DNA+드론 비즈니스 모델 : 온보드 메타데이터 정합 4K 영상 실시간 스트리밍 기술 및 폴 드론 적용 사례

우덕균,김경일,임유진 한국통신학회 2022 정보와 통신 Vol.39 No.3

본 고에서는 과기정통부 DNA+드론기술개발사업[1] 1단계 (2020.4 ~ 2021.12) 주요 결과물인 5G 통신 기반 4K 영상 실시간 메타데이터 정합 및 스트리밍, 실시간 데이터 수집 및 가시화, AI 분석 및 BM 모니터링 및 5G 기반 3D 관제 기술을 폴 드론 BM(Business Model)에 적용한 사례를 소개한다. 폴 드론 BM은 다수 드론(10대 이상)이 고도 30 ~ 70m 상공에서 비행하며 실종자 수색 미션을 수행하는 BM을 말하며, 드론과 지상간의 통신은 5G 통신으로 진행하였다. BM 실증은 1차로 ETRI(한국전자통신연구원) 운동장에서 드론 10대 임무 비행하였고, 2차로 세종 한글공원 드론특별자유화 구역에서 드론 18대 임무 비행하였다.

스칼라화가 데이터 캐시 성능에 미치는 효과

金志英,表昌祐,禹德均 弘益大學校 科學技術硏究所 1999 科學技術硏究論文集 Vol.10 No.1

Scalar replacement transformation has been mainly used for improvement of loop balance as being combined with unroll-and-jam transformation[4, 5]. These researches considered the effect of register usage to improve loop balance, but did not consider the effect of data cache usage. This paper shows the effect of data cache usage by scalarization transformation, the simple form of scalar replacement transformation. We implemented scalarization transformation as the separate module in SUIF compiler system, and experimented the data cache simulation with SPEC CFP95. In the direct-mapped cache simulation, the data cache misses are reduced by 10.8% on average. In the reduction of these cache misses, the reduction of conflict misses is 19.7%, speciallay the reduction of tomcatv benchmark is 51.8%. The result shows the importance of the effect of data cache performance by scalarization or scalar replacement. Therefore, in researches using scalarization or scalar replacement tranformations, the researchers should consider the effect of data cache usage by these transformations.

정규 트리 상의 부등식 해법에 관한 기본체계

우덕균(Dukkyun Woo),표창우(Changwoo Pyo) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2B

정규 트리 연산 중 포함 관계를 의미하는 부등식은 논리 프로그래밍이나 함수 프로그래밍의 프로그램 분석에서 핵심적인 역할을 한다. 포함 관계를 증명하는 추론 규칙을 개발하여, 이를 사용하여 부등식의 해를 구하는 논리체계를 수립하였다. 변수로 인해 추론 규칙을 더 이상 적용할 수 없는 경우에도 내로우잉 기법을 응용한 포함 내로우잉을 개발하여 부등식의 단순화가 계속될 수 있게 했다. 포함 내로우잉의 사용으로 기존의 방법보다 처리할 수 있는 부등식의 영역을 확대했으며, 부등식 해의 정확성을 증대시킬 수 있었다. 이는 정규 트리를 프로그램 분석의 유용한 도구로서 그 적용범위를 확대하는 데 기여할 것으로 예상된다.

Qplus 패키지 자동 생성 도구 개발

우덕균(Duk-Kyun woo),임채덕(Chaedeok Lim),김흥남(Heung-Nam Kim) 한국정보과학회 2004 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.31 No.2Ⅱ

한국전자통신연구원(ETRI)에서 개발한 임베디드리눅스인 Qplus[1]의 개발환경은 타겟 설정 도구인 타겟 빌더[2]와 통합개발환경인 Esto[3]를 포함한다. 타겟 빌더는 타겟에 설치될 응용, 라이브러리 등에 대해서 패키지 형태로 관리하고 있다. 개발자가 Esto를 사용하여 개발된 응용 프로그램을 타겟 빌더의 패키지로 추가하기 위해서는 패키지 명세 구문을 익혀서 수작업으로 패키지를 작성해야 한다. 이와 같은 과정은 개발자에게 프로그램 개발 이외의 오버헤드를 제공하기 때문에 전체적인 개발시간이 길어질 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 타겟 빌더의 패키지를 자동으로 생성하는 도구를 개발하였다. 본 도구는 Eclipse[4] 기반으로 개발되었으며, 개발중인 Eclipse 기반의 Esto와 타겟 빌더와 연동되어 개발자에게 사용하기 편리한 통함 Qplus 개발환경을 제공하여, Qplus 기반의 임베디드 시스템 개발 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 기대한다.

