• 디지털융복합연구
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• 제13권12호
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• pp.381-390
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• 2015

스마트폰과 같은 이동형 장치들은 계산 성능이나 메모리 크기, 배터리 전력량 등의 한계로 인해 엔터테인먼트 애플리케이션이 요구하는 상호작용성을 보장하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 상호작용이 필수적인 애플리케이션의 응답 속도를 개선할 수 있는 코드 수준 병렬화 방법론을 제안한다. 이 방법을 적용하면, 스마트폰 등에서 제공하는 멀티코어 아키텍쳐를 바탕으로 기존 애플리케이션의 모노코어 알고리즘을 복잡한 재설계 없이 코드 수준에서 병렬화 할 수 있다. 특히 플랫폼 독립적인 표준 쓰레드 라이브러리인 POSIX 쓰레드를 활용하면 안드로이드나 iOS등의 다양한 스마트폰 플랫폼에서 본 방법론을 적용할 수 있다. 이의 효과적인 응용 사례로서 수백만개의 원소를 처리하는 행렬 연산 함수를 병렬화 해보았고 실사용 환경에서 약 3배가량의 성능 향상을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권5C호
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• pp.512-521
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• 2002

최근에 성능의 한계를 드러내고 있는 수퍼스칼라 RISC를 대체할 새로운 프로세서 구조로서 SMT(Simultaneous Multi-Threading)이 활발히 연구되고 있다. SMT는 하나의 프로세서에 여러 개의 스레드가 하드웨어 자원을 동적으로 공유하며 동시에 수행되는 구조이다. 이러한 환경에서는 프로세서 안에 존재하는 여러 스레드로부터 명령어를 원활하게 공급하여 주는 것이 중요하다. SMT 프로세서는 기존의 프로세서에 비하여 사이클 당 실제 처리되는 명령어 수가 월등히 많기 때문에, 사이클 당 명령어 페치량과 페치된 명령어를 임시 저장하는 페치 큐의 엔트리수가 신중하게 결정되어야 한다. 또한 사이클마다 페치할 스레드와 각 스레드의 페치량을 결정하는 것이 성능에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 이러한 요소들이 프로세서 전체의 성능에 미치는 영향을 분석하고 그 결과를 바탕으로 SMT 프로세서에 최적화된 명령어 페치 전략에 대하여 논한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2005년도 학술대회
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• pp.117-120
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• 2005

A Digital Broadcasting Satellite (DBS) receiver converts digital A/V streams received from a satellite to analog NTSC A,/V signals in real-time. Multi-tasking is an efficient way to improve the utilization of the processor core in real-time applications. In this paper, we propose a hybrid approach with a balanced trade-off between hardware kernel and multi-tasking programming to increase a system throughput. First, the schedulability of the critical hard real-time tass in the DBS receiver is verified by using a simple feasibility test. Then. several soft real-time tasks are thoughtfully programmed to satisfy functional requirements of the system.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.56-61
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• 2001

본 논문은 비동기 방식의 IMT-2000 단말기용 ASIC (주문형 집적회로)에 포함되는 음성부호화기 알고리즘인 AMR(Adaptive Multi Rate) 보코더의 실시간 구현에 관한 것이다. 구현된 AMR 보코더는 12.2kbps에서 4.75kbps까지 8가지의 다중 비트율을 가지고 있으며, 인코더와 디코더 기능 외에 VAD (Voice Activity Detection) 블록과 SCR (Source Controlled Rate operation) 블록 등의 부가기능 및 시스템과의 접속 처리를 위한 프레임 구성 기능도 구현되어 있다. AMR 보코더를 구현하기 위하여 설계된 DSP (디지털 신호처리기)는 TeakLite 코어를 기반으로 하여 메모리 블록, 직렬접속 블록, CPU와의 접속을 위한 레지스터 파일 블록, 인터럽트 제어회로 등으로 구성된 16비트 고정 소수점형 DSP이다. 실시간 구현 방법에서는 메모리의 효율적인 관리를 통하여 계산량을 최적화하여 최대 동작 계산량을 약 24MIPS로 줄였으며, 구현된 AMR 보코더는 3GPP의 표준 시험 벡터를 모두 통과하여 검증을 완료하고, 실시간 보드 시험에서도 안정적으로 동작하는 것이 확인되었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권4호
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• pp.315-319
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• 2015

