• 제목/요약/키워드: Processor-sharing

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디지털 방송용 오디오 디코더의 DSP 최적화 구현 (Optimized DSP Implementation of Audio Decoders for Digital Multimedia Broadcasting)

  • 박남인;조충상;김홍국
    • 방송공학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.452-462
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    • 2008
  • 본 논문에서는 디지털 라디오와 지상파 Digital Multimedia Broadcasting (DMB)에서 사용되는 MUSICAM 이라 불리는 MPEG-1/2 Layer-II 와 MPEG-4 ER-BSAC 디코더를 330 MHz 클럭수를 가지고 동작하는 고정 소수점 digital signal processor (DSP) TMS320C64x+ 상에 실시간 구현한다. 오디오 디코더의 실시간 구현하기 위해, 다음과 같은 여러 단계의 최적화를 수행한다. 첫 째, 메모리 공유, 데이터 타입 재설정 및 루프의 unrolling 과정을 통해, C 코드 레벨에서 최적화를 수행한다. 다음으로, 비트스트림 분석의 재구성, 합성 필터의 변경 및 합성 필터의 윈도우 계수의 재배열을 통해 알고리즘 레벨에서 최적화를 수행한다. 또한, MPEG-1/2 Layer-II 디코더의 합성필터 모듈을 linear assembly program 레벨로 치환한다. Linear assembly program 레벨로 치환하는 이유는 MPEG-1/2 Layer-II 디코더에서 합성 필터 모듈이 가장 많은 계산량을 차지하기 때문이다. 구현된 오디오 디코더의 성능 평가를 위해, 복호화 처리시간의 비율을 측정하고, 최적화된 MPEG 디코더와 레퍼런스 MPEG 디코더로 처리된 오디오 신호 사이의 root mean square (RMS)를 계산한다. 최적화 실시간 구현 결과, MPEG-1/2 Layer-II 와 MPEG-4 ER-BSAC 디코더는 TMS320C64x+가 동작하는 최대 클럭 수의 3%와 11%의 사용으로 각각 동작하며, 오디오 디코더의 품질은 MPEG standard에 정의된 -77.01 dB의 조건을 모두 만족함을 확인할 수 있었다.

128-비트 블록 암호화 알고리즘 SEED의 저면적 고성능 하드웨어 구조를 위한 하드웨어 설계 공간 탐색 (A Hardware Design Space Exploration toward Low-Area and High-Performance Architecture for the 128-bit Block Cipher Algorithm SEED)

  • 이강
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제13권4호
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    • pp.231-239
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    • 2007
  • 본 논문에서는 국내 표준 128비트 블록 암호화 알고리즘인 SEED를 하드웨어로 설계할 경우 면적-성능간의 trade-off 관계를 보여준다. 본 논문에서 다음 4가지 유형의 설계 구조를 비교한다. (1) Design 1 : 16 라운드 완전 파이프라인 방식, (2) Design 2 : 단일 라운드의 반복 사용 방식 (3) Design 3 : G 함수 공유 및 반복 사용 방식 (4) Design 4 : 단일 라운드 내부 파이프라인 방식. (1),(2),(3)의 방식은 기존의 논문들에서 제안한 각기 다른 설계 방식이며 (4)번 설계 방식이 본 논문에서 새롭게 제안한 설계 방식이다. 본 논문에서 새롭게 제안한 방식은, F 함수 내의 G 함수들을 파이프라인 방식으로 연결하여 면적 요구량을 (2)번에 비해서 늘이지 않으면서도 파이프라인과 공유블록 사용의 효과로 성능을 Design 2와 Design 3보다 높인 설계 방식이다. 본 논문에서 4가지 각기 다른 방식을 각각 실제 하드웨어로 설계하고 FPGA로 구현하여 성능 및 면적 요구량을 비교 분석한다. 실험 분석 결과, 본 논문에서 새로 제안한 F 함수 내부 3단 파이프라인 방식이 Design 1 방식을 제외하고 가장 throughput 이 높다. 제안된 Design 4 가 단위 면적당 출력성능(throughput)면에서 다른 모든 설계 방식에 비해서 최대 2.8배 우수하다. 따라서, 새로이 제안된 SEED 설계가 기존의 설계 방식들에 비해서 면적대비 성능이 가장 효율적이라고 할 수 있다.

