• 제목/요약/키워드: Instruction set design

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광스위칭소자에 기반한 산술논리연산회로의 설계 (Design of An Arithmetic Logic Unit Based on Optical Switching Devices)

  • 박종현;이원주;전창호
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.149-158
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    • 2002
  • 본 논문에서는 광컴퓨터의 개발에 이용될 수 있는 산술논리연산회로(ALU)를 설계하고 검증한다. 전자회로 기술의 접목이 용이하고 가장 상용화가 잘된 $LiNbO_3$ 광스위칭 소자에 기반한 이 ALU는 산술논리 동작을 실행하는 연산회로, 오퍼런드와 연산결과를 저장하는 메모리 소자 그리고 명령어 선택을 위한 부가회로로 구성되며, 비트 단위 직렬 방식으로 동작하는 것이다. 본 논문에서는 또한 설계한 ALU 회로의 정확성을 검증할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고, 일련의 기본 명령어들을 순차적으로 실행하면서 메모리와 누산기에 저장된 값의 단계적 변화를 확인하는 시뮬레이션을 통하여 설계한 ALU가 정확함을 보인다.

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A Flexible Programmable Memory BIST for Embedded Single-Port Memory and Dual-Port Memory

  • Park, Youngkyu;Kim, Hong-Sik;Choi, Inhyuk;Kang, Sungho
    • ETRI Journal
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    • 제35권5호
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    • pp.808-818
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    • 2013
  • Programmable memory built-in self-test (PMBIST) is an attractive approach for testing embedded memory. However, the main difficulties of the previous works are the large area overhead and low flexibility. To overcome these problems, a new flexible PMBIST (FPMBIST) architecture that can test both single-port memory and dual-port memory using various test algorithms is proposed. In the FPMBIST, a new instruction set is developed to minimize the FPMBIST area overhead and to maximize the flexibility. In addition, FPMBIST includes a diagnostic scheme that can improve the yield by supporting three types of diagnostic methods for repair and diagnosis. The experiment results show that the proposed FPMBIST has small area overhead despite the fact that it supports various test algorithms, thus having high flexibility.

대칭 및 비대칭 암호화 알고리즘 가속을 위한 명령어 집합 구조의 설계 (Design of Instruction Set for accelerating symmetric and asymmetric ciphers)

  • 김일관;최린
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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    • pp.1343-1346
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    • 2003
  • 상거래와 통신을 위한 주된 매개체로써 등장한 인터넷 뿐 아니라 새로이 대두되는 다양한 유무선 네트워크 환경, 그리고 정보 저장에 있어서 암호화 알고리즘은 보안의 중요한 요소로 자리잡고 있다. 본 논문에서는 대칭 및 비대칭 암호화 알고리즘을 가속시키기 위한 암호화 프로세서의 명령어와 해당 Functional Unit 을 제안하였다. 현재 암호화 알고리즘을 가속시키기 위한 방법으로 사용되는 주문형 반도체(ASIC)는 알고리즘 가속 속도는 빠르지만, 새로운 암호화 알고리즘을 지원할 수가 없고, 지원하는 알고리즘을 사용하지 않는 경우 비효율성을 야기한다. 또한 범용프로세서는 다양하고 새로운 암호화 알고리즘을 지원할 수 있지만 암/복호화 가속속도가 느리다. 이는 암호화 알고리즘이 범용 프로세서에서는 지원하지 연산을 주로 사용하기 때문이다. 따라서 이 논문에서는 대칭 및 비대칭 암호화 알고리즘의 주된 연산을 분석하고, 각각의 연산을 가속시키기 위한 명령어 집합, 그리고 해당하는 Functional Unit을 제안하여 Programmable 한 암호화 프로세서를 설계하기 위한 토대를 마련한다.

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RSFQ 1-bit ALU의 디자인과 시뮬레이션 (Design and Simulation of an RSFQ 1-bit ALU)

  • 김진영;백승헌;강준희
    • Progress in Superconductivity
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    • 제5권1호
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    • pp.21-25
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    • 2003
  • We have designed and simulated an 1-bit ALU (Arithmetic Logic Unit) by using a half adder. An ALU is the part of a computer processor that carries out arithmetic and logic operations on the operands in computer instruction words. The designed ALU had limited operation functions of OR, AND, XOR, and ADD. It had a pipeline structure. We constructed an 1-bit ALU by using only one half adder and three control switches. We designed the control switches in two ways, dc switch and NDRO (Non Destructive Read Out) switch. We used dc switches because they were simple to use. NDRO pulse switches were used because they can be easily controlled by control signals of SET and RESET and show fast response time. The simulation results showed that designed circuits operate correctly and the circuit minimum margins were +/-27%. In this work, we used simulation tools of XIC and WRSPICE. The circuit layouts were also performed. The circuits are being fabricated.

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Design of A Multimedia Bitstream ASIP for Multiple CABAC Standards

  • Choi, Seung-Hyun;Lee, Seong-Won
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제6권4호
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    • pp.292-298
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    • 2017
  • The complexity of image compression algorithms has increased in order to improve image compression efficiency. One way to resolve high computational complexity is parallel processing. However, entropy coding, which is lossless compression, does not fit into the parallel processing form because of the correlation between consecutive symbols. This paper proposes a new application-specific instruction set processor (ASIP) platform by adding new context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) instructions to the existing platform to quickly process a variety of entropy coding. The newly added instructions work without conflicts with all other existing instructions of the platform, providing the flexibility to handle many coding standards with fast processing speeds. CABAC software is implemented for High Efficiency Video Coding (HEVC) and the performance of the proposed ASIP platform was verified with a field programmable gate array simulation.

