• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
• /
• 제48권12호
• /
• pp.1575-1579
• /
• 1999

Embedded processors often accommodate two instruction sets, a standard instruction set and a compressed instruction set. With the compressed instruction set, code size can be reduced while instruction count (and consequently execution time) can be increased. To achieve code size reduction without significant increase of execution time, this paper proposes a new compressed instruction set architecture, called TOE (Two Operations Execution). The proposed instruction set format includes the parallel bit that indicates an instruction can be executed simultaneously with the next instruction. To add the parallel bit, TOE instruction format reduces the destination register field. The reduction of the register field limits the number of registers that are accessible by an instruction. To overcome the limited accessibility of registers, TOE adapts non-homogeneous register partition in which registers are divided into multiple subsets, each of which are accessed by different groups of instructions. With non-homogeneous registers, each instruction can access only a limited number of registers, but an entire program can access all available registers. With efficient non-homogeneous register allocator, all registers can be used in a balanced manner. As a result, the increase of code size due to register spills is negligible. Experimental results show that more than 30% of TOE instructions can be executed in parallel without significant increase of code size when compared to existing Thumb instruction set.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.161-164
• /
• 2000

The architecture of microprocessor for a embedded system should be one that can perform more tasks with fewer instruction codes. The machine codes that high-level language compiler produces are mainly composed of specific ones, and codes that have small size are more frequently used. Extended Instruction Set Architecture (EISC) was proposed for that reason. We have designed pipe-line system for 64 bit EISC microprocessor. function level simulator was made for verification of design and instruction set architecture was also verified by that simulator. The behavioral function of synthesized logic was verified by comparison with the results of cycle-based simulator.

• 전자공학회논문지C
• /
• 제35C권7호
• /
• pp.1-10
• /
• 1998

The first thing in designing application-specific instruction set processor is having instruction set closely matching hardware characteristics. This instruction set design problem can be more complicated when cobined with implementation method selection problem of each instruction. Our processor model supports two kinds of instructions-primitive or special instructions. Primitive instructions are implemented using common multifunctional hardware such as ALU. Special instructions require a set of dedicated hardware, which actually functions as a coprocessor to the main processor. In this case, special instructions and primitive instructions can be executed independently. In this paper, we present novel algorithm for genrating special instructions for given application. Parallelism between special instructions and primitive instructions is also considered during the performance estimation stage of generated special instructions.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.444-453
• /
• 1997

This paper presents the prototype design of hardware/software cosynthesis system for pipelined application-specific instruction processors. Taking application programs in VHDL as inputs, the proposed system generates a pipelined instruction-set processor and the instruction sequences running on the generated machine. The design space of datapath and controller is defined by the architectural templates embedded in the system. Generating the intyermediate code adequate for parallelism analysis and extraction, the system converts it into assembly codes. Experimental results show the effectiveness of the proposed system.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38B권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2013

본 논문은 어플리케이션에 최적화된 ASIP설계를 하기 위해 MDL을 기반으로 한 Retargetable 컴파일러를 이용한 자동 인스트럭션 확장 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 어플리케이션 프로그램으로부터 얻은 정보를 이용하여 확장 가능한 인스트럭션 후보를 모두 찾는다. 확장 인스트럭션 후보는 하드웨어 라이브러리를 통해 실제 구현 시의 특성에 대한 정보를 얻게 된다. 하드웨어 특성과 수행 속도 향상을 기반으로 주어진 제한 조건에 맞게 인스트럭션 셋을 선택하고 프로세서 구조를 최적화한다. 제안된 시스템의 효용성을 확인하기 위해 다양한 벤치마크 어플리케이션을 이용하여 자동 인스트럭션 확장 시스템을 수행하였다. 제안된 시스템은 기존의 ARM9TDMI의 프로세서로부터 최적화된 인스트럭션 셋과 프로세서 구조를 갖도록 하였다. 제안된 시스템에 의해 설계된 ASIP는 주어진 제한 조건에 따라 기존 프로세서와 비교하면 평균 33.5%의 수행 사이클이 감소하는 것으로 확인되지만, 프로세서의 면적은 증가하는 것으로 측정되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.1-10
• /
• 2013