본 논문은 실시간 정밀 모션 제어를 위한 안드로이드 응용의 설계와 구현을 다룬다. 안정적인 실시간 성능을 제공하기 위해서 다축 모터들이 특정 모션을 만들어낼 수 있도록 실시간 필드버스에 주기적으로 좌표 벡터 명령을 전달하고 그에 대한 피드백을 받는 모션 제어부를 데몬 프로세스 형태의 안드로이드 서비스로 구현하고, 이 모션 제어 서비스에 모션의 좌표 벡터들을 생성하여 전달하는 모션 계획부를 안드로이드 UI 응용으로 구현하였다. 이러한 소프트웨어 구성을 지원하기 위해서 멀티코어 프로세서를 모션 제어 서비스의 실행을 전담하는 실시간 코어들과 UI 응용의 실행을 전담하는 비실시간 코어로 나누었으며, 모션 제어 서비스와 응용 사이의 통신을 공유 메모리 형태로 구현하였다. 성능 측정 결과, 8축 모터들을 2개씩 그룹지어 4개의 쓰레드로 제어하는 경우에도 태스크 활성화 지터의 99%를 ${\pm}55{\mu}s$ 미만으로 유지하면서, 모션 제어 주기를 2ms까지 달성할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.53-60
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• 2007

Digital Broadcasting Satellite (DBS) 수신기는 실시간으로 위성으로부터 수신되는 방송신호를 실시간으로 NTSC A/W 스트림으로 변환하는 기능을 수행한다. 따라서 Multi-tasking 방식은 실시간 응용시스템에서 프로세서의 효율적인 사용에 매우 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 H/W, S/W micro kernel을 이용한 hybrid approach를 통하여 H/W micro kernel과 multi-tasking programming과의 관계를 적절히 조절하여 시스템의 처리속도를 증가시켰다. 또한 DBS수신기에서의 실시간 처리를 위해 각각의 프로세스들간의 스케줄 적정성을 확보하기 위해 시스템의 요구사항이 만족되도록 개발된 critical hard real-time task들에 대한 스케줄 적정성을 먼저 평가하고, 그 밖의 soft real-time task 들에 대한 스케줄링 가능성에 대한 평가를 진행하여 전체적으로 실시간 처리에 문제가 발생하지 않도록 embedded 소프트웨어를 개발하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.61-71
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• 2007

프로세서 성능향상에 일반적으로 이용되어 오던 명령어 수준의 병렬성은 이제 그 한계를 드러내고 있다. 명령어 수준의 병렬성을 이용하는데 장애가 되는 요인 중에 하나는 분기문에 의한 제어 흐름의 변화이다. 단일 칩 멀티프로세서는 쓰레드 수준의 병렬성을 이용하는 프로세서이다. 그러나 다중 쓰레드를 고려하지 않고 작성된 프로그램을 수행하는 경우에는 단일 칩 멀티프로세서의 성능을 최대한 사용할 수 없는 단점이 있다. 이와 같은 두 가지 성능 저하 요인을 극복하기 위해 본 논문에서는 다중 경로 수행 기법을 단일 칩 멀티프로세서에 적용한 분기 동시 수행 기법을 제안한다. 제안된 방법에서는 유휴 중인 프로세서를 이용하여 조건 분기의 두 흐름을 모두 수행하게 한다. 이를 통하여 분기문에 의한 제어 흐름이 끊기는 것을 막고 유휴 시간을 줄여서 프로세서의 효율을 높일 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제시한 분기 동시 수행의 효과를 분석한 결과 분기 동시 수행으로 약 20%의 유휴 시간이 감소하였고, 분기 예측 성공률은 최대 10% 향상 되었다. 전체적으로 일반적인 단일 칩 멀티프로세서에 비해 최대 39%의 성능 향상을 이루었고, 슈퍼스칼라 프로세서에 비해 최대 27%의 성능 향상을 이루었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.31-39
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• 2012

