현재 많은 신경망의 하드웨어 구현은 부동 소수점 연산에 비해서 적은 면적과 빠른 수행시간을 가지는 고정소수점 연산을 많이 사용하지만, 소프트웨어에서는 일반적으로 높은 정확도를 가지는 부동소수점 연산을 사용한다. 신경망의 하드웨어 구현에서 많이 사용하는 고정소수점 연산은 부동소수점 연산에 비해서 빠른 처리속도와 적은 면적으로써 쉽게 하드웨어 구현에 용이하지만, 부동소수점 연산에 비해서 낮은 정확도와 기존의 부동소수점 연산을 사용하는 소프트웨어 신경망을 쉽게 적용할 수 없는 단점을 가진다. 본 논문에서는 부동소수점 연산을 사용하여 문자 추출 MLP의 데이터 변환 없이 적용할 수 있는 전체 파이프라이닝 설계 구조를 제안한다. 제안된 설계방법은 신경망의 전체 구조를 입력층과 은닉층을 링크 병렬화 방법과 은닉층과 출력층을 뉴런 병렬화 방법을 개선하여 쉽게 파이프라이닝 구조로 설계함으로써 신경망 처리는 은닉층 뉴런수와 동일한 주기로 처리되며, 기존의 문자추출 소프트웨어 신경망을 제안된 하드웨어 설계방법으로 구현하였을 때 11배의 빠른 성능을 나타낸다.
본 논문은 CMOS 에지 완료검출 신호를 이용하여 8bit 웨이브파이프라인 덧셈기를 설게하였다. 이 구조는 클럭이 필요 없이 동작한다. 에지감지후 신호완료를 검출하는 알고리즘회로는 센서회로와 래치로 구성되어있다. 제안하는 구조를 이용하여 8bit 덧셈기의 출력이 거의 같은 시간에 만들어 지도록 정렬된다. 시뮬레이션에서 0.35um CMOS 공정을 사용하여 3.3V 공급전압으로 1GHz 동작을 확인하였다.
This paper describes the fixed-point DSP implementation of a CELP(code-excited linear prediction)-based speech coder. The effective realization methodologies to maximize the utilization of the DSP's architectural features, specifically Parallel movement and pipelining are also presented together with the implementation results targeted for the ITU-T standard G.723.1 using Motorola DSP56309. The operation of the implemented speech coder is verified using the test vectors offered by the standard as well as using the peripheral interface circuits designed for the coder's real-time operation.
HEVC (High Efficiency Video Coding)는 최근에 제안된 비디오 압축 표준으로서 이전의 비디오 압축 표준보다 두 배 이상의 부호화 효율을 가진다. 다양한 종류의 인트라 예측 블록과 모드는 HEVC의 높은 압축 성능과 연산 복잡도 증가의 주요 요인이다. 본 논문은 파이프라인과 인터리빙 기술을 사용하여 하드웨어 자원의 요구조건을 줄이는 반면 효율과 성능은 향상시킨 HEVC 용 인트라 예측 하드웨어 구조를 제시한다.
In this paper, we present multisample DSP coding technique for StarCore, SC 140 DSP. The multisample programming is a pipelining technique that exploits operand reuse both coefficients and variables within kernel. A coefficient or operand is loaded once from memory and then the value may be used by multiple ALUs. It is possible to evaluate one intermediate product from each of four output sample calculations in parallel . Therefore, parallelization has been achieved by processing multiple samples in parallel rather than multiple intermediate products belonging to only one sample. The benefits of decreasing the number of memory moves per sample is to increase the algorithm perforomance. In this paper, the multisample technique has been implemented in FIR filter calculation using Motorola StarCore DSP development tool.
