• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권1호
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• pp.24-38
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• 2009

본 논문에서는 OCD(On-Chip Debugger)기반의 프로세서 디버거 구현한 것에 대해서 소개한다. 구현한 디버거는 프로세서 칩 내부에 내장에 내장해서 디버깅 기능을 하는 OCD로직과 심볼릭(Symbolic) 디버깅 기능을 지원하는 GNU 디버거 기반의 소프트웨어 디버거, 그리고 소프트웨어 디버거와 OCD를 연결해주고 고속 디버깅을 지원하는 인터페이스 & 컨트롤(Interface & Control) 블록으로 3개의 기능 블록으로 구성되어 있다. 디버거는 대상 프로세서에 OCD블록을 내장하여 소프트웨어 디버거를 이용해서 C/Assembly 레벨에서 디버깅이 가능하다. 디버깅 시스템(On-Chip Debugging System)은 FPGA로 구현된 32비트 RISC 타입 프로세서 코어에 OCD 블록을 내장해서 소프트웨어 디버거와 인터페이스 & 컨트롤 블록을 연동하여 동작을 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제35권2호
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• pp.301-310
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• 2013

Nowadays, the multicore processor is watched with interest by people all over the world. As the design technology of system on chip has developed, observing and controlling the processor core's internal state has not been easy. Therefore, multicore processor debugging is very difficult and time-consuming. Thus, we need a reliable and efficient debugger to find the bugs. In this paper, we propose an on-chip debug architecture for multicore processors that is easily adaptable and flexible. It is based on the JTAG standard and supports monitoring mode debugging, which is different from run-stop mode debugging. Compared with the debug architecture that supports the run-stop mode debugging, the proposed architecture is easily applied to a debugger and has the advantage of having a desirable gate count and execution cycle. To verify the on-chip debug architecture, it is applied to the debugger of the prototype multicore processor and is tested by interconnecting it with a software debugger based on GDB and configured for the target processor.

• ETRI Journal
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• 제34권1호
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• pp.44-54
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• 2012

Because of the intrinsic lack of internal-system observability and controllability in highly integrated multicore processors, very restricted access is allowed for the debugging of erroneous chip behavior. Therefore, the building of an efficient debug function is an important consideration in the design of multicore processors. In this paper, we propose a flexible on-chip debug architecture that embeds a special logic supporting the debug functionality in the multicore processor. It is designed to support run-stop-type debug functions that can halt and control the execution of the multicore processor at breakpoint events and inspect the possible causes of any errors. The debug architecture consists of the following three functional components: the core debug support block, the multicore debug support block, and the debug interface and control block. By embedding this debug infrastructure, the embedded processor cores within the multicore processor can be debugged simultaneously as well as independently. The debug control is performed by employing a JTAG-based scanning operation. We apply this on-chip debug architecture to build a debugger for a prototype multicore processor and demonstrate the validity and scalability of our approach.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권4호
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• pp.50-61
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• 2010

최근 SoC 가 주목받으면서 검증이 더욱 중요해졌다. SoC 설계 추세는 구조 및 RTL(Register Transistor Logic) 레벨의 HW(Hardware) 설계 및 내장형 프로세서에서 수행 될 SW(Software) 개발을 동시에 진행하는 HW/SW 통합 설계이다. 테크놀로지가 DSM(Deep-Submicron)으로 가면서 SoC 내부 상태를 확인하는 것은 매우 어려운 일이 되었다. 이와 같은 이유 때문에 SoC 디버거는 매우 어려운 분야이며 디버깅에 매우 많은 시간이 소모된다. 즉 신뢰성이 있는 디버거 개발이 필요하다. 본 논문에서는 JTAG을 기반으로 하는 하드웨어 디버거 OCD를 개발하였다. OCD는 Core-A를 대상으로 하여 개발 된 것이다. 개발된 OCD는 Core-A에 내장하여 SW 디버거와 연동하여 검증까지 마치고 디버거로서의 기능 및 신뢰성을 확인하였다. Core-A에 내장한 OCD는 약 14.7%의 오버헤드를 보이며 OCD의 2% gate count를 차지하는 DCU를 수정함으로써 다른 프로세서에도 쉽게 적용할 수 있는 디버거 유닛으로 사용할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권7호
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• pp.65-75
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• 2011

SoC 설계기술이 발전함에 따라 디버깅이 차지하는 비중은 더욱더 증가되고 있으며 사용자는 빠르고 정확한 디버거를 원하고 있다. 본 논문에서는 새로 설계되는 RISC 프로세서에 적용할 디버거를 위한 변형된 JTAG을 제안 및 설계하여 디버깅 기능 수행에 필요한 사이클을 줄임으로써 빠른 디버거를 구현하였다. 구현된 JTAG은 Core-A의 OCD에 내장하여 SW 디버거와 연동하여 FPGA 레벨까지 검증 마치고 디버거로서의 기능 및 신뢰성을 확인하였다. Core-A의 OCD에 내장된 제안한 JTAG은 기존의 JTAG과 비교하였을 경우, 디버깅 수행 사이클은 수행되는 디버깅 기능에 따라 약 8.5~72.2% 감소되고 추가적으로 게이트 카운트도 약 31.8%감소되었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권4호
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• pp.376-382
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• 2008

Developing highly cost-efficient and reliable embedded systems demands hardware/software co-design and co-simulation due to fast TTM and verification issues. So, it is essential that Platform-Based SoC design methodology be used for enhanced reusability. This paper addresses a reusable SoC platform based on OpenCores soft processor with reconfigurable architectures for hardware/software codesign methodology. The platform includes a OpenRISC microprocessor, some basic peripherals and WISHBONE bus and it uses the set of development environment including compiler, assembler, and debugger. The platform is very flexible due to easy configuration through a system configuration file and is reliable because all designed SoC and IPs are verified in the various test environments. Also the platform is prototyped using the Xilinx Spartan3 FPGA development board and is implemented to a single chip using the Magnachip cell library based on $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal technology.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권2호
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• pp.83-88
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• 2015

Core-A is 32-bit synthesizable processor core with a unique instruction set architecture (ISA). In this paper, the Core-A ISA is introduced with discussion of useful features and the development environment, including the software tool chain and hardware on-chip debugger. Core-A is described using Verilog-HDL and can be customized for a given application and synthesized for an application-specific integrated circuit or field-programmable gate array target. Also, the GNU Compiler Collection has been ported to support Core-A, and various predesigned platforms are well equipped with the established design flow to speed up the hardware/software co-design for a Core-A-based system.

• 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.