• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제5권1호
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• pp.55-62
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• 2016

In this paper, we propose a hybrid multi.system-on-chip (H-MSoC) architecture that provides a high-flexibility system in a rapid development time. The H-MSoC approach provides a flexible system-on-chip (SoC) architecture that is easy to configure for physical- and application-layer development. The physical- and application-layer aspects are dynamically designed and modified; hence, it is important to consider a design methodology that supports rapid SoC development. Physical layer development refers to intellectual property cores or other modular hardware (HW) development, while application layer development refers to user interface or application software (SW) development. H-MSoC is built from multi-SoC architectures in which each SoC is localized and specified based on its development focus, either physical or application (hybrid). Physical HW development SoC is referred to as physical-SoC (Phy-SoC) and application SW development SoC is referred to as application-SoC (App-SoC). Phy-SoC and App-SoC are connected to each other via Ethernet. Ethernet was chosen because of its flexibility, high speed, and easy configuration. For prototyping, we used a LEON3 SoC as the Phy-SoC and a ZYNQ-7000 SoC as the App-SoC. The proposed design was proven in real-time tests and achieved good performance.

• 전기학회논문지
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• 제58권10호
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• pp.2059-2063
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• 2009

This paper presents a programmable System-On-a-chip (SoC) for various embedded smart applications that need Neural Network computations. The system is fully implemented into a prototyping platform based on Field Programmable Gate Array (FPGA). The SoC consists of an embedded processor core and a reconfigurable hardware accelerator for neural computations. The performance of the SoC is evaluated using a real image processing application, an optical character recognition (OCR) system.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권4호
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• pp.255-261
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• 2005

With the advent of sub-90nm technologies, the system-on-chip (SoC) and system-in-package (SiP) are becoming the trend in delivering low-cost, low-power, and small-form-factor consumer electronic systems running at multiple GHz. The shortened transistor channel length reduces the transistor switching cycles to the range of several picoseconds, yet the time-of-flights of the critical on-chip and off-chip interconnects are in the range of 10 picoseconds for 1.5mm-long wires and 100 picoseconds for 15mm-long wires. Designers realize the bottleneck today often lies at chip-to-chip interconnects and the industry needs a good model to compute the inductance in these parts of circuits. In this paper we propose a new method for extracting accurate equivalent inductance circuit models for SPICE-level circuit simulations of system-on-chip (SoC) and system-in-package (SiP) designs. In our method, geometrical meshes are created and numerical methods are used to find the solutions for the electromagnetic fields over the fine meshes. In this way, multiple-GHz SoC and SiP designers can use accurate inductance modeling and interconnect optimization to achieve high yields.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8C호
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• pp.806-813
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• 2009

본 논문은 고속 무선 통신을 위한 모뎀 설계에 관한 것이다. 고속 통신을 위한 기술에는 여러 가지가 있는데, 그 중 넓은 주파수를 사용하고 여타 서비스에 주파수 간섭을 일으키지 않는 기술인 MB-OFDM (Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 UWB (Ultra-Wideband) 모뎀의 SoC (System-on-Chip) 칩을 설계하였다. 개발된 모뎀 SoC 칩의 기저대역 시스템은 WiMedia에서 정의한 표준안을 따라서 설계되었다. 설계된 SoC 칩은 코어 부분인 FFT/lFFT (Fast Fourier Transform/lnverse Fast Fourier Transform), 송신부, 심볼동기 및 주파수 오프셋 추정부, 비터비 디코더, 그리고 기타 수신부등으로 구성되어 있다. 반도체 공정은 90nm CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 공정을 사용하였고, 칩 사이즈는 약 5mm x 5mm 이다. 2009년 7월 20일에 fab-out되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권2호
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• pp.65-72
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• 2005

공정기술과 EDA 툴의 발전에 따라서 하나의 실리콘 다이(Die)에 많은 IP가 집적되고 멀티프로세서가 포함되는 SoC 구조가 가능해지고 있다 그러나 대부분의 기존 SoC 버스는 공유버스 구조라는 문제점으로 인해 통신의 병목현상이 발생하고 이는 전체 시스템 성능을 저하시키는 요인이 된다. 많은 경우에 멀티프로세서 시스템의 성능은 CPU 자체의 속도보다는 효율적인 통신과 균형있는 연산의 분배가 좌우하게 된다 따라서 충분한 SoC 버스 대역폭(Bandwidth)을 확보하기 위한 하나의 해결책으로 크로스바 라우터(Crossbar Router)를 이용하여 효율적인 온 칩 버스구조인 SoC Network Architecture(SNA)를 제안한다. 제안된 SNA구조는 다중 마스터(multi-master)에 대해 다중 채널(multi-channel)을 제공하여 통신의 병목현상을 크게 줄일 수 있으며 뛰어난 확장성을 지원한다. 제안된 구조에 따라 모델 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 진행한 결과 AMBA AHB 버스에 비해 평균 $40\%$ 이상 효율이 증가했다.

