• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제12권3호
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• pp.87-94
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• 2020

Recently, computer hardware is evolving toward increasing the number of computing cores, not increasing the clock speed. In order to use the performance of parallelized hardware to the maximum, the running program must also be parallelized. However, software developers are accustomed to sequential programs, and in most cases, write programs that operate sequentially. They also have a lot of difficulty designing and developing software in parallel. We propose a method to automatically convert a sequential C/C++ program into a parallelized program, and develop a parallelization tool that supports it. It supports open multiprocessing (OpenMP) and parallel patterns library (PPL) as a parallel framework. Perfect automatic parallelization is difficult due to dynamic features such as pointer operation and polymorphism in C/C++ language. This study focuses on verifying the conditions of parallelization rather than focusing on fully automatic parallelization, and providing advice to developers in detail if parallelization is not possible.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권10호
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• pp.2479-2496
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• 2013

Increasing demand for Full High-Definition (FHD) video and Ultra High-Definition (UHD) video services has led to active research on high speed video processing. Widespread deployment of multi-core systems has accelerated studies on high resolution video processing based on parallelization of multimedia software. Even if parallelization of a specific decoding step may improve decoding performance partially, such partial parallelization may not result in sufficient performance improvement. Particularly, entropy decoding has often been considered separately from other decoding steps since the entropy decoding step could not be parallelized easily. In this paper, we propose a parallelization technique called Integrated Multi-Threaded Parallelization (IMTP) which takes parallelization of the entropy decoding step, with other decoding steps, into consideration in an integrated fashion. We used the Simultaneous Multi-Threading (SMT) technique with appropriate thread scheduling techniques to achieve the best performance for the entire decoding step. The speedup of the proposed IMTP method is up to 3.35 times faster with respect to the entire decoding time over a conventional decoding technique for H.264/AVC videos.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제5권4호
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• pp.283-287
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• 2011

Due to the proliferation of software parallelization on multi-core CPUs, the number of concurrently executing processes is rapidly increasing. Unlike processes running in a server environment, those executing in a multi-core desktop or a multi-core mobile platform have various correlations. Therefore, it is crucial to consider correlations among concurrently running processes. In this paper, we exploit the property that for a given created location in the binary image of the parent process, the average running time of child processes residing in the run-queue differs. We claim that this property can be exploited to improve the overall system performance by running processes that have a relatively short running time before those with a longer running time. Experimental results verified that the running time was actually improved by 11%.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.102-116
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• 2009

최근 멀티코어 프로세서의 이용이 증가함에 따라, 멀티코어환경에서 고성능 H.264/AVC 코덱을 구현하기 위한 다양한 병렬화 기법들이 제안되고 있다. 이러한 기법들은 병렬화 기법 적용 방식에 따라 태스크 레벨 병렬화 기법과 데이터 레벨 병렬화 기법으로 구분된다. 태스크 레벨 병렬화 기법을 이용한 파이프라인 병렬화 기법은 H.264 알고리즘을 파이프라인 단계로 나누어 구현하며, 일반적으로 화면 사이즈가 작고 복잡도가 낮은 비트스트림에 유리하다. 그러나 프로세싱 모듈별 수행시간 차이가 커서 로드밸런싱이 좋지 않고, 파이프라인 단계의 수가 제한적이라 성능 확장성에 제한이 있어 HD 비디오같이 해상도가 큰 비트스트림 처리에는 적합하지 않은 단점이 있다. 본 논문에서는 로드밸런싱 및 성능 확장성을 고려하여 매크로블록 라인 단위로 쓰레드를 할당하는 수평적 데이터 레벨 병렬화 기법을 제안하고, 이에 대한 성능 예측 수식 모델을 통하여 성능을 예상한다. 또한 성능 예측의 정확성을 검증하기 위해 JM 13.2 레퍼런스 디코더에 대한 데이터 레벨 병렬화 기법을 ARM11 MPCore 환경에서 구현하고 이에 대한 성능 검증을 수행하였다. SoCDesigner를 이용한 사이클 단위의 성능 측정 결과, 본 논문에서 제시하는 쓰레드 증가에 대한 병렬화 기법의 성능 변화를 비교적 높은 수준의 정확도로 예측 가능하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권7호
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• pp.39-49
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• 2012