본 논문에서는 Thumb-2 명령어 집합 구조의 성능을 개선하기 위하여 분기 명령어와 사용 빈도가 높은 명령어를 동시에 실행하는 병렬 분기 명령어 집합을 제시한다. 제시된 기법에서는 16비트 분기 명령어와 사용 빈도가 높은 16비트 LOAD, ADD, MOV, STORE, SUB 명령어를 각각 결합하는 새로운 32비트 명령어를 도입한다. 새로운 명령어의 인코딩 공간을 제공하기 위해 사용 빈도가 낮은 기존 명령어의 레지스터 필드에 사용되는 비트 수를 줄이고 이를 통해 절약된 비트들을 이용하여 병렬 분기 명령어를 인코딩한다. 실험 결과, 제시된 방법은 코드 크기를 증가시키지 않고 전통적인 방식과 비교하여 평균 8.0%의 성능을 향상시킨다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.64-68
• /
• 2010

본 논문은 작은 사이즈가 요구되는 제한적인 모바일 환경의 프로세서에서 별도의 연산기 없이 제안된 Dual Phase 명령어 구조를 이용해 효율적인 로그와 지수 연산이 가능한 방법을 제안한다. Floating Point 자료형의 지수부와 실수부를 추출하는 명령어 세트와 테일러 급수 전개를 이용해 로그의 근사치를 계산하여 24비트 단정도 부동 소수점을 연산하고, Dual Phase 명령어 구조를 활용해 명령어 실행 사이클을 줄였다. 제안된 구조는 별도의 연산기를 두는 구조보다 작은 사이즈를 유지하면서 성능저하를 33%까지 최소화 할 수 있는 구조이다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제44권5호
• /
• pp.12-19
• /
• 2007

본 논문에서는 ASIP(Application Specific Instruction-set Processor) 기반의 실시간 H.264/AVC 구현 가능한 VSIP(Video Specific Instruction-set Processor) 을 제안한다. 제안한 VSIP은 H.264/AVC의 화면 내 예측, 디블록킹 필터, 정수 변환 등 새로운 기능들을 효율적으로 지원하기 위한 전용의 하드웨어 구조와 명령어를 가지고 있다. 또한 화면 간 예측 및 엔트로피 코딩과 같이 연산량이 많은 부분은 하드웨어 가속기로 만들어 연산 처리 속도 및 효율을 높였다. VSIP은 H.264/AVC에 적합한 하드웨어 구조와 명령어를 통해 기존의 디지털 신호처리 프로세서보다 작은 크기를 가지며, 메모리 접근 횟수를 줄여 전력 소비를 감소시켰다. 제안한 VSIP을 이용하여 실시간 영상 신호처리를 할 수 있으며, 다양한 프로파일과 표준을 지원할 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
• /
• pp.228-231
• /
• 1999

This paper describes the design and implementation of an application specific instruction-set processor developed for embedded DSP applications. The instruction-set has an uniform size of 16 bits, and supports 3 types of instructions: Primitive, Complex, and Specific. To reduce code size and cycle count we introduce complex instructions that can be selected according to the application under consideration, which leads to 50% code size reduction maximally. The processor has two independent data memories to double the data throughput and the address space. The processor is synthesized by 0.6$\mu$m single-poly double-metal technology. Critical path simulation shows that the maximum frequency is 110MHz and total gate count is 132, 000.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.357-360
• /
• 2001

As SOC design methodology becomes popular, processors, the essential core in embedded system are required to be designed fast and supported to customers with expansive behavior description. This paper presents new methodology to meet such goals with designer configurable instruction set simulator for processors. This paper proposes new language called PML(Processor Modeling Language), which is based on microprogramming scheme and is also successful in most behavior of processors. By using this, we can describe scalar processor very efficiently with by-far faster simulation speed in compared with HDL model.