무선 LAN용 네트웍 프로세서의 설계 (Implementation of a Network Processor for Wireless LAN)

  • 김선영;박성일;박인철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.184-187
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    • 2000
  • A network is an important portion of communications in these days. Because of many inconveniences of a wired-network, wireless solutions have been studied for many years. One of the results of those efforts is IEEE 802.11, wireless LAN. This paper briefly summarizes wireless LAN and specially focuses on the design of a network processor for the wireless LAN system. The processor has 16-bit instruction set suitably selected for network processing and low-power consumption. It is implemented and verified with a wireless LAN system model. The wireless LAN system is modeled in RTL excluding the RF module. The processor can be used in many wireless systems as a controller and utilized as a test module for the research of low-power schemes.

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내장형 시스템에 적합한 32 비트 RISC/DSP 마이크로프로세서에 관한 연구 (A Study on the 32 bit RISC/DSP Microprocessor Appropriate for Embedded Systems)

  • 유동열;문병인;홍종욱;이태영;이용석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.257-260
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    • 1999
  • We have designed a 32-bit RISC microprocessor with 16/32-bit fixed-point DSP functionality. This processor, called YRD-5, combines both general-purpose microprocessor and digital signal processor (DSP) functionality using the reduced instruction set computer (RISC) design principles. It has functional units for arithmetic operation, digital signal processing (DSP) and memory access. They operate in parallel in order to remove stall cycles after DSP and load/store instructions with one or more issue latency cycles. High performance was achieved with these parallel functional units while adopting a sophisticated 5-stage pipeline structure and an improved DSP unit.

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ARMulator를 이용한 시스템 프로그래밍 관점의 가상 프로토타입 설계 및 구현 (Virtual Prototype design and Implementation from a system-programming point of view using ARMulator)

  • 최혁상;조상영;이정배
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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    • pp.880-882
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    • 2005
  • 소프트웨어 개발에 있어 가상 프로토타입의 활용은 하드웨어와의 병렬적인 개발 진행, 하드웨어 변경에 따른 신속한 대처, 확장된 디버깅과 벤치마킹 정보 등을 통해 개발 효율을 증대시킨다. 본 논문은 ARM을 기반하는 시스템의 소프트웨어 개발을 위한 가상 프로토타입 구현에 대해 다룬다. ARM사의 ADS1.2에서 제공하는 ARMulator의 Instruction Set Simulator를 기반하여 소프트웨어 개발자 관점의 추상화 수준으로 System-on-chip인 삼성 S3C2400의 축소된 형태를 가정하여 가상 프로토타입을 설계 및 구현하였다.

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시스템 레벨 설계를 위한 소프트웨어 기능 블록의 시뮬레이션 기반 성능 예측 방법 (Simulation-driven Performance Estimation of Software Function Blocks for System Level Design)

  • 권성남;오현옥;하순회
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
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    • pp.385-387
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    • 2002
  • 이 논문에서 우리는 각 기능 블록의 성능 분석 방법을 제안하고 어떻게 하드웨어와 소프트웨어의 합성을 위한 기능 블록의 성능을 기록한 데이터베이스를 구축하는지를 설명하겠다. 기능 블록의 성능을 예측하는 것은 초기 설계 단계에서 주어진 제약을 만족시키기 위해 어떤 기능 블록이 개선되어야 할지 결정하는 기준을 제시하기 때문에 내장형 시스템의 합성에 있어서 중요하다. 예측하는 도구로 측정에 시간이 많이 걸리지만 정확한 명령어 수준 시뮬레이터(ISS : instruction set simulator)를 사용하였다. 데이터베이스를 구축하는데 있어선 각 기능 블록을 요소(factor)라 부르는 다른 상태를 두어서 차별화 하였다. 제안한 예측 방법은 개발중인 통합설계 환경에 구현되었으며 H.263 인코더에 적용하여 0.03% 이내의 오차를 얻었다.

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LLVM의 해석기 가속을 위한 명령어 셋 디자인 (Instruction Set Design for Accelerating the LLVM Interpreter)

  • 정동헌;이석영;김재진;문수묵
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(C)
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    • pp.545-549
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    • 2010
  • LLVM(Low-level Virtual machine)은 최적화된 컴파일 코드 생성을 위한 컴파일러 프레임워크를 목적으로 제작되었다. LLVM은 C언어로 작성된 코드를 효과적으로 머신에 비종속적인 중간코드로 표현하여 사용하므로 이를 잘 활용한다면 C언어를 위한 머신 비종속적인 '가상머신'으로 사용할 수 있다. 하지만 LLVM은 효과적인 컴파일러라는 원래의 설계목적 때문에 전반적으로 동적 수행에 대해 큰 고민 없이 디자인되었다. 이러한 디자인상의 한계는 가상 머신으로서의 성능에는 좋지 않은 영향을 끼치므로 이에 대한 보안이 필요하다. 우리는 LLVM의 명령어 셋에 추가명령어를 제안하여 LLVM 해석기의 성능향상을 얻어낼 것이다.

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