• ETRI Journal
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• 제38권6호
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• pp.1240-1249
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• 2016

With the number of IP cores in a multicore system-on-chip increasing to up to tens or hundreds, the role of on-chip interconnection networks is vital. We propose a networks-on-chip-style bus network as a compromise and redefine the exploration problem to find the best IP tiling patterns and communication path combinations. Before solving the problem, we estimate the time complexity and validate the infeasibility of the solution. To reduce the time complexity, we propose two fast exploration algorithms and develop a program to implement these algorithms. The program is executed for several experiments, and the exploration time is reduced to approximately 1/22 and 7/1,200 at the first and second steps of the exploration process, respectively. However, as a trade-off for the time saving, the time cost (TC) of the searched architecture is increased to up to 4.7% and 11.2%, respectively, at each step compared with that of the architecture obtained through full-case exploration. The reduction ratio can be decreased to 1/4,000 by simultaneously applying both the algorithms even though the resulting TC is increased to up to 13.1% when compared with that obtained through full-case exploration.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권2호
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• pp.56-62
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• 2002

문턱전압 스윙 드라이버(threshold voltage swing driver)와 이중 감지 증폭기 리시버(dual sense amplifier receiver)를 가진 새로군 고속 저전압 스윙 온 칩 버스 (on-chip BUS)를 제안하였다. 문턱전압 스윙 드라이버는 버스에서의 전압상승 시간을 CMOS 인버터(inverter) 드라이버에서의 약 30% 이내로 줄여주고, 이중 감지 증폭기 리시버는 감지 증폭기 리시버를 사용하는 기존의 저전압 스윙 버스들의 데이터 전송량을 두 배 향상시켜 준다. 문턱전압 스윙 드라이버와 이중 감지 증폭기 리시버를 모두 사용할 경우, 온 칩 버스에서 사용하는 기존의 CMOS 인버터와 비교하여 제안된 방식은 약 60%의 속도 증가와 75%의 소모전력 감소를 얻는다.

• ETRI Journal
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• 제28권3호
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• pp.397-400
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• 2006

The multi-layer advanced high-performance bus (ML-AHB) BusMatrix proposed by ARM is an excellent architecture for applying embedded systems with low power. However, there is one clock cycle delay for each master in the ML-AHB BusMatrix of the advanced microcontroller bus architecture (AMBA) design kit (ADK) whenever a master starts new transactions or changes the slave layers. In this letter, we propose an improved design method to remove the one clock cycle delay in the ML-AHB BusMatrix of an ADK. We also remarkably reduce the total area and power consumption of the ML-AHB BusMatrix of an ADK with the elimination of the heavy input stages.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권7호
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• pp.10-16
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• 1999

본 논문은 FCSR(Freedback Control Swing voltage Reduction) 방식을 이용하여 bus 구동전압을 수백 mV이내로 줄일 수 있는 구동기에 대한 내용을 다루고 있다. 이는 MDL 구조와 같이 대용량, 대단위 bus에서의 전력소모를 줄이기 위한 연구로 FCSR은 dual-line bus와 bus precharging을 기본구조로 채택하고 있다. Bus 환경이 변화함에 따라 일정한 구동전압을 유지하기 위하여 구동기의 크기를 자동적으로 조절할 수 있도록 구동기와 bus를 모델링 하였고 또한 odd mode로 동작하는 이웃하는 선간의 커플링 영향을 평행 전류원으로 모델링하여 선간간섭(crosstalk) 영향을 분석하였다. 현대 0.8um 공정으로 제작된 chip은 bus를 600mV로 구동하도록 설계되었으며 테스트결과 3.3V에서 70Mhz로 동작 가능하다. Hspice 시뮬레이션으로 FCSR은 3.3V에서 250Mhz의 동작이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12B호
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• pp.1548-1555
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• 2011

UDSM(Ultra Deep SubMicron)기술을 이용한 시스템 온-칩 설계 시 가창 중요한 설계 요소는 버스 상에서의 전력소모와 지연시간을 최소화 하는 것이다. 인접한 선에서 발생되는 crosstalk는 전파 지연을 발생시키는데 지대한 영향을 미치며, 이를 제거하거나 최소화 시키는 일은 SoC(System on a Chip) 설계에서 시스템의 신뢰성 및 성능 향상과 직결된다. 기존의 방법들은 주로 crosstalk 지연이나 버스 스위칭 횟수 중 하나 만을 최소화하는 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 인코딩 적용 4 비트 클러스터 상의 버스 스위칭 횟수에 따라 crosstalk과 스위칭 횟수를 동시에 최소화 할 수 있도록 "invert" 기능과 "logic-convert" 기능을 적응적으로 선택하는 새로운 인코딩 기법을 제안한다. 실험결과 제안한 버스 인코딩 기법은 완벽하게 crosstalk 지연를 제거한 반면, 기존의 다른 방법들에 비해 25% 이상 전력을 절약하였음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권2호
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• pp.65-72
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• 2005

