In this paper, a parallel pipelined processor model which acts as a small VLIW processor architecture and a scheduling algorithm for extracting instruction-level parallelism on this architecture are proposed. The proposed model has a dual-instruction mode which has maximum 4 basic operations being executed in parallel. By combining these basic operations, variable instruction set can be designed for various applications. The scheduling algorithm schedules basic operations for parallel execution and removes pipeline hazards by examining data dependency and resource conflict relations. In order to examine operation and evaluate the performance,a C compiler and a simulator are developed. By simulating various test programs with the compiler and the simulator, the characteristics and the performance result of the proposed architecture are measured.
In this paper, we propose an efficient VLSI architecture of Reed-Solomon(RS) decoder. To improve the speed. we develope an architecture featuring parallel and pipelined processing. To implement the parallel and pipelined processing architecture, we analyze the RS decoding algorithm and the honor's algorithm for parallel processing and we also modified the Euclid's algorithm to apply the efficient parallel structure in RS decoder. To show the proposed architecture, the performance of the proposed RS decoder is compared to Shao's and we obtain the 10 % efficiency in area and three times faster in speed when it's compared to Shao's time domain decoder. In addition, we implemented the proposed RS decoder with Altera FPGA Flex10K-50.
본 논문에서는 128-bit 블록암호인 SEED 알고리즘을 하드웨어로 구현하는데 있어서 면적을 줄이고 연산속도를 증가시키는 회로구조에 대하여 논하였고 설계결과를 기술하였다. 연산속도를 증가시키기 위해 Pipelined systolic array 구조를 사용하였으며, 입출력 회로에 어떤 버퍼도 사용하지 않는 간단한 구조이다. 이 회로는 10 MHz 클럭을 사용하여 최대 320 Mbps의 암호화 속도를 달성할 수 있다. 회로설계의 목표를 고속 암호화와 회로구조의 단순화에 두었다.
An 8-bit 2-stage pipelined current mode A/D converter is designed with a new architecture, where the wideband track-and-hold amplifiers which have 2 integrators in parallel sample input signal twice per clock cycle. The conversion speed of the A-D converter is two times faster than that of conventional pipelined method. The converter is designed to be operated at the power supply voltage of 3.3V with the input dynamic range of 0-256$\mu$A. HSPICE simulation results show the performance of up to 55Msamples/s and power consumption of 150mW with the parameters of ISRC $1.5\mu$m BICMOS process. The chip area is 3${\times}4mm^{2}$.
라우터에서의 어드레스 검색은 일초에 수천만개 이상으로 입력되는 패킷에 대하여 실시간으로 처리되어야하기 때문에 인터넷 라우터는 효율적인 IP 어드레스 검색 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 [1]에서 제안된 IP prefix의 binary tree에 기초한 효율적이면서 실용적인 IP 어드레스 검색 구조와 이를 구현하는 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 구조는 (1)에서 제안된 binary tree의 문제점들을 해결하는 구조로서 작은 수의 엔트리를 갖는 TCAM과 pipelined binary search를 적용하여 효율적인 하드웨어로 구현되었다. 구현된 하드웨어 구조의 성능을 평가하여 본 결과., 약 30,000 여개의 entry를 갖는 MAE-WEST 라우터 데이타의 경우, 2,000여개의 엔트리를 갖는 TCAM과 총 245 Kbyte의 SRAM을 사용하여 한번의 메모리 access를 통하여 어드레스 검색이 가능한 것으로 평가되었다. 또한 제한된 방식은 큰 데이터베이스나 IPv6를 위해서도 확장이 용이하다.
This paper presents CARMA (Cycle-Accurate Retargetable Micro-Architecture) as efficient framework for SoC-centric pipelined instruction-set architectures. It is based on ADL (Architecture Description Language) and provides more concise and manifest semantics to describe behavior of instruction set by mixing efficiency of instruction-set simulators and flexibility of RTL simulators. It exploits new timing model method based on process scheduling so it can support general timing model with cycle accuracy for large-scaled architectures usually used in SoC multimedia chip-set. According to experiments, the proposed framework was shown to be 5.5 times faster than HDL and 2.5 times faster than System-C in simulation speed so it is applicable for complex instruction-set pipelined architectures.