의료기관 운영 효율성 제고를 위한 실시간 기업(RTE) 사례 연구 - 서울성모병원 핵심 프로세스를 중심으로 - (A Case Study on a Real-Time Enterprise to Improve Operational Efficiency of Medical Institutions - Centering on the Main Process of Seoul St. Mary's Hospital -)

  • 박병태;이동현
    • 한국병원경영학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.143-169
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    • 2010
  • This is a case study of Seoul St. Mary's Hospital applying a real-time enterprise (RTE) strategy to improve customer satisfaction and operational efficiency with the main process of medical institutions. The hospital is applying an RTE strategy to get real-time information on occurrences at each contact point of the main process of the medical institution from reservation to discharge through dashboard and to resolve issues through rapid decision-making. The RTE strategy of the hospital has some summaries: First, the hospital has linked a hospital management strategy to the RTE strategy to build a patient-centered treatment process. Second, the hospital has operated a control tower for change management and implementation monitoring in the process of implementing the RTE strategy. Third, the hospital has built systematic RTE-based environment as an application program in which the nU System is linked to Business Processor Renovation (BPR) promoted from 2006 on. Fourth, the hospital is applying a strategy to improve efficiency in operating the hospital by increasing customer satisfaction, removing inefficiency and variability, and managing medical resources efficiently through the RTE strategy. Fifth, it has established an information-sharing system through authority management for each user in terms of RTE information. Sixth, it has supplemented limitations of short-term information of the RTE strategy by linking the key performance index to the cost information system in order to improve performance of the RTE strategy. Seventh, it has improved customer satisfaction and achieved higher performance in improving operational efficiency, as compared with rival hospitals, through the RTE strategy.

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분리형 구조의 고화질 멀티 포맷 비디오 복호기: MPEG-2/MPEG-4/H.264와 VC-1 (A Detachable Full-HD Multi-Format Video Decoder: MPEG-2/MPEG-4/H.264, and VC-1)

  • 배종우;조진수
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제15A권1호
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    • pp.61-68
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    • 2008
  • 본 논문에서는 MPEG-2, MPEG-4, H.264/AVC 및 VC-1 코덱 표준을 동시에 지원하는 멀티 포맷 비디오 복호기 (MFD)의 설계 방법을 제안한다. 제안하는 MFD는 디지털-TV SoC 에 필요한 고사양의 고화질급 비디오 처리를 목표로 하였다. 리스크 프로세서, 온칩 메모리 및 주변 회로 등의 크기가 큰 공용 자원들을 공유하여 크기를 최소화 하였다. 또한, 코덱 별로 추가 및 제거가 용이한 분리 가능한 구조를 사용하였다. 이러한 구조는 이미 설계되고 검증된 코덱의 안정성의 유지를 용이하게 해준다. 설계된 MFD는 65nm 공정에서 크기가 약 2.4M 게이트 이며, 동작속도는 225MHz이다. 본 논문에서 제안한 MFD는 현재까지 알려진 MFD 중 최고 성능인 고화질급(1080p@30fps) 이상의 비디오 디코딩을 지원하며, 가장 많은 종류의 비디오 코덱 표준을 지원한다.

고정크기 패킷 네트워크 환경에서 할당율에 비례한 저지연 한계를 제공하는 계층적 라운드-로빈 알고리즘 (A Hierarchical Round-Robin Algorithm for Rate-Dependent Low Latency Bounds in Fixed-Sized Packet Networks)

  • 편기현
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제32권2호
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    • pp.254-260
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    • 2005
  • 보장서비스에서 실시간 패킷 스케줄링 알고리즘은 높은 네트워크 유용도와 확장성있는 구현의 양쪽 모두를 성취해야만 한다. 여기서 네트워크 유용도는 승인하는 실시간 세션의 수를 나타낸다. 불행히도, 현존하는 스케줄링 알고리즘은 확장성있는 구현에 문제점을 갖거나 성취할 수 있는 네트워크 유용도가 낮다. 가령 타임스템프에 기반한 알고리즘은 N이 세션의 수를 나타낼 때 O(log N) 스케줄링 복잡도를 가진다. 반면 라운드-로빈 알고리즘은 O(1) 복잡도를 가지지만 성취할 수 있는 네트워크 유용도가 낮다. 이 논문은 확장성을 잃지 않으면서도 높은 네트워크 유용도를 성취할 수 있는 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 서로 다른 시간 구간 크기에 대해서 다중 라운드를 활용하는 계층적 라운드-로빈 (H-RR) 알고리즘이다. 이 알고리즘은 우선 순위 큐를 사용하는 PGPS 알고리즘이 제공하는 것과 비슷한 지연의 한계를 제공하지만, 구현 복잡도가 상수라는 큰 장점을 갖는다.

