• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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• pp.127-130
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• 2001

본 논문에서는 SIMD (Single Instruction stream and Multiple Data stream)형 병렬 구조의 다중 프로세서를 이용하여 NTGST (noise-tolerant generalized symmetry transform)를 병렬 고속화하였다. 먼저 NTGST의 화소 및 영상 영역간의 계산 독립성을 이용하여 영상을 분할하여 P개의 프로세서에 할당하고, 이들 각각을 N개의 데이터를 한번에 처리하는 SIMD 구조로 병렬화하여 NP에 비례하는 속도 향상을 얻었다. 실험에서 MMX 기술의 펜티엄 Ⅲ 프로세서를 2개 사용하여 제안한 알고리즘이 기존의 NTGST 보다 8배 가까이 고속으로 처리됨을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.1-9
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• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하면서 고성능, 저전력 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 높아지고 있는 추세이다. 주문형반도체 (ASIC)는 모바일 멀티미디어에서 요구되는 고성능을 만족시키지만 다양한 형태의 멀티미디어 애플리케이션에서 요구되는 범용성을 만족시키지 못한다. 반면 DSP기반의 시스템은 범용성에 기인하여 다양한 형태의 애플리케이션에서 사용될 수 있으나, 주문형반도체 보다 높은 가격, 전력소모 및 낮은 성능을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 범용성을 유지하면서 고성능, 저전력으로 영상데이터 처리가 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD)처리 방식의 매니코어 프로세서를 제안한다. 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트(processing element, PE)로 구성되어 영상데이터 처리에 내재한 무수한 데이터 레벨 병렬성을 높인다. 모의 실험한 결과, 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 현재 상용 고성능 프로세서보다 평균 22배의 성능, 7배의 에너지 효율 및 3배의 시스템 면적 효율을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.512-520
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• 2009

최대 휘소 투영(MIP) 볼륨 가시화는 의료기기 등에서 생성된 삼차원 영상 데이터로부터 관찰자가 바라보는 방향으로 최대값을 추출하여 영상을 생성하는 가시화 기법이다. MIP는 조영된 혈관 같은 높은 밀도의 구조를 가려짐 없이 드러내어 의료 영상 등에서 많이 사용된다. 본 연구는 두 단계의 가속화 방법을 제안하여 상용 CPU에서 고속으로 MIP를 수행할 수 있도록 한다. 먼저, 기존 MIP 알고리즘이 다수의 조건 분기 명령으로 구성된다는 것에 착안하여, 상용 CPU에서 제공하는 단일 명령 복수 데이터(single instruction multiple data: SIMD) 연산으로 조건 분기 명령을 제거한다. 많은 시간이 소요되는 조건 분기 명령을 제거하여 가시화 속도가 향상된다. 또한 본 연구는 메모리 참조가 순차적으로 발생하도록 알고리즘을 구성한다, 기존 가시화 방법에서 영상과 객체의 메모리 참조가 무작위로 발생하여 발생하던 속도 저하 문제를 완화시킨다. 두 가지 제안 방법을 통해 기존의 쉬어-왑 볼륨 가시화 기법에 비해 7배 이상의 성능 향상을 얻는다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.307-309
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• 2011

본 논문에서는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 프로세서를 사용한 HEVC 부호화기의 하다마트 트랜스폼 고속화를 제안한다. 본 논문에서는 MMX와 SSE 레지스터를 사용하여 하다마드 트랜스폼을 SIMD 연산으로 대체함으로써 메모리 접근 횟수와 명령어의 수를 줄여 부호화기를 고속화하였다. 또한, HEVC의 10비트 입력에 따른 SIMD 구조의 비효율적인 구현을 해결하기 위하여 하다마드 트랜스폼의 입력 픽셀 비트수를 감소시키는 IBDD(Internal Bit Depth Decreasing)를 제안했다. HEVC 부호화기에 하다마드 트랜스폼을 SIMD 연산으로 대체한 결과 부호화 효율의 저하 없이, 부호화기의 수행 시간은 10% 감소되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2691-2697
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• 2010

본 논문에서는 3차원 그래픽 쉐이더 3.0 API를 지원하는 쉐이더 명령어 및 컴파일러를 설계하고 그 결과를 평가한다. 기존의 명령어와는 달리 가변길이의 명령어 구조를 제안하고 명령어의 길이를 줄여 SIMD(Single Instruction Multiple Data)구조의 그래픽 프로세서의 하드웨어 크기를 줄일 수 있다. 가변길이 및 2 페이즈 구조의 명령어를 지원하며 ESSL(ES Shading Language) 수준에서 쉐이더 프로그램이 가능한 쉐이더 컴파일러의 설계를 수행하였다. 명령어와 컴파일러 설계 결과를 검증하기 위하여 크로노스그룹에서 제안하는 Conformance Test를 수행하였다. 그 결과로 제공하는 기본 GL 쉐이더의 기능 16개를 비교하여 보았을 때 전체 평균 37%가 줄어드는 것을 알 수 있다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.8-12
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• 2012

