• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.346-351
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• 2013

모바일 시스템에서는 비용 및 전력 효율이 중요하기 때문에 부동소수점 연산기 개발 시 32-비트 데이터 형식대신 24-비트 데이터 형식을 사용하는 것이 좋다. 하지만 24-비트 데이터 형식을 사용할 경우 32-비트 데이터 형식에 비해 연산기의 정확도가 낮아질 수 있다. 3D 그래픽과 같이 연속적인 부동소수점 연산 처리가 많이 요구될 경우 연산기의 정확도에 대한 논의와 검증이 중요하다. 나눗셈은 3D 그래픽에 사용되는 연산 중 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하기 가장 어려운 연산 중 하나이다. 현재까지 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하는 것이 대수적으로 검증된 24-비트 부동소수점 제산기는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 24-비트 부동소수점 제산기를 분석하고, OpenGL ES 3.0에서 규정한 $10^{-5}$의 정확도를 만족함을 대수적으로 검증한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.187-193
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• 2020

마이크로프로세서에서 부동소수점 연산은 결과의 정확도를 높이기 위하여 실수형 데이터를 대상으로 시행하는 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 계산을 의미한다. 일반적으로 프로세서를 설계할 때는 복잡도 때문에 부동소수점 연산은 제외하고 정수형 연산만을 지원하는 경우가 많다. 그러나, 공학 기술 연산, 디지털 신호처리 뿐 만이 아니라, 오늘날 각광을 받고 있는 인공지능 및 신경망에 대한 연산을 수행하기 위하여 필요에 따라서 부동소수점 연산이 포함되어야 한다. 본 논문에서는 VHDL을 이용하여 부동소수점 연산 명령어 기능을 갖는 32 비트 ARMv4 계열의 프로세서를 설계하고, ModelSim으로 검증하였다. 그 결과, ARM의 부동소수점 명령어에 대한 연산을 성공적으로 수행할 수 있었다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.285-292
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• 2014

The commonly used Newton-Raphson's floating-point number divider algorithm performs two multiplications in one iteration. In this paper, a tentative K'th Newton-Raphson's floating-point number divider algorithm which performs K times multiplications in one iteration is proposed. Since the number of multiplications performed by the proposed algorithm is dependent on the input values, the average number of multiplications per an operation in single precision and double precision divider is derived from many reciprocal tables with varying sizes. In addition, an error correction algorithm, which consists of one multiplication and a decision, to get exact result in divider is proposed. Since the proposed algorithm only performs the multiplications until the error gets smaller than a given value, it can be used to improve the performance of a floating point number divider unit. Also, it can be used to construct optimized approximate reciprocal tables.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권10호
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• pp.55-64
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• 2005

본 논문에서는 실시간 3D 가속을 효과적으로 하기 위해 기하학 처리 과정에 적합한 부동 소수점 연산기를 설계하였다. 설계한 부동 소수점 연산기는 IEEE-754 단정도 형식을 지원하도록 하여 기하학 처리에 적합하게 하였고 설계한 부동 소수점 연산기는 Xilinx-Vertex2에서 부동소수점 덧셈/곱셈기는 100 MHz, 부동소수점 NR 역수 계산기는 120 MHz, 부동 소수점 멱승기는 200 MHz, 부동 소수점 역 제곱근 연산기는 120 MHz의 동작 주파수를 각각 확인 하였다. 또한 설계된 부동소수점 연산기를 이용해 실제 기하학 프로세서를 구현하여 실제 3B 데이터 처리를 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.79-90
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• 2000

본 논문에서는 고성능 수퍼스칼라 마이크로프로세서에 적합하고, IEEE 754 표준을 준수하는 고성능 부동 소수점 유닛의 구조를 설계한다. 부동 소수점 AU에서는 비정규화 수 처리를 모두 하드웨어적으로 지원하면서 추가적인 지연 시간이 생기지 않도록 점진적 언더플로우 예측 기법을 제안 구현한다. 부동 소수점 제산/제곱근기는 기존의 고정적인 길이의 몫을 구하는 방식과 달리 매 사이클마다 가변적인 길이의 몫을 구하는 구조를 채택하여 성능과 설계 복잡도 면에서 SRT 알고리즘에 의한 구현 보다 우수하도록 설계한다. 또한, 수퍼스칼라 마이크로프로세서에 이식이 용이하도록 익셉션 예측 기법을 세분화하여 적용하며, 제산 연산에서의 익셉션 예측에 필요한 스톨사이클을 제거하도록 한다. 설계된 부동 소수점 AU와 제산/제곱근기는 부동 소수점 유닛의 구성요소인 명령어 디코더, 레지스터 파일, 메모리 모델, 승산기 등과 통합되어 기능과 성능을 검증하였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.252-265
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• 2000