납 축전지의 병렬운전시 부하분담률 개선 (Improved Load Sharing Rate in Paralleled Operated Lead Acid Batteries)

  • 반한식;최규하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.34-42
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    • 2001
  • 전지는 화학에너지를 기계적인 처리과정 없이 전기에너지로 직접 전환하는 장치이다. 부하전압과 부하전류의 용량에 따라 단위전지를 직.병렬 연결하여 사용하게 되며, 전지의 병렬운전은 단독운전 보다 전압강하를 더 천천히 발생시키므로 전압강하에 민감한 전력변환장치들의 효율에 밀접한 관계를 가지고 있다. 병렬운전의 필요성과 장점 때문에 대부분의 축전지를 사용하는 시스템은 병렬운전을 하고 있고, 반면에 선.구 축전지 사이에서 순환 전류가 흐르고, 자가방전이 일어나는 단점 또한 가지고 있다. 신 축전지에서 충.방전 전류가 과다하게 흐르는 불평형 현상과 이로 인해 축전지의 수명단축을 일으키게된다. 본 논문에서는 마이크로 프로세서를 사용하여 선.구 축전지 사이의 볼평형 전류를 검출하고 외부저항을 첨가시켜 내부저항의 차이에 대한 감소효과를 얻어 불평형 전류를 보상하였다. 이를 실험을 통해 구현하였다.

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DLNA 기기 특성을 고려한 동적 적응형 스트리밍에 대한 연구 (Embracing Device Characteristics for Dynamic Adaptive Video Streaming)

  • 김미정;김봉;윤일철;김현숙
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.574-577
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    • 2014
  • Allshare, Smartshare와 같은 무선 홈 네트워크 환경에서의 DLNA 기반 멀티 미디어 콘텐츠 공유서비스가 보편적으로 이용되고 있다. 하지만, 잦은 대역폭 및 신호세기 변동 등의 무선 네트워크의 특성은 서비스에 대한 사용자 체감 품질을 저하시킬 수 있다. 이와 같은 문제를 최소화하기 위한 방법으로 동적 적응형 스트리밍 기법에 관한 연구가 있는데, 본 연구는 모바일 기기의 해상도나 프로세서 성능 등 사용자가 사용 중인 기기 특성을 반영하여 무선 네트워크 환경에서 DLNA 기반 멀티미디어 콘텐츠 공유에 적합한 동적 적응형 스트리밍 기법을 제안하였다. 저자들이 기존 연구에 사용한 Kalman Filter를 사용자 기기의 특성을 반영할 수 있도록 향상시키고, 실험을 통하여 제안한 기법이 가용 대역폭과 사용자 기기 성능을 고려하여 전송 속도을 적절히 결정할 수 있음을 보였다.

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스마트 팩토리 디지털 트윈(Digital Twin)을 위한 IIoT 통신 기반 ZMP(Zone Master Platform) 설계 (A Design on The Zone Master Platform based on IIoT communication for Smart Factory Digital Twin)

  • 박선희;배종환
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.81-87
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    • 2020
  • 본 논문은 스마트 팩토리(Smart Factory) 디지털 트윈(Digital Twin) 구축을 위해서 다양한 산업용 센서(IoT/비 IoT)로부터 센서데이터를 획득하기 위한 표준 노드(Node)를 생성하고 그룹별/공정별 존(Zone)을 연동하여 상호호환적인 데이터의 교환 기능을 제공함으로써 데이터의 안정성을 확보하고 스마트 팩토리의 디지털 트윈(Digital Twin)을 위한 효과적인 존 마스터(Zone Master) 플랫폼 구축 방안을 제시하였다. 존 마스터(Zone Master) 플랫폼의 Process는 독립된 시스템 간의 센서 객체 및 센서 상호작용이 어떻게 수행하는지를 정의해 주기 위한 인터페이스 명세를 포함하고 있으며 고유의 데이터 교환 규칙에 대한 개별 정책들을 수행하고 있다. 존 마스터 플랫폼 프로세서의 실행 통제를 위한 인터페이스는 시스템관리, 자료교환의 협상(publish-subscribe)을 위한 선언 관리, 센서 객체의 등록 및 상태 정보를 통신하기 위한 객체 관리, 속성 소유권 공유를 위한 소유권 관리, 데이터 동기화를 위한 시간 관리, 데이터 교환에 대한 Route 정보를 위한 자료 분배 관리를 제공한다.