• ETRI Journal
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• 제27권5호
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• pp.497-503
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• 2005

In this paper, we present a performance analysis for an MPEG-4 video codec based on the on-chip network communication architecture. The existing on-chip buses of system-on-a-chip (SoC) have some limitation on data traffic bandwidth since a large number of silicon IPs share the bus. An on-chip network is introduced to solve the problem of on-chip buses, in which the concept of a computer network is applied to the communication architecture of SoC. We compared the performance of the MPEG-4 video codec based on the on-chip network and Advanced Micro-controller Bus Architecture (AMBA) on-chip bus. Experimental results show that the performance of the MPEG-4 video codec based on the on-chip network is improved over 50% compared to the design based on a multi-layer AMBA bus.

• 전기학회논문지
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• 제58권7호
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• pp.1418-1423
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• 2009

This paper describes the design and implementation of a System-on-a-Chip (SoC) for image processing applications to use in wearable/mobile products. The target Soc consists of LEON 2 core, AMBA/APB bus-systems and custom-designed controllers. A new FPGA-based prototyping platform is implemented and used for design and verification of the target SoC. To ensure that the implemented SoC satisfies the required performances, an image processing application is performed.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.696-706
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• 2007

다중처리기 SoC(MPSoC) 플랫폼은 SoC 설계 분야에 새로운 여러가지 혁신적인 트랜드를 가지고 있다. 급격히 십억 단위의 트랜지스터 집적이 가능한 시대에 게이트 길이가 $60{\sim}90nm$ 범위를 갖는 서브 마스크로 기술에서 주요문제점들은 확장되지 않는 선 지연, 신호 무결성과 비동기화 통신에서의 오류로 인해 발생한다. 이러한 문제점들은 미래의 SoC을 위한 NOC 구조의 사용에 의해 해결될 수 있다. 대부분의 미래 SoC들은 칩 상에서 통신을 위해 네트워크 구조와 패킷 기반 통신 프로토콜을 사용할 것이다. 이 논문은 NOC 구조를 위한 칩 통신에서 교착상태가 발생되지 않는 것을 보장하기 위해 적극적 turn prohibition을 갖는 적응적 wormhole 라우팅에 대해 기술한다. 또한 5개의 전이중, flit-wide 통신 채널을 갖는 간단한 라우팅 구조를 제시한다. 메시지 지연에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내고 같은 연결비율에서 운영되는 다른 기술들의 결과와 비교한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (C)
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• pp.286-288
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• 2003

본 논문에서는 서로 다른 네트워크간의 다양한 프로토콜과 이종의 트래픽을 동시에 처리할 수 있는 네트워크용 SoC (System-on-a-Chip) 프로세서를 구현하였다. 제작된 네트워크 SoC 프로세서는 ARM 프로세서 코어와 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 블록, 10/100 Mbps 이더넷 볼록, 스케쥴러, UART 등을 이용하였고 각 블록은 AM8A (Advanced Microcontroller Bus Architecture) 버스로 연결하였다. SoC 프로세서는 CADENCE사의 VerilogHDL을 이용하여 설계하였고 0.35$\mu\textrm{m}$ 셀 라이브러리를 이용하여 검증하였다. 구현된 칩은 총 게이트수가 312,000개이며 칠의 최대 동작 주파수는 50MHz 이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.86-93
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• 2010

반도체 공정 및 설계 기술의 발전에 따라 SoC에 보다 많은 기능이 포함되고 데이터 전송량 또한 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 SoC 내부의 온 칩 네트워크에서 데이터 전송 속도가 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 되어 이와 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 AHB를 대체하기 위한 온 칩 네트워크 프로토콜로 AXI와 OCP가 대표적으로 거론되고 있으나 전송 성능을 증가시키기 위해 신호선의 수가 크게 증가하여 인터페이스와 네트워크 하드웨어 설계가 매우 어렵고 기존에 널리 사용되던 AHB와 다른 프로토콜과의 호환성도 좋지 않다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위한 새로운 온 칩 네트워크 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 신호선의 수를 기존의 AHB보다 줄이고 AXI 등 다른 프로토콜과의 호환성도 고려하였다. 성능 분석결과 AXI보다는 조금 떨어지는 성능을 보여주고 있으나 8-버스트 이상의 전송에서는 큰 차이가 없고 신호선 수대비 성능에서는 월등히 우수함을 확인하였다.