고해상도의 동영상 서비스가 보편화 되면서 동영상을 빠르게 처리하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 멀티 코어 시스템 상에서 멀티스레드를 사용한 데이터 레벨 병렬화 방법을 적용하여 비디오 디코더의 성능을 향상 시킬 수 있었다. 기존에 제안된 병렬화 방법들을 통해 디코딩 과정의 성능을 향상 시킬 수 있었지만, 이 방법들은 엔트로피 디코딩 부분을 제외하거나 엔트로피 디코딩 부분만의 병렬화를 별도로 고려한 부분적인 병렬화 방법이기 때문에 전체 디코딩 과정의 성능 향상에는 부족한 부분이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 병렬화 디코딩 과정뿐만 아니라 엔트로피 병렬화 디코딩 과정까지 함께 고려한 통합적인 비디오 디코딩 병렬화 방법을 제안한다. 우리는 각각의 비디오 디코더 병렬화 방법을 분석하여 최적화 방법을 제시하고 이의 성능평가를 해보았다. 그리고 우리는 비디오 디코딩 과정 내부에 존재하는 코어의 개수에 따른 성능향상의 차이를 고려해 성능을 최적화한 Integrated Parallelization 방법을 제안한다. 우리는 인텔 i7 멀티코어 시스템의 물리적 코어에서 엔트로피 디코딩 부분을 최대로 병렬화 하면서, 내부 자원을 공유하는 하이퍼스레딩 기술을 사용하여 데이터레벨 병렬화 방법에는 물리적 코어 수의 2배까지 스레드를 할당했다. 그리고 디코딩 과정 내부 특성을 고려한 멀티스레드 스케쥴링으로 전체 디코딩 과정의 성능을 멀티코어 시스템에 최적화해서 최대 70%까지 성능을 향상시킬 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.45-54
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• 2015

최근 정부와 산업계에서는 국가경쟁력의 핵심요소로 강조되고 있는 소프트웨어의 경쟁력을 강화해야 한다는 요구가 증가하고 있으며 이를 위해서는 소프트웨어를 개발하는 소프트웨어 개발자들의 직무능력 향상이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구결과 창의적 문제해결방법인 Computational Thinking이 소프트웨어 개발자들의 직무능력 향상에 긍정적인 영향을 준다는 점과 기존연구결과와는 다르게 소프트웨어 개발이라는 업무적 특성으로 인해 simulation, algorithms & procedures, parallelization 등이 소프트웨어 개발자들에게 영향력 있는 요소로 나타났으며 직무능력 향상을 위해서는 이에 대한 교육이 강조될 필요가 있다. 이중에서 특히 simulation이 가장 큰 영향을 주기에 이에 대한 강화가 필요하다고 할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권11호
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• pp.43-53
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• 2010

고해상도의 동영상 서비스가 보편화 되면서 동영상을 빠르게 처리를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티코어 프로세서의 사용이 증가하고 멀티코어 시스템에서 H.264/AVC 디코더를 구현하기 위하여 다양한 병렬화 방법이 제안되고 있다. 하지만 H.264/AVC 디코더를 병렬화 하는 경우, 각 스레드에서 처리하는 데이터의 처리 시간 차이로 인하여 지속적으로 스레드의 동기를 확인해야 하는데, 이는 병렬화를 통한 디코더의 성능 향상의 걸림돌이 된다. 이러한 병렬화 과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 우리가 제안하는 Multi -Threaded Parallelization(MTP) 방법은 프레임을 매크로 블록 묶음으로 나누어 병렬화 한다. 그리고 병렬화 과정에서 스레드를 처리하는 방법을 개선하고, 메모리를 재사용함으로써 디코더의 성능을 향상 시켰다. 본 논문에서는 FFmpeg H.264/AVC 디코더를 인텔 쿼드 코어 기반의 멀티코어 시스템에서 멀티 스레드로 구현하여 실험이 진행되었다. 그 결과, MTP 방법을 적용하여 병렬화 방법 적용하지 않은 H.264/AVC 디코더와 비교하여 최대 53%의 성능향상을 보였으며, 2Dwave 병렬화 방법의 메모리 사용량에 비해 HD 영상에서 65%, FHD 영상에서 81%의 메모리 사용량을 줄 일 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1091-1105
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• 2012