낮은 복잡도의 Deeply Embedded 중앙처리장치 및 시스템온칩 구현 (Low-Complexity Deeply Embedded CPU and SoC Implementation)

  • 박성정;박성경
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.699-707
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    • 2016
  • 중앙처리장치를 중심으로 하는 각종 내장형 시스템은 현재 각종 산업에 매우 광범위하게 쓰이고 있다. 특히 사물인터넷 등의 deeply embedded (심층 내장형) 시스템은 저비용, 소면적, 저전력, 빠른 시장 출시, 높은 코드 밀도 등을 요구한다. 본 논문에서는 이러한 요구 조건을 만족시키는 중앙처리장치를 제안하고, 이를 중심으로 한 시스템온칩 플랫폼을 소개한다. 제안하는 중앙처리장치는 16 비트라는 짧은 명령어로만 이루어진 확장형 명령어 집합 구조를 갖고 있어 코드 밀도를 높일 수 있다. 그리고, 다중사이클 아키텍처, 카운터 기반 제어 장치, 가산기 공유 등을 통하여 로직 게이트가 차지하는 면적을 줄였다. 이 코어를 중심으로, 코프로세서, 명령어 캐시, 버스, 내부 메모리, 외장 메모리, 온칩디버거 및 주변 입출력 장치들로 이루어진 시스템온칩 플랫폼을 개발하였다. 개발된 시스템온칩 플랫폼은 변형된 하버드 구조를 갖고 있어, 메모리 접근 시 필요한 클락 사이클 수를 감소시킬 수 있었다. 코어를 포함한 시스템온칩 플랫폼은 상위 언어 수준과 어셈블리어 수준에서 모의실험 및 검증하였고, FPGA 프로토타이핑과 통합형 로직 분석 및 보드 수준 검증을 완료하였다. $0.18{\mu}m$ 디지털 CMOS 공정과 1.8V 공급 전압 하에서 ASIC 프론트-엔드 게이트 수준 로직 합성 결과, 50MHz 동작 주파수에서 중앙처리장치 코어의 논리 게이트 개수는 7700 수준이었다. 개발된 시스템온칩 플랫폼은 초소형 보드의 FPGA에 내장되어 사물인터넷 분야에 응용된다.

다양한 오디오 포맷을 지원하는 비디오/오디오 시스템 구현에 관한 연구 (A study on the implementation of a digital video/audio system to support multi-audio format)

  • 박인규
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제43권4호
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    • pp.123-132
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    • 2006
  • 현재 가정에 널리 보급되어 있는 비디오/오디오 기기 중 비디오 레코더 플레이어는 영상 기기로 분류되고 있지만 DVD 플레이어의 경우에는 오디오 기기로 분류될 정도로 오디오의 기능과 성능을 강조하고 있다. 따라서 비디오/오디오 시스템에서 오디오 재생 기능과 성능을 높이는데 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 DVD 전용 프로세서를 이용한 비디오/오디오 시스템을 구성하는데 있어서 기존에 비디오 및 오디오 데이터의 처리를 DVD 전용 프로세서가 전담하는 구조에서 발생되는 DVD 전용 프로세서의 시스템 리소스의 한계성으로 인한 기능의 제약을 개선한 오디오 기능을 분화한 비디오/오디오 시스템의 구조를 제안하고 시스템 구현을 통해 제안된 구조의 우수성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 시스템은 오디오 기능의 분화로 여러 가지 오디오 포맷이 지원 가능할 뿐만 아니라 원음에 특수한 효과를 부여하여 재생할 수 있도록 함으로써 사용자 취향에 맞는 설정으로 오디오를 감상할 수 있도록 하였고 다양한 음장 모드를 지원하도록 하였다. 다양한 포맷의 오디오를 지원하기 위해서는 각 오디오 포맷에 맞는 디코더를 모두 채용하는 방법이 가장 좋은 방법이겠으나 이러한 방법은 시스템 구성상의 효율성이 떨어지게 된다. 따라서 오디오를 재생할 때 필요한 오디오 포맷만을 재생 가능하도록 하기 위해 오디오 데이터를 검출하고 검출된 포맷만을 지원하는 방식으로 오디오 시스템을 구현함으로써 시스템의 유연성을 개선하였다.