋이 자세한 정보를 담고 있어야 하며 데이터셋의 구축을 어렵게 만드는 단점이다. 본 논문에서는 추가적인 촬영 정보 없이 무작위성을 통해 정보의 다양성을 늘려 3D 포인트 클라우드의 재구축 정확도가 높아질 수 있도록 하였다. 제안하는 기법의 성능을 객관적으로 평가하기 위해 ShapeNet 데이터셋을 이용하여 비교 논문들과 같은 방법으로 실험한 결과, 본 논문에서 제안하는 기법의 CD 값이 5.87, EMD 값이 5.81 FLOPs 값이 2.9G로 산출되었다. 한편, CD, EMD 수치가 낮을수록, 재구축한 3D 포인트 클라우드가 원본에 근접하는 정확도가 향상된 결과를 나타낸다. 또한, FLOPs 수치가 낮을수록 딥러닝 네트워크에 필요한 메모리가 적게 소요되는 결과를 나타낸다. 따라서, 제안하는 기법의 CD, EMD, FLOPs 성능평가 결과가 다른 논문의 기법들보다 메모리 측면에서 약 27%, 정확도 측면에서 약 6.3% 향상된 결과를 나타내어 객관적인 성능이 입증되었다.
프리스케일러는 PLL(Phase Locked Loop)의 동작속도를 결정하는 중요한 부분으로서 저전력의 요구조건 또한 만족해야 한다. 따라서 프리스케일러에 적용되는 TSPC(True single pulse clocked) D-플립플롭의 설계가 중요하다. 기존의 TSPC D-플런플롭은 출력단의 글리치(glitch) 문제와 클럭의 프리차지(precharge)구간에서 내부노드의 불필요한 방전으로 인한 소비전력이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 프리차지와 방전을 위한 클럭 트랜지스터 패스를 공유함으로서 클럭 트랜지스터의 수를 감소시켰고, 입력 단에 PMOS 트랜지스터를 추가하여 프리차지 구간동안의 불필요한 방전을 차단함으로서 소비전력을 최소화하였다. 또한 출력 단에 mos 트랜지스터를 추가함으로서 글리치 문제를 제거했고, 안정적인 동작을 하는 TSPC D-플립플롭을 제안하였다. 제안된 D-플립플롭을 프리스케일러에 적용시켜 검증한 결과 3.3V에서의 최대동작주파수는 2.92GHz, 소비전력은 10.61mw로 기존의 회로$^[6]$와 비교하였을 때 PDP(Power-Delay-Product) 측면에서 $45.4\%$의 개선된 결과를 얻었다.
지금까지 Vector supercomputer를 비롯한 여러종류의 supercomputer의 기술발전 추세를 간단히 살펴보았다. 앞으로의 Supercomputer는 VLSI기술의 발달, GaAs같은 새로운 소재의 chip, optical connection을 이용한 더 나은 Package방식, 보다 큰 memory 그리고 parallel processing을 최대한 이용하여 현재의 supercomputer성능보다 엄청나게 강력한 Test FLOPS급의 성능을 발휘할 것으로 기대된다. 또한 전문분야별 Supercomputer들도 발전을 거듭하면서 성능은 크게 증가하고 값은 떨어져서 과학기술 분야를 포함한 각분야에 일상적으로 쓰이게 될 것이다.
본 논문에서는 나노미티 기술에서 HCI와 BTI와 같은 노화 현상에 의해 야기되는 MOSFET 디지털 회로의 실패를 정확히 예측을 위한 플립플롭 기반의 온-칩 노화 센싱 회로를 제안한다. 제안된 센싱 회로는 순차회로의 가드밴드 (guardband) 위반에 대한 경고를 나타내는 타이밍 윈도우를 이용해서 노화에 의한 회로의 동작 실패 전에 경고 비트를 발생한다. 발생된 비트는 고신뢰의 시스템 설계를 위한 적응형 셀프-튜닝 방법에서 제어 신호로 사용될 것이다. 노화 센싱 회로는 0.11um CMOS 기술을 사용해서 구현되었고, 파워-게이팅 구조를 가지는 $4{\times}4$ 곱셈기에 의해서 평가되었다.
본 논문에서는 전하 공유와 글리치 문제를 최소화한 새로운 동적 D-플립플롭을 제안하고, 이를 이용하여 128/129 분주 프리스케일러(prescaler)를 설계한다. 전하 공유 문제와 글리치 문제를 최소화함으로써 회로 동작의 신뢰도를 향상시켰으며 스위칭 트랜지스터의 공유로 전류 path를 줄여 저전력 특성을 얻을 수 있다. 또한 제안된 동적 D-플립플롭은 안정된 edge-trigger 동작을 보장하도록 설계되었다. 제안된 플립플롭의 성능 평가를 위해 $0.6{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 128/129 분주 프리스케일러를 구성하였다. 5V 공급전압에서 최대 1.97GHz의 주파수까지 동작함을 확인하였으며 이때의 전류 소모는 7.453mA였다.
Lee, Taehee;Chang, Ik Joon;Lee, Chilgee;Yang, Joon-Sung
ETRI Journal
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제38권3호
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pp.479-486
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2016
System-on-chip (SoC) designs have a number of flip-flops; the more flip-flops an SoC has, the longer the associated scan test application time will be. A scan shift operation accounts for a significant portion of a scan test application time. This paper presents physical-aware approaches for speeding up scan shift operations in SoCs. To improve the speed of a scan shift operation, we propose a layout-aware flip-flop insertion and scan shift operation-aware physical implementation procedure. The proposed combined method of insertion and procedure effectively improves the speed of a scan shift operation. Static timing analyses of state-of-the-art SoC designs show that the proposed approaches help increase the speeds of scan shift operations by up to 4.1 times that reached under a conventional method. The faster scan shift operation speeds help to shorten scan test application times, thus reducing test costs.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권11호
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pp.3507-3522
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2022
Model pruning methods have attracted huge attention owing to the increasing demand of deploying models on low-resource devices recently. Most existing methods use the weight norm of filters to represent their importance, and discard the ones with small value directly to achieve the pruning target, which ignores the contribution of the small norm filters. This is not only results in filter contribution waste, but also gives comparable performance to training with the random initialized weights [1]. In this paper, we point out that the small norm filters can harm the performance of the pruned model greatly, if they are discarded directly. Therefore, we propose a novel filter contribution recycle (FCR) method for structured model pruning to resolve the fore-mentioned problem. FCR collects and reassembles contribution from the small norm filters to obtain a mixed contribution collector, and then assigns the reassembled contribution to other filters with higher probability to be preserved. To achieve the target FLOPs, FCR also adopts a weight decay strategy for the small norm filters. To explore the effectiveness of our approach, extensive experiments are conducted on ImageNet2012 and CIFAR-10 datasets, and superior results are reported when comparing with other methods under the same or even more FLOPs reduction. In addition, our method is flexible to be combined with other different pruning criterions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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