시뮬레이션 프레임워크는 시뮬레이션 응용 프로그램의 개발을 지원하는 기반 소프트웨어이다. 본 논문은 공학용 프로그래밍 언어로 광범위하게 사용되는 매트랩을 이용하여 개발된 이산사건시뮬레이션 프레임워크의 개발 과정을 기술하고 있다. 매트랩 객체지향프로그래밍을 토대로 새롭게 개발된 프레임워크는 매트랩 언어의 편리성과 이산사건시뮬레이션 형식론(DEVS: Discrete EVent System Specification Formalism)이 가지는 뛰어난 개발 방법론을 결합시킴으로써 무기체계 교전 시뮬레이션 프로그램 개발에서 요구되는 생산성, 유연성, 확장성을 제공한다. 더불어 매트랩의 병렬컴퓨팅 기술을 적용한 배치(Batch) 시뮬레이션 기능을 제공함으로써 몬테카를로 시뮬레이션 수행시 컴퓨터 환경에서 지원되는 CPU 코어의 수에 비례하여 응용 프로그램의 연산성능을 향상시킨다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권8호
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• pp.245-251
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• 2015

디지털 사이니지 시스템이 윈도우 OS에 장착 된 PC에서 작동 될 경우, 구현 가격이 매우 높다. 이러한 문제점을 해소하고자, 최신 스마트폰에 활용되는 ARM Coretex계열의 멀티코어 프로세서가 탑재된 안드로이드 OS 플랫폼 기반의 저전력 저가격의 디지털 사이니지 시스템과, 원격제어기술을 응용하여 어디서나 광고단말기를 원격제어하고 원격콘텐츠를 관리할 수 있는 융복합형 웹서버 기반의 원격 콘텐츠 관리용 서버프로그램을 개발하였다. 구현된 시스템은 디스플레이를 포함한 일체화된 디지털 사이니지 시스템으로, 저전력 모바일 플랫폼을 최적화한 하드웨어 인터페이스로 설계 구현되었고, 상황정보센서를 이용하여 조도, 온도, 날씨, GPS등의 주변상황 정보를 습득한 서비스 융합형 모델을 구현하는 구조로 설계 구현되었다. 또한 콘텐츠 자동생성 모듈은 컨텐츠 사용자에게 전용 저작 도구와 SMIL 기반의 자동으로 가동되도록 프레임 워크에 의해 규정된 컨텐츠를 제공하고, 사용자 정보 데이터베이스에 저장된 사용자 정보를 참조하여 사용자별 맞춤형 SMIL 컨텐츠를 생성해주는 융복합형 기능이 구현되었다. 개발된 디지털 사이니지 시스템은 기존 윈도우 OS 환경 대비 50% 이상의 소비전력 저감과 16포인트 멀티터치 기능을 구현하였고 상용화를 위한 기본 환경시험성능을 모두 만족하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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• pp.163-165
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• 2014

In this paper, we propose a world's first programmable video processing platform for video quality enhancement of 8K ($7680{\times}4320$) UHD (Ultra High Definition) TV at 60 frames per second. To support huge computation and memory bandwidth of video quality enhancement for 8K resolution, the proposed platform has unique features like symmetric multi-cluster architecture for data partitioning, ring data-path between clusters to support data pipelining, on-the-fly processing architecture to reduce DDR bandwidth, flexible hardware to accelerating common kernel in video enhancement algorithms. In addition to those features, general programmability of SRP (Samsung reconfigurable processor) as main core of the proposed platform makes it possible to upgrade continuously video enhancement algorithm even after the platform is fixed. This ability is very important because algorithms for 8K DTV is under development. The proposed sub-system has been embedded into SoC (System on Chip) and new 8K UHD TV using the programmable SoC is expected at CES2015 for the first time in the world.