• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권1호
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• pp.76-84
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• 2009

본 논문에서는 교육적 활용과 어플리케이션 개발에 응용 가능한 SoC 플랫폼을 제안한다. 플랫폼 하드웨어는 OpenRISC 프로세서, 범용 입출력장치, 범용 직렬 인터페이스, 디버그 인터페이스, VGA/LCD 제어기 등의 주변장치와 온 칩 SRAM 및 WISHBONE 인터커넥터로 구성되며 전체 합성 가능하도록 설계 되었다. 모든 하드웨어 구조는 재구성 가능하여 매우 유연한 구조로 되어있다. 또한 개발된 SoC 플랫폼의 하드웨어/소프트웨어 디버깅과 플랫폼 상에서 구현될 소프트웨어 개발을 위해 컴파일러, 어셈블러, 디버거, 운영체제 등의 SW 개발환경이 구현 및 검증되었다. 설계된 IP와 SoC는 Verilog HDL로 기술된 테스트벤치를 이용한 모듈 수준 기능검증, 최상위 블록 수준 기능검증, ISS를 이용한 구조적, 명령어 수준 검증, FPGA 프로토타입을 이용한 시스템 수준 에뮬레이션 방법을 통해 검증되었다. 검증된 플랫폼을 이용한 멀티미디어 SoC를 Magnachip 0.18 um CMOS 라이브러리를 이용하여 ASIC으로 구현하여 91MHz의 클록 주파수에서 동작을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권11C호
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• pp.148-156
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• 2001

본 논문에서는 RISC 마이크로프로세서에 DSP프로세서를 추가하여 멀티미디어 기능이 강화된 응용에 알맞은 마이크로프로세서(YS-RDSP)를 제안한다. YS-RDSP는 최대 4개의 명령어를 동시에 병렬로 처리할 수 있다. 프로그램의 크기를 줄이기 위해 YS-RDSP는 16비트와 32비트의 두 가지 명령어 길이를 지원한다. YS-RDSP는 칩 하나로 RISC마이크로프로세서의 programmability 및 제어능력에 DSP의 처리능력을 제공하기 위하여 8-KByte ROM과 8-KByte RAM을 내장하고 있다. 칩 내에 있는 주변장치중 하나인 시스템 컨트롤러는 저전압 동작을 위한 3가지의 전압강하모드를 지원하며 SLEEP명령어는 CPU코어와 주변장치의 동작상태를 변환시킨다. YS-RDSP프로세서는 Verilog-HDL를 이용하여 하향식설계방식으로 구현되었고 C-언어로 작성된 사이클 단위 시뮬레이터를 이용하여 개선되고 검증되었다. 검증된 모델은 0.6um, 3.3V CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성되었으며 자동화 P&R에 의해 10.7mm8.4mm코어 면적을 갖도록 레이아웃 되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.397-400
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• 2009

본 논문에서는 멀티미디어 어플리케이션을 위한 BTB(Branch Target Buffer)를 이용한 RISC 프로세서 기반 SoC 플랫폼의 ASIC 설계에 대해 기술한다. 제안된 SoC 플랫폼은 성능 개선을 위해 BTB를 포함하며 분기 명령어 패치 시 분기할 타깃 주소를 BTB에 저장함으로써 예측 주소의 명령어를 미리 패치, 파이프라인의 지연을 최소화하였다. 또한, 다양한 멀티미디어 어플리케이션을 위해 VGA 제어기, AC97 제어기, UART 제어기, SRAM 인터페이스, 디버그 인터페이스를 포함한다. 구현된 플랫폼은 다양한 테스트 프로그램을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, Xilinx VIRTEX-4 XC4VLX80 FPGA를 이용해 기능 및 타이밍 검증을 수행하였다. 최종적으로 Chartered 0.18um 공정을 이용하여 단일 ASIC 칩으로 구현되었으며 100MHz에서 정상 동작함을 확인하였고, 이전 OpenRISC 마이크로프로세서를 사용한 플랫폼과의 비교를 위해 산술연산 및 AC97 테스트 프로그램을 이용한 시뮬레이션 결과 5~9%의 성능향상을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제10권3호
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• pp.9-23
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• 1988

반도체 기술의 급격한 발전으로 마이크로프로세서를 이용하여 수퍼미니급의 컴퓨터를 개발하는 것이 가능하게 되었다. 따라서 프로세서 칩 개발노력이 증대되었으며 컴퓨터 구조 또는 프로세서 구조에 관한 연구도 여러 곳에서 진행되고 있다. 우리나라의 경우 독자적인 명령어를 갖는 컴퓨터를 개발하겠다는 노력은 미미하였으며 외부로 발표된 것은 전무한 상태이다. 본 논문은 한국전자통신연구소에서 개발하고 있는 독자적인 명령어 세트를 가지는 RISC 형태의 32 비트 마이크로프로세서인 HARP의 구조설계에 관한 것으로서 기본구조 설계를 위하여 1980년대 이후에 개발된 RISC 프로세서들에 대한 사례연구를 하였으며, 이를 바탕으로 HARP의 명령어 및 데이터 형식, 레지스터의 구성, 48비트의 가상 어드레스 사용방법, load/store 및 분기 명령어에서 사용되는 어드레싱 모드 그리고 HARP에서 정의한 39개의 명령어들에 대해 기술한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.885-888
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• 2005