An optimized 4-stage 12-bit pipelined CMOS analog-to-digital converter (ADC) architecture is proposed to obtain high linearity and high yield. The ADC based on a multiplying digital-to-analog converter (MDAC) selectively employs a binary-weighted-capacitor (BWC) array in the front-end stage and a unit-capacitor (UC) array in the back-end stages to improve integral nonlinearity (INL) and differential nonlinearity (DNL) simultaneously whil maintaining high yield. A digital-domain nonlinear error calibration technique is applied in the first stage of the ADC to improve its accuracy to 12-bit level. The largest DNL error in the mid-point code of the ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is simulated to prove the effectiveness of the proposed ADC architecture.
본 논문에서는 multi-view 영상 디코딩 알고리듬을 구현하는 디코더의 구조를 제안하였다. 현재까지 multi-view 영상 처리를 위한 하드웨어 구조에 관한 연구는 이루어지지 않았다. 제안한 multi-view) 영상디코더는 3 단계 파이프라인 방식으로 동작하며, 매 클럭마다 디코드된 영상의 화소 값을 추출한다. Multi-view 영상 디코더는 3 부분으로 구성된다. 노드의 값을 반복적으로 전송하는 Node Selector, 4개의 노드 값으로부터 각 화소의 값을 추출하는 Depth Extractor와 주어진 시점과 화소의 깊이 값으로부터 영상평면에 투영되는 위치를 생성하는 Affine Transformer로 구성되어 있다. 제안된 구조는 MAX+PLUS II 설계 툴로 설계되었고 시뮬레이션을 수행하였으며, 동작 주파수는 30㎒이다. 제안된 구조를 갖는 디코더로 영상을 실시간으로 복원할 수 있다.
This paper presents a new edge-protection algorithm and its very large scale integration (VLSI) architecture for block artifact reduction. Unlike previous approaches using block classification, our algorithm utilizes pixel classification to categorize each pixel into one of two classes, namely smooth region and edge region, which are described by the edge-protection maps. Based on these maps, a two-step adaptive filter which includes offset filtering and edge-preserving filtering is used to remove block artifacts. A pipelined VLSI architecture of the proposed deblocking algorithm for HD video processing is also presented in this paper. A memory-reduced architecture for a block buffer is used to optimize memory usage. The architecture of the proposed deblocking filter is verified on FPGA Cyclone II and implemented using the ANAM 0.25 ${\mu}m$ CMOS cell library. Our experimental results show that our proposed algorithm effectively reduces block artifacts while preserving the details. The PSNR performance of our algorithm using pixel classification is better than that of previous algorithms using block classification.
본 연구에서는 실시간 이산웨이블릿변환을 위한 컨볼루션기반 non-cascaded 구조를 구현하고자 병렬곱셈기-중간버퍼-병렬누적기의 고성능 병렬파이프라인 연산회로를 설계하였다. 이산웨이블릿변환의 컨볼루션 곱셈연산은 필터계수의 대칭성과 업/다운 샘플링이 고려된 최적화를 통해서 1/4정도로 감소시킬 수 있으며, 화상데이터와 다수 필터계수들 간의 곱셈과정을 LUT기반의 병렬계수 DA 곱셈기 구조로 구현하면 3$\sim$5배 고속연산처리가 가능하게 된다. 또한 컨볼루션의 곱셈결과를 중간버퍼에 저장하여 누적가산 과정에서 재사용하면 전체 곱셈연산량을 1/2로 감소시켜 연산전력을 절약시킬 수 있다. 중간버퍼는 화상데이터와 필터계수들의 곱셈결과값들을 컨볼루션의 누적가산 과정을 위해 정렬시켜 저장하게 되는데, 이때 병렬누적가산기의 고속 순차검색을 위해 정렬된 병렬저장이 이루어지도록 버퍼관리 구조를 설계한다. 컨볼루션의 병렬곱셈기와 병렬누적가산기는 중간버퍼를 이용한 파이프라인을 구성하게 되는데, 파이프라인 연산처리 효율을 높이기 위해 병렬곱셈기의 연산처리 성능에 맞추어 누적가산기 및 중간버퍼의 병렬화 구조가 결정된다. 설계된 고성능 이산웨이블릿변환기의 성능을 검증하기 위해서 0.18um 라이브러리를 이용한 후반부 설계를 하였으며, 90MHz에서 SVGA(800$\sim$600)영상을 30fps로 실시간 처리함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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