This paper presents two types of high-speed hardware architectures for the block cipher ARIA. First, the loop architectures for feedback modes are presented. Area-throughput trade-offs are evaluated depending on the S-box implementation by using look-up tables or combinational logic which involves composite field arithmetic. The sub-pipelined architectures for non-feedback modes are also described. With loop unrolling, inner and outer round pipelining techniques, and S-box implementation using composite field arithmetic over $GF(2^4)^2$, throughputs of 16 Gbps to 43 Gbps are achievable in a 0.25 ${\mu}m$ CMOS technology. This is the first sub-pipelined architecture of ARIA for high throughput to date.
본 논문은 H.264/AVC 디코더의 하드웨어 구현 시 가장 많은 시간을 소비하는 부분이 움직임 추정기를 하드웨어로 구현하였다. 움직임 추정을 함에 있어서 외부메모리 Access 량을 줄이고, SAD연산을 수행할 때 Clock의 손실 없이 계산을 하는 움직임 예측기를 제안한다. 제안한 구조는 재탐색 구간에서 이전 탐색 범위와 공통부분을 이루는 부분을 레지스터에 따로 저장해 두었다가, 재탐색시에 이전 Data를 사용하는 방법을 이용하였다. 움직임 추정을 수행할 때의 SAD (Sum of absolute differences)연산 부분과 Adder-tree를 묶은 PU Array와 SAD 누적기, 선택기를 Pipelining을 통하여 Clock의 손실 없이 연속적으로 계산하는 움직임 예측기를 설계하였다. 구현한 하드웨어는 최대 446.43MHz의 주파수에서 동작할 수 있었고, 탐색영역 64${\times}$64, 참조 프레임 3, 그리고 영상크기 1920${\times}$1080 기준으로 구현한 결과 50 프레임을 처리할 수 있는 성능을 보였다.
This paper presents a new index mapping method for DFT (Discrete Fourier Transform) and its application to multidimensional DFT. Unlike conventional index mapping methods such as DIT (Decimation in Time) or DIF (Decimation in Frequency) algorithms, the proposed method is based on two levels of decomposition and it can be very efficiently used for implementing multidimensional DFT as well as 1-dimensional DFT. The proposed pipelined architecture for multidimensional DFT is very flexible so that it can lead to the best tradeoff between performance and hardware requirements. Also, it can be easily extended to higher dimensional DFTs since the number of CEs (Computational Elements) and DCs (Delay Commutators) increase only linearly with the dimension. Various implementation options based on different radices and different pipelining depths will be presented.
본 논문에서는 고위영역합성(High-level synthesis)의 가장 중요한 과제인 스케듈링 문제를 다루었다. 스케듈링 문제에 대한 접근 방식으로서, IP(integer programming)을 이용한 방식을 택하였다. 본 논문에서는 특히, 가용(可用)자원이 제한된 상태에서의 스케듈링이 효율적으로 수행될 수 있는 방법을 연구하여, 임의의 스케듈링방식에 의해 구해진 스케듈링 결과로부터, 주어진 조건을 만족하는 스케듈링을 행할수 있는 방법을 연구하였다. 멀티싸이클 연산의 연산자할당 및 구조적 파이프라이닝을 위한 스케듈링에 중점을 주어, 가능한한 최대의 성능과 최대의 자원공유가 이루어 지도록, 연산자의 특성을 세밀히 분석하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제7권1호
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pp.43-50
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2007
In a high-speed flash style or a pipelining style analog-to-digital converter (A/D converter), the DC reference fluctuation caused by external noises becomes serious, as the sampling frequency is increased. To reduce the fluctuations in conventional A/D converters, capacitors have been simply used, but the layout area was large. Instead of capacitors, a low-noise and small-size DC reference circuit based on transmission gate (TG) is proposed in this paper. In order to verify the proposed technique, we designed and manufactured a 6-bit 2GSPS CMOS A/D converter. The A/D converter is designed with a 0.18um 1-poly 6-metal n-well CMOS technology, and it consumes 145mW at 1.8V power supply. It occupies the chip area of 977um by 1040um. The measured result shows that SNDR is 36.25 dB and INL/DNL is within 0.5LSB, even though the DC reference fluctuation is serious.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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