저전력 SoC을 위한 동적 주파수 제어 시스템의 FPGA 프로토타입 설계 = FPGA Prototype Design of Dynamic Frequency Scaling System for Low Power SoC

국문 초록 (Abstract)

하드웨어 기반 동적 전압 및 주파수 제어 시스템은 전역 비동기 지역 동기 시스템 설계 방식을 이용하여 동종의 멀티 코어 혹은 이종의 멀티 코어 시스템을 저전력으로 설계하기 위한 핵심 기술 중의 하나이다. 본 논문에서 하드웨어 기반 동적 주파수 제어 시스템의 FPGA 프로토타입 설계를 위해서 동적 주파수 제어기를 제안하고, 이를 FIFO 기반 멀티코어를 이용한 소프트웨어 정의 무선 설계와 네트워크 온 칩 기반의 하드웨어 MPEG2 인코더 설계에 적용하였다. 기존의 단일 주파수 시스템에 비해서 소프트웨어 정의 무선 설계의 경우 성능이 5.9% 하락하였지만, 전력소모는 78% 감소하였다. MPEG2 인코더 설계의 경우에 성능은 0.36% 하락하고 전력소모는 29.1% 감소하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Hardware based dynamic voltage and frequency scaling is a promising technique to reduce power consumption in a globally asynchronous locally synchronous system such as a homogeneous or heterogeneous multi-core system. In this paper, FPGA prototype design of hardware based dynamic frequency scaling is proposed. The proposed techniques are applied to a FIFO based multicore system for a software defined radio and Network-on-Chip based hardware MPEG2 encoder. Compared with a references system using a single global clock, the first prototype design reduces the power consumption by 78%, but decreases the performance by 5.9%. The second prototype design shows that power consumption decreases by 29.1% while performance decreases by 0.36%.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. Hardware DFS Architecture
• 3. FPGA를 위한 Hardware DFS Architecture
• 4. FPGA를 위한 Hardware DVFS Architecture
• 5. 결론
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 Xilinx, "Virtex-II Pro Development System"

2 Xilinx, "PicoBlaze 8-bit Embedded Microcontroller User Guide"

3 Xilinx, "MicroBlaze Processor Reference Guide"

4 Xilinx, "ML505/ML506/ML507 Evaluation Platform"

5 Puru Choudhary, "Hardware Based Frequency/Voltage Control of Voltage Frequency Island Systems" 34-39, 2006

6 Umit Y.Ogras, "Design and Management of Voltage-Frequency Island Partitioned Networks-on-Chip" 17 (17): 330-341, 2009