• 전자공학회논문지S
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• 제35S권2호
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• pp.50-57
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• 1998

In this paper, we propoe a log N-stage ATM concentator. ATM concentrator is used in the ATM access network to concentrate the traffic offered at UNI, so that high utilization of the newtork rewources is achieved. The concetrator may be used as a construction block in the design of ATM switch. We define abasic element, named equalizer, and decribe its function and theory to construct an efficient concentrator using the element. In addition, a control scheme to enhance the concentrator to a superconcentrator is presented, which enables the concentration to start from an arbitrary output. This scheme makes it possible to construct an efficient ditributior or a barrel shifter which are often used in ATM switch and other application. The proposed concentrator has a low hardware complexity of O(N log N), thus it is economical to implement. Also, the time complexity of proposed concentrator for determining the rouging is O(N log N), which is faster than that of the existing ones.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.99-104
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• 1994

본 논문은 LSI의 물리적 레이아웃 설계시 다량의 패턴 데이타를 고속으로 처리할 수 있는 새로운 2차원 병렬처리 방법을 제안한고 메모리와 프로세서간에 데이타를 양방향으로 고속 전송 하는 스위칭 네트워크를 설계하였다.이스위칭 네트워크를 VHDL 설계 시스템을 이용하여 시뮬레이션하여 그 동작을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2296-2298
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• 1998

In this paper, an on-chip learning pulse-mode digital neural network with a massively parallel yet compact and flexible network architecture is suggested. Algebraic neural operations are replaced by stochastic processes using pseudo-random sequences and simple logic gates are used as basic computing elements. Using Back-propagation algorithm both feed-forward and learning phases are efficiently implemented with simple logical gates. RNG architecture using LFSR and barrel shifter are adopted to avoid some correlation between pulse trains. Suggested network is designed in digital circuit and its performance is verified by computer simulation.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권2호
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• pp.82-92
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• 2008

최근 많은 임베디드 시스템에서 통신이나 멀티미디어의 다양한 표준을 지원해야 하는 요구가 끊이지 않고 있다. 그러나 현실적으로 임베디드 시스템에서 요구하는 만큼의 표준이나 프로토콜을 위한 별개의 가속 IP들을 갖는 것은 불가능할 뿐만 아니라 상당히 힘든 작업이다. 그러므로 다양한 표준을 지원할 수 있는 가속 IP를 개발하는 것은 위와 같은 현재의 임베디드 시스템에서 요구하는 트렌드에 있어 중요하다 할 수 있다. 다양한 기능을 수행하는 하드웨어는 일반적으로 실행 환경이나 시스템 설정에 따라 다양한 기능들을 지원하기 위하여 동적으로 즉, 실행시간에 재구성 가능한 DSP를 사용하고 있다. 그러나 하나의 IP가 다양한 기능을 수행시키기 위해서는 필수불가결적으로 추가적인 면적을 차지하거나 추가적인 전력소모가 따른다. 그러므로 본 논문에서는 동적으로 재구성 가능한 하드웨어의 파워 소모를 줄이기 위해 정교한 클럭 게이팅을 사용하였고 또한 동적으로 재구성 가능한 하드웨어의 면적을 줄이기 위해 배럴 시프터(barrel shifter)를 이용한 곱셈기를 사용하여 메모리의 계수(Coefficient) 부분을 압축을 통해 메모리의 면적을 줄였다. 실행시간에 재구성 가능한 IP는 유사하지만 다른 기능들을 효과적으로 수행하기 때문에 이런 다기능 재구성 가능한 DSP IP의 전력소모를 성능에 영향 없이 줄이는 것은 상당히 난해한 일이다. 본 논문에서 제안한 정교한 클럭 게이팅은 동적으로 재구성 가능한 시스템에 아주 효율적으로 적용되었고 효과적인 결과를 도출하였다. 실험 결과는 본 논문에서 제시한 기법을 사용했을 시 사용하지 않았을 경우보다 최대 24%정도의 파워 절감 효과를 얻을 수 있었다. 또한 면적을 줄이기 위해서 기존의 일반적인 곱셈기를 사용하는 대신에 배럴 시프터(barrel shifter)를 이용한 곱셈기를 설계해 적용하였다. 기존 곱셈기를 제안한 곱셈기로 바꾸면 설계한 재구성 가능한 DSP의 구조상 많은 면적을 줄이는 것이 가능했다. 기존 곱셈기에 비해 제안된 곱셈기는 면적은 42%가 줄었으며, 전체적인 재구성 가능한 DSP의 면적에서 14% 감소한 결과를 도출하였다. 그러므로 본 논문은 재구성 가능한 특성을 갖는 IP의 단점인 파워 소모와 추가적인 면적을 효과적으로 보완한 면에 있어 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1252-1262
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• 1988

본 논문은 여러 가지 그래픽스 시스템에서 사용될 수 있는 GP(graphics & processor)의 기능적 설계와 검증에 대해 기술한다. GP는 두 부분으로 나뉘어지는데 하나는 CPU이고 다른 하나는 입출력 기능을 담당하는 부분이다. 그래픽스 명령어를 빨리 수행하기 위해 CPU는 특별한 연산기와 배럴 쉬프터 및 윈도우 비교기를 가지고 있으며 명령어를 미리 읽어오기 위한 FIFO도 가지고 있다. 입출력 부분은 GP의 국소 메모리를 구성하고 있는 VRAM과 DRAM을 제어하고, 모니터를 동작시키기 위한 신호들을 발생시키며 HP(host processor)와의 정보교환을 담당한다. CPU의 기능 검증은 Daisy 워크스테이션에서 행해졌으며 입출력 부분은 실리콘 컴파일러의 일종인 GENESIL을 사용하여 설계되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.71-76
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• 2008