본 논문에서는 현재 표준화가 진행 중인 HEVC (high efficiency video coding) 부호화기의 고속화, 최적화, 병렬화 연구에 앞서 통계적 특성 및 복잡도 분석을 수행하였다. HEVC는 H.264/AVC에 비해 약 2배의 압축 성능을 나타내지만 부호화기 복잡도는 크게 증가하여 이는 앞으로 해결해야할 문제로 남아있다. HEVC의 높은 부호화기 복잡도를 해결하기 위한 고속화, 최적화, 병렬화 연구에 앞서, 본 논문에서는 HEVC 참조소프트웨어인 HM 7.1을 이용하여 HEVC 부호화기의 복잡도를 측정하였다. 추가적으로, 실제 응용에서 사용될 고속 HEVC 부호화기 소프트웨어에 대한 예상 복잡도를 고속 알고리듬이 적용된 HM 7.1 소프트웨어로 측정하였다. 복잡도 측정은 공통 실험 영상 및 조건을 사용하였으며 PC 환경에서 부호화기 소프트웨어의 동작 사이클을 측정하고 이를 분석하였다. 또한, 부호화를 통해 생성된 비트스트림을 이용하여 HEVC 부호화기 소프트웨어의 부호화 구조에 따른 통계적 특성과 제한적 부호화에 따른 통계적 특성에 대하여 제시하고 이를 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2648-2668
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• 2016

Modern mobile devices are equipped with various accelerated processing units to handle computationally intensive applications; therefore, Open Computing Language (OpenCL) has been proposed to fully take advantage of the computational power in heterogeneous systems. This article introduces a parallel software decoder of Low Density Parity Check (LDPC) codes on an embedded heterogeneous platform using an OpenCL framework. The LDPC code is one of the most popular and strongest error correcting codes for mobile communication systems. Each step of LDPC decoding has different parallelization characteristics. In the proposed LDPC decoder, steps suitable for task-level parallelization are executed on the multi-core central processing unit (CPU), and steps suitable for data-level parallelization are processed by the graphics processing unit (GPU). To improve the performance of OpenCL kernels for LDPC decoding operations, explicit thread scheduling, vectorization, and effective data transfer techniques are applied. The proposed LDPC decoder achieves high performance and high power efficiency by using heterogeneous multi-core processors on a unified computing framework.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.325-334
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• 2016

Recently, Open Computing Language (OpenCL) has been proposed to provide a framework that supports heterogeneous computing platforms. By using an OpenCL framework, digital communication systems can support various protocols in a unified computing environment to achieve both high portability and high performance. This article introduces a parallel software decoder of Low Density Parity Check (LDPC) codes for China Multimedia Mobile Broadcasting (CMMB) on a heterogeneous platform. Each step of LDPC decoding has different parallelization characteristics. In this paper, steps suitable for task-level parallelization are executed on the CPU, and steps suitable for data-level parallelization are processed by the GPU. To improve the performance of the proposed OpenCL kernels for LDPC decoding operations, explicit thread scheduling, loop-unrolling, and effective data transfer techniques are applied. The proposed LDPC decoder achieves high performance by using heterogeneous multi-core processors on a unified computing framework.