공정기술과 EDA 툴의 발전에 따라서 하나의 실리콘 다이(Die)에 많은 IP가 집적되고 멀티프로세서가 포함되는 SoC 구조가 가능해지고 있다 그러나 대부분의 기존 SoC 버스는 공유버스 구조라는 문제점으로 인해 통신의 병목현상이 발생하고 이는 전체 시스템 성능을 저하시키는 요인이 된다. 많은 경우에 멀티프로세서 시스템의 성능은 CPU 자체의 속도보다는 효율적인 통신과 균형있는 연산의 분배가 좌우하게 된다 따라서 충분한 SoC 버스 대역폭(Bandwidth)을 확보하기 위한 하나의 해결책으로 크로스바 라우터(Crossbar Router)를 이용하여 효율적인 온 칩 버스구조인 SoC Network Architecture(SNA)를 제안한다. 제안된 SNA구조는 다중 마스터(multi-master)에 대해 다중 채널(multi-channel)을 제공하여 통신의 병목현상을 크게 줄일 수 있으며 뛰어난 확장성을 지원한다. 제안된 구조에 따라 모델 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 진행한 결과 AMBA AHB 버스에 비해 평균 $40\%$ 이상 효율이 증가했다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.94-101
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• 2010

최근 여러 개의 프로세서 및 메모리를 한 개의 칩에 구현하여 다양한 알고리즘을 구현하는 Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) 설계가 가능해지면서, 프로세서 간 interconnection을 최적화 하는 문제가 중요해졌다. Application에 따라서 최적 interconnection이 다르기 때문에, 체계적으로 다양한 사양에 적합한 interconnection 구조를 설계하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 프로세서가 4~16개 정도인 MPSoC application에서는 버스 구조가 적절한 점에 주목하여, 간단한 arbitration이 특징인 Single Arbitration Multiple Bus Accesses (SAMBA) 형 버스 구조를 이용하여, 다양한 application에 대한 성능 제약 조건을 만족하는 저비용 버스 구조를 찾는 새로운 방법을 제안하였다. 다양한 Application을 실험에 이용하여, 제안한 방법으로 성능 제약 조건 내에서 저비용 버스 구조를 찾았다. 같은 성능으로 최적화 전의 구조에 비해서 버스 분할에 필요한 로직 사용이 경우에 따라 약 50% 이상 감소한다. 또한 다양한 성능 조건에 대한 저비용 버스 구조를 찾을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.105-116
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• 2008

오늘날의 시스템-온-칩(SoC)은 짧은 제품 생산 주기를 맞추기 위하여 재사용 가능한 IP 코아들을 이용하여 설계한다. 그러나 고집적 칩을 생산하는데 있어 증가한 칩의 테스트 비용은 큰 문제가 된다. 본 논문에서는 Advanced High-performance Bus(AHB)와 Peripheral Component Interconnect(PCI) 버스를 위한 온/오프-칩 버스 브리지를 이용한 효율적인 테스트 접근 메커니즘을 제시한다. 본 기술은 독립적인 테스트 입력 경로와 출력 경로를 제공하고 버스 방향 전환을 위한 턴어라운드 지연시간을 없앰으로써 테스트 시간을 매우 줄였다. 실험 결과는 면적 오버헤드와 기능적 구조적 테스트 모두 에서의 시간이 줄어들었음을 보여준다 제안하는 기술은 다른 종류의 온/오프-칩 버스 브리지에도 적용 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.101-107
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• 2009

집적회로의 공정기술 및 설계기술이 발전함에 따라 많은 IP가 하나의 반도체 칩에 집적되어 하나의 시스템을 구성하는 SoC 설계가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 다양한 IP 간에 효율적인 데이터 통신이 이루어지도록 버스 상의 전송 특성에 따라 버스모드를 동적으로 재구성하는 SoC 3중 버스 구조를 제안한다. 제안된 버스는 다중-단일버스 모드, 단일-다중버스 모드로 재구성이 가능하며 따라서 단일버스 모드와 다중버스 모드의 장점을 모두 갖는다. 실험결과 제안된 버스구조는 기존의 고정된 버스구조보다 독립적이며 데이터 전송시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 그리고 제안된 버스구조를 JPEG 시스템에 적용한 결과 다중버스구조보다 평균 22%의 전송시간 단축을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권4호
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• pp.24-31
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• 2007

현재까지 다수의 버스 프로토콜과 구조가 발표되었지만, 대부분 공유 버스 구조를 가져 시스템 성능 저하의 원인이 되었다. 기존의 공유버스가 갖는 문제점들을 해결하기 위해 고성능의 버스 프로토콜인 SNP (SoC Network Protocol)와 버스 구조인 SNA (SoC Network Architecture)가 제안되었는데, 이를 수정/개선한 버스 구조를 제안하고자 한다. 개선된 SNA는 다중 마스터의 다중 버스 요청에 대해 다중 라우팅을 지원함으로써 성능을 향상시켰으며, 내부 라우팅 로직의 최적화로 면적을 감소시켰다. 또한 성능감소 없이 AMBA AHB 프로토콜과 완벽히 호환 가능한 XSNP(Extended SNP)를 인터페이스 프로토콜로 사용한다. 현재 라우팅 로직을 최적화하여 개선된 SNA의 하드웨어 복잡도가 크게 증가하지 않았고, 기존 SNP를 사용하는 IP는 호환성 문제나 성능 감소 없이 개선된 SNA를 통해 통신할 수 있다. 더불어, SNA는 AMBA AHB와 인터커넥트 버스 매트릭스를 대체할 수 있으며, 다중 채널을 동시에 보장하고 다양한 토플로지를 지원가능 하도록 설계되어 사용하는 IP 수에 따라 설계자에 의해 다양한 토플로지를 선택할 수 있다. 한편, SNA는 적은 수의 인터페이스 와이어를 가지기 때문에 오프 칩 버스로도 사용될 수 있다. 제안된 버스 구조는 시뮬레이션과 어플리케이션 동작을 통해 검증이 완료되었다.