본 논문에서는 3차원 그래픽의 처리 과정 중 부동 소수점 연산이 많은 소요되는 geometry 프로세싱 처리 방법과 계산량을 단계별로 분석하였다. 그리고, 그래픽 프로세싱의 수행 특성을 추출하여, 이에 맞는 기능 유닛을 설계하고, 데이터 처리 방안과 제안하는 geometry 프로세서의 구조를 설명한 다음, 성능을 분석하였다. 제안하는 geometry 프로세서는 부동 소수점 덧셈, 곱셈, 나눗셈 연산을 동시에 수행 가능하며, geometry 프로세싱 전 단계를 수행하는데 23.5%의 성능 향상이 있었다. 그리고, 나눗셈/제곱근 연산을 위해서 면적대 성능비가 우수한 SRT 나눗셈 연산기를 추가하여 곱셈 연산기를 이용하는 연산기보다 약 23%의 성능 향상을 이루었다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.45-51
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• 2018

In this paper, a tentative Kth order Newton-Raphson's floating point number Nth root algorithm for K order convergence rate in one iteration is proposed by applying Taylor series to the Newton-Raphson root algorithm. Using the proposed algorithm, $F^{-1/N}$ and $F^{-(N-1)/N}$ can be computed from iterative multiplications without division. It also predicts the error of the algorithm iteration and iterates only until the predicted error becomes smaller than the specified value. Since the proposed algorithm only performs the multiplications until the error gets smaller than a given value, it can be used to improve the performance of a floating point number Nth root unit.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.1029-1035
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• 2019

In this paper, a tentative Kth order Goldschmidt floating point number Nth root algorithm for K order convergence rate in one iteration is proposed by applying Taylor series to the Goldschmidt square root algorithm. Using the proposed algorithm, Nth root and Nth inverse root can be computed from iterative multiplications without division. It also predicts the error of the algorithm iteration. It iterates until the predicted error becomes smaller than the specified value. Since the proposed algorithm only performs the multiplications until the error gets smaller than a given value, it can be used to improve the performance of a floating point number Nth root unit.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제17권2호
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• pp.37-48
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• 2021

Improving the plant protection system against unforeseen changes/transients during operation is essential to maintain plant safety. Under this condition, it requires rapid and accurate signal processing. The use of an Intellectual Property (IP) core for floating point calculations for Safety Critical MMIS can make numerical computations easier and more precise, improving system accuracy. It can represent and manipulate rational numbers as well as a much broader range of values with dynamic range in nuclear power plant. Systems engineering approach (SE) is used through the development process, it helps to reduce complexity and avoid omissions and invalid assumptions as delivers a better understanding of the stakeholders needs. For the implementation on the FPGA target board, the 32-bit floating-point arithmetic with IEEE-754 standards has designed using Simulink model in Matlab for all operations of addition, subtraction, multiplication and division and VHDL code generated.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권7호
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• pp.66-73
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• 2002

최근 컴퓨터 그래픽이나 고급 DSP 등 부동소수점 연산의 활용 분야가 늘어나면서 나눗셈 연산의 필요성이 증대되었으나, 기존의 나눗셈 연산기는 큰 하드웨어 면적을 차지할 뿐만 아니라 전체 부동소수점 연산의 병목현상을 초래하는 중요한 요인이 되고 있다. 본 논문에서는 급수 전개 알고리즘을 이용한 내장형 프로세서에 적합하도록 소면적의 부동소수점 나눗셈기를 설계하였다. 나눗셈기는 SIMD-DSP 유닛의 두 개의 곱셈누적기를 공유하여 연산함으로써, 부동소수점 단정도 형식의 나눗셈 연산을 고속으로 수행함과 동시에 나눗셈 연산을 위한 추가 면적을 최소화하였다. 본 논문에서는 급수 전개 알고리즘 나눗셈 연산기를 설계함에 있어 고려되어야할 오차의 분석을 통해 정확한 라운딩을 위한 몫을 얻어낼 수 있는 구조를 선택하였으며, IEEE-754 표준에서 정의하고 있는 모든 라운딩 모드를 지원하도록 하였다.