스테레오 비전 분야에서 영역 기반의 영상 정합은 스테레오 영상 분석을 위한 대표적인 방법이다. SAD (Sum of Absolute Difference) 알고리즘은 영역 기반 정합 알고리즘의 한 종류로서 대규모 데이터 집약적 계산을 요구하여 소프트웨어 방식을 사용할 경우 처리속도가 매우 느리게 된다. 본 논문에서는 소프트웨어 기반 SIMD (Single Instruction Multiple Data) 병렬 기법인 SSE (Streaming SIMD Extensions) 명령어를 이용한 고속 SAD 알고리즘을 제안한다. SSE 명령어를 지원하는 CPU는 16개의 128비트 크기의 XMM 레지스터를 보유하여 SIMD 명령어 집합 확장을 가능하게 하였다. 제안하는 소프트웨어 기반 병렬 고속화 기법의 성능 측정을 위하여 일반적 SAD를 이용한 영상 정합 알고리즘과 SSE 명령어를 사용한 알고리즘의 수행 속도차이를 측정하였다. 제안하는 기법은 일반적 SAD 알고리즘보다 평균 4배의 성능 향상의 결과를 보임으로 소프트웨어 기반 고속병렬 처리를 통한 실시간 스테레오 비전 응용분야에 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.

• 정보와 통신
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• 제25권12호
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• pp.10-18
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• 2008

In this paper, we present a low-power design of H.264 codec based on dedicated hardware and software solution on EMP(ETRI Multi-core platform). The dedicated hardware scheme has reducing computation using motion estimation skip and reducing memory access for motion estimation. The design reduces data transfer load to 66% compared to conventional method. The gate count of H.264 encoder and the performance is about 455k and 43Mhz@30fps with D1(720x480) for H.264 encoder. The software solution is with ASIP(Application Specific Instruction Processor) that it is SIMD(Single Instruction Multiple Data), Dual Issue VLIW(Very Long Instruction Word) core, specified register file for SIMD, internal memory and data memory access for memory controller, 6 step pipeline, and 32 bits bus width. Performance and gate count is 400MHz@30fps with CIF(Common Intermediated format) and about 100k per core for H.264 decoder.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.634-646
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• 2015

Coarse-Grained Reconfigurable Architecture (CGRA) is a very promising platform that provides fast turn-around-time as well as very high energy efficiency for multimedia applications. One of the problems with CGRAs, however, is application mapping, which currently does not scale well with geometrically increasing numbers of cores. To mitigate the scalability problem, this paper discusses how to use the SIMD (Single Instruction Multiple Data) paradigm for CGRAs. While the idea of SIMD is not new, SIMD can complicate the mapping problem by adding an additional dimension of iteration mapping to the already complex problem of operation and data mapping, which are all interdependent, and can thus significantly affect performance through memory bank conflicts. In this paper, based on a new architecture called SIMD reconfigurable architecture, which allows SIMD execution at multiple levels of granularity, we present how to minimize bank conflicts considering all three related sub-problems, for various RA organizations. We also present data tiling and evaluate a conflict-free scheduling algorithm as a way to eliminate bank conflicts for a certain class of mapping problem.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권3호
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• pp.99-108
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• 2011

프로세서 기술은 공정비용의 증가와 전력 소모 때문에 단순 동작 주파수를 높이는 방법이 아닌 다수의 프로세서를 집적하는 병렬 프로세싱 기술 발전이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 멀티미디어에 내재한 무수한 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 기반 병렬 프로세서를 소개하고, 또한 이러한 SIMD 기반 병렬 프로세서 아키텍처에서 이미지/비디오 픽셀을 효율적으로 처리 가능한 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어를 제안한다. 제안하는 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어는 48비트 데이터패스 아키텍처에서 4개의 12비트로 분할된 레지스터에 4개의 8비트 픽셀을 저장하고 동시에 처리함으로써 기존의 멀티미디어 전용 명령어에서 발생하는 오버플로우 및 이를 해결하기 위해 사용되는 패킹/언팽킹 수행의 상당한 오버헤드를 줄일 수 있다. 동일한 SIMD 기반 병렬 프로세서 아키텍처에서 모의 실험한 결과, 제안한 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어는 baseline 프로그램보다 2.3배의 성능 향상을 보인 반면, 인텔사의 대표적인 멀티미디어 전용 명령어인 MMX 타입 명령어는 baseline 프로그램보다 단지 1.4배의 성능 향상을 보였다. 또한, 제안한 명령어는 baseline 프로그램보다 2.5배의 에너지 효율 향상을 보인 반면, MMX 타입 명령어는 baseline 프로그램보다 단지 1.8배의 에너지 효율 향상을 보였다.

• 전기학회논문지
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• 제57권7호
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• pp.1150-1156
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• 2008

This paper introduces the PC clustering of the SIMD structure for a distributed processing of on-line contingency to assess a static security of a power system. To execute on-line contingency analysis of a large-scale power system, we need to use high-speed execution device. Therefore, we constructed PC-cluster system using PC clustering method of the SIMD structure and applied to a power system, which relatively shows high quality on the high-speed execution and has a low price. SIMD(single instruction stream, multiple data stream) is a structure that processes are controlled by one signal. The PC cluster system is consisting of 8 PCs. Each PC employs the 2 GHz Pentium 4 CPU and is connected with the others through ethernet switch based fast ethernet. Also, we consider N-1 line contingency that have high potentiality of occurrence realistically. We propose the distributed process algorithm of the SIMD structure for reducing too much execution time on the on-line N-1 line contingency analysis in the large-scale power system. And we have verified a usefulness of the proposed algorithm and the constructed PC cluster system through IEEE 39 and 118 bus system.