H.264(또는 MPEG-4/AVC pt.10) 압축 표준은 고성능 영상 압축 알고리즘으로 그 적용 범위를 넓혀 가고 있다. H.264 압축 표준의 가변길이 코드(Variable Length Code)는 데이터의 통계적 중복성의 특성을 이용하여 압축을 한다. 이러한 압축된 비트 스트림은 복호기에서 연속된 비트 스트림을 잘라내는 작업과 테이블에서 비트 스트림과 비교하는 작업을 진행하는데 순수 하드웨어 구현이 까다로운 연산부이다. 본 논문에서는 HD 영상을 실시간으로 복호 가능한 가변길이 복호기 구조를 제안한다. Exp-Golomb 복호기는 연산기로 구성되어 있으며, CAVLD는 테이블과 연산기를 혼합하여 최적화된 하드웨어로 설계하였다. 비트 스트림의 분할(parsing) 작업은 배럴 쉬프터(Barrel shifter)와 1값 감지기(First 1's detector)에서 진행되며, 이 두 유닛은 Exp-Golomb 복호기와 CAVLD가 공유하는 구조로 설계하여 불필요한 하드웨어를 제거하였다. CAVLD와 재정렬(Reorder) 유닛간의 병목현상으로 가변길이 복호기 뿐만 아니라 H.264 디코더 전체의 성능 저하가 나타나는 단점을 제거하기 위해서 CAVLD와 재정렬 유닛간 FIFO와 재정렬 유닛의 최종 출력에 메모리를 두어 병목현상을 제거하였다. 제안된 가변길이 복호기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하고 FPGA를 통해 검증하였다. 0.18um 표준 CMOS 공정을 사용한 합성 결과는 22,604 게이트 수이며, 동작 주파수 120MHz에서 HD 영상이 복호됨을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.352-359
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• 2013

본 논문에서는 H.264/AVC 베이스라인 프로파일을 위한 엔트로피 코딩 유닛을 제안한다. 엔트로피 코딩에서는 매크로블록 부호화를 위해 코드 테이블들을 사용한다. 이 코드 테이블에 있는 코드워드들 간에는 일정한 패턴이 존재하는데, 본 논문에서는 코드워드의 패턴을 분석하여 하드웨어 비용을 줄였다. 제안하는 엔트로피 코딩 유닛은 Exp-Golomb 유닛과 CAVLC 유닛으로 구성된다. Exp-Golomb 유닛은 하나의 유닛에서 5가지 코드타입을 처리하고, 코드 패턴을 이용하여 두 개의 덧셈기만으로 복잡한 Exp-Golomb 연산을 처리 할 수 있다. 기존의 CAVLC 유닛은 큰 사이즈의 코드 테이블을 필요로 한다. 본 논문에서는 테이블에 차분 코드워드들을 저장하여 기존 방식대비 테이블 크기를 40% 이하로 줄인다. 엔트로피 코딩 유닛은 생성된 코드워드들이 MSB에 코드값 0이 분포되는 패턴을 이용하여 쉬프터 사이즈를 대폭 줄였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권1호
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• pp.59-65
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• 1999

MPEG-II 기반의 HDTV/DTV Encoder 구성부중 하나인 엔트로피 부호화기(entropy encoder)를 설계하였다. 설계된 엔트로피 부호화기는 생성된 비트스트림이 버퍼에 저장될 경우 버퍼의 고갈을 막기위해 제로 스터핑 블록을 첨가함으로써 9Mbps의 비트율로 출력된다. 또한, AC 계수와 DC 계수 table로 PROM이 아닌 조합회로를 사용하여 회로내부에 Critical path가 발생하지 않도록 하였다. 패커부의 경우 배럴 쉬프트 하나를 사용하여 24비트 단위로 패킹을 하도록 하였으며, 헤더정보 부호화부, 입력정보지연부, 부호화부 그리고 버퍼 제어부로 구성된다. 설계된 회로는 VHDL function 시뮬레이션을 통하여 검증하였고, 설계공정 파라미터로는 $0.8{\mu}m$ Gate Array 설계방식을 적용하여 Gate compiler로 P&R을 수행한 결과 전체 Layout의 핀 수와 Gate수는 각각 235개와 120,000개로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.53-58
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• 2008

본 논문은 네트워크 프로세서의 패킷 처리 능력 향상을 위한 새로운 명령어 세트를 제한한다. 제안하는 명령어는 패킷 헤더의 결합 연산을 가속화 할 수 있으므로 보다 효율적인 패킷 처리를 수행할 수 있다. 또한 overlay 명령어 처리를 위한 전용 하드웨어 구조를 설계하여 추가 하드웨어로 인한 비용을 최소화 하였다. 이를 위해 LISA 언어를 이용하여 네트워크 프로세서 기본 아키텍처를 설계하고 overlay 블록을 배럴 시프터를 기반으로 최적화 하였다. 이를 합성하여 면적 및 동작 지연시간을 비교하였으며, 컴파일러의 CKF(Compiler Known Function)를 이용하여 C레벨의 매크로 함수에 할당하고 어플리케이션 프로그램에 대한 실행 사이클 및 실행 시간을 비교하여 성능 향상을 확인하였다. Coware사의 processor designer, compiler designer를 이용하여 실험하였으며 Synopsys의 TSMC $0.25{\mu}m$로 합성한 결과 20.7%의 동작 지연시간 감소를 보였고, 전체 실행 사이클에선 제안하는 명령어 세트에 의해 30.8%의 성능 향상을 보였다.