In this study, we designed an ARM9 compatible RISC microprocessor using VHDL. The microprocessor was designed to support Harvard architecture with separate instruction cache and data cache. The state machine was optimized for multi-cycle instructions. In addition, a data forwarding mechanism was adopted to reduce the stall cycles due to data hazards. Assembly programs were up-loaded into a ROM block for system-level simulation. Proper operation of the designed microprocessor was confirmed by investigating the contents of the internal registers as well as the RAM block. Futhermore, the simulation results clearly indicated that the operation speed of the processor designed in this study is enhanced by reducing the execution cycles required for multiplication related instructions.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.163-167
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• 2007

본 논문에서는 전력 소비를 감소시킬 수 있는 클럭게이팅 기법을 제안하여 8bit RISC 마이크로프로세서를 설계하였다. 제안된 설계 방법의 타당성을 검토하기 위해서 저전력을 고려하지 않은 8비트 마이크로프로세서와 클록 게이팅을 이용한 저전력 8비트 마이크로프로세서를 설계하여 소모 전력을 비교하였다. 기존의 마이크로 프로세서와 저전력으로 설계된 마이크로프로세서와의 소모 전력을 비교한 결과 시간에 대하여 비교하였을 경우 동적 소모 전력에 대하여 21.56% 감소를 얻을 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권6호
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• pp.278-282
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• 2012

Photovoltaic systems have emerged to be one of the cleanest energy systems. Therefore, many large scale solar parks and PV farms have been built to prepare for the post fossil fuel ages. However, due to their large scale, to efficiently manage and operate PV systems, they need to be visually monitored within the range of infrared ray through the Internet. To satisfy this need, the efficient implementation of a high performance video compression standard is required. This paper therefore presents an implementation of H.264 motion estimation, which is one of the most data-intensive and complicated functions in H.264. To achieve this, this work implements vector instructions in hardware and incorporates them in a generic RISC processor architecture, thus increasing the processing speed while minimizing hardware and software design efforts. Extensive simulation results show that this proposed implementation can process motion estimations up to 13 times faster.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.281-284
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• 2008

본 논문에서는 멀티미디어 SoC 플랫폼의 ASIC 설계에 대해 기술한다. 구현된 플랫폼은 32비트 OpenRISC1200 마이크로프로세서, WISHBONE 온 칩 버스, VGA 제어기, 디버그 인터페이스, SRAM 인터페이스 및 UART로 구성된다. 32 비트 OpenRISC1200 프로세서는 명령어 버스와 데이터 버스가 분리된 하버드 구조와 5단 파이프라인 구조를 가지고 VGA 제어기는 메모리로부터 읽은 이미지 파일에 대한 데이터를 RGB 값으로 CRT 혹은 LCD에 출력한다. 디버그 인터페이스는 플랫폼에 대한 디버깅 기능을 지원하고 SRAM 인터페이스는 18비트 어드레스 버스와 32비트 데이터 버스를 지원한다. UART는 RS232 프로토콜을 지원하는 시리얼 통신 기능을 제공한다. 본 플랫폼은 Xilinx VIRTEX-4 XC4VLX80 FPGA에 설계 및 검증되었다. 테스트 코드는 크로스 컴파일러로 생성되었고 JTAG 유틸리티 소프트웨어와 gdb를 이용하여 패러럴 케이블을 통해 FPGA 보드로 다운로드 하였다. 이 플랫폼은 최종적으로 Chartered 0.18um 공정을 이용하여 단일 ASIC 칩으로 구현 되었으며 100MHz 클록에서 동작함을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.165-173
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• 2023

본 논문에서는 32-bit RISC-V 프로세서 상에서 경량 블록 암호인 SIMECK과 SIMON의 카운터 운용 모드에 대한 최적 구현을 제안한다. CTR 운용 모드의 특징을 활용하여 일부 값을 사전 연산하는 라운드 함수 최적화, 단일평문 최적화와 2개의 평문 병렬 최적화를 제안한다. RISC-V 상에서의 SIMECK과 SIMON에 대한 선행 연구 결과가 존재하지 않기 때문에 단일 평문 최적화와 2개의 평문 병렬 최적화 구현물에 대해 사전 연산 기법이 적용된 구현물과 사전 연산이 적용되지 않은 구현물의 성능을 비교하였다. 결과적으로, 사전 연산 기법이 적용된 구현물은 사전 연산이 적용되지 않은 구현물 대비 모두 1%의 성능 향상을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.814-821
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• 2012

본 논문에서는 하드웨어 기반의 플로우 수락 제어 알고리즘(FAC)을 이용하여 실시간 플로우 관리가 가능한 네트워크 프로세서인 옴니플로우 프로세서를 제안한다. 옴니플로우 프로세서는 플로우 연결 설정 및 해제를 실시간으로 처리하므로 플로우 업데이트 주기를 짧게 설정할 수 있고, 이 주기 내에 입력되지 않는 패킷들이 속하는 플로우의 연결을 해제함으로써 실제 유효한 플로우만을 효율적으로 관리할 수 있다. 그러므로 FAC를 통해 TCP 뿐만 아니라 UDP 응용서비스의 전송 신뢰성을 높힐 수 있다. 이 프로세서는 65nm CMOS 공정에 의해 총 2천5백만 게이트 용량의 칩으로 제작되었으며, 패킷 처리를 위한 32개의 RISC 코어를 이용하여 최대 동작 주파수가 555MHz 일 때 40Gb/s의 처리 성능을 갖는다.