스칼라화 변환 기법의 데이터 캐시 사용 효과

우덕균(Dukkyun Wu),표창우(Changwoo Pyo) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1A

스칼라 대체(scalar replacement) 변환은 펼침-불임(unroll-and-jam) 변환과 결합하여 루프 내포체의 루프 균형(loop balance) 개선을 위하여 사용되었다 [3, 4]. 그러나, 이와 같은 연구소에서 스칼라 대체의 레지스터 사용 효과는 고려되었으나, 데이터 캐시 사용 효과는 고려되지 않았다. 본 논문에서는 스칼라 대체의 간단한 형태인 스칼라화가 데이터 캐시 사용에 미치는 영향을 측정하였다. 스칼라화는 SUIF 시스템을 기반으로 구현되었으며, SPEC CFP95 벤치마크에 대하여 캐시 시뮬레이션을 수행하였다. 직접 사상 방식의 캐시 모델에 대한 실험 결과 캐시 미스는 10.8% 감소하였다. 캐시 미스 감소에서 용량 미스(capacity miss)는 거의 변하지 않았고, 충돌 미스(conflict miss)는 19.7% 감소하였다. 특히, tomcatv의 경우에는 51.8% 감소하였다. 이것은 스칼라화, 또는 스칼라 대체를 적용하는 경우에는 데이터 캐시 사용 효과도 고려해야 함을 보여준다.

프롤로그 프로그램에 대한 술어 사용 방식의 처방과 이의 부목표 스케쥴링에 대한 적용

우덕균(Dukkyun Woo),표창우(Changwoo Pyo) 한국정보과학회 1995 정보과학회논문지 Vol.22 No.5

술어의 사용 방식을 나타내는 우수한 표현력의 모드 선언을 프롤로그 프로그램에 도입하였다. 모드 선언을 위해 정규 트리가 사용되었다. 선언된 모드의 일관성을 정적으로 검사하는 추론 규칙을 개발하였다. 일관된 모드 선언을 갖는 프로그램은 선언된 모드를 실행 시간에 준수함을 보장받는다. 논리절이 선언된 모드와 합치하지 않을 때, 술어 호출 재배열을 통하여 선언된 모드를 준수하는 논리절로 변환할 수 있는 경우, 그러한 논리절을 구성해내는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 논리절 변환 알고리즘을 통하여 적절한 제어 구조를 합성할 수 있기 때문에, 본 연구의 결과는 ‘제어’를 ‘논리’로부터 명확히 분리해내고 있다. ‘논리’와 ‘제어’를 독립적으로 구성하는 것은 프롤로그 프로그램의 성능 향상 뿐만 아니라 에러 감소에도 기여할 것으로 예상된다. Expressive mode declarations for predicate usage have been introduced into Prolog programs. Regular trees are used for mode declarations. Inference rules have been developed for static checking of consistency in declared modes. Programs with consistent mode declarations are guaranteed to respect the declared modes at run time. We have also developed an algorithm which reorders predicate calls in a clause, when the clause does not conform to declared modes, and any such reordering yields a clause respecting the declared modes. Since proper control structures can be synthesized through the clause transformation, the result of our research clearly separates ‘control’ from ‘logic’, and thus can be constructed independently of each other. This would contribute to reducing errors as well as enhancement of performance of Prolog programs.

루프 교환에 따른 시간 지역성과 순차 지역성 변화 비교

우덕균(Dukkyun Wu),표창우(Changwoo Pyo) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1A

프로그램의 지역성 향상을 위한 루프 교환 변환은 완전 루프 내포체(perfect loop nest)에서 바깥 루프가 가지고 있는 지역성을 효과적으로 이용하기 위해 안쪽 루프와 교환하는 변환이다. 본 논문은 루프 교환을 결정하기 위한 번역 시간(compile time)의 지역성 척도(locality metric)로써 시간 지역성, 순차 지역성, 시간-순차 지역성, 세가지 경우를 고려한 각 루프 교환 모듈들을 SUIF 번역기 시스템을 바탕으로 구현하였다. 각 구현된 모듈들은 SUIF 시스템에 통합되어 SPEC CFP95 벤치마크 프로그램에 대한 성능 평가 실험과 그것에 대한 비교 및 분석을 하였다. 본 논문에서 제시한 지역성 척도는 다른 루프 교환에서 고려되는 지역성 척도[6] 보다 간단한 방법으로 루프 교환시의 분석 시간을 줄일 수 있을 것으로 기대한다.

루프 분산, 교환, 펼침, 스칼라화에 기초한 데이타 지역성 개선을 위한 프로그램 변환체계

우덕균(Dukkyun Wu),표창우(Changwoo Pyo),윤석한(Suk-Han Yoon) 한국정보과학회 1999 정보과학회논문지(B) Vol.26 No.4

본 논문은 데이타 캐시를 효과적으로 사용하기 위하여 개발된 원시 프로그램의 루프 변환체계에 대하여 논하고 있다. DIUS로 명명된 이 체계는 외부 루프 펼침을 중심으로 루프 분산, 교환이 선행되고, 마지막에 스칼라화가 적용되는 변환체계이다. 루프 교환은 회전 공간이 루프 단위로 변형되어 전반적으로 캐시 재사용 기회를 높이지만 일부 배열 참조에 대해서는 오히려 재사용 기회를 감소시킨다. 본 연구에서는 이 문제를 외부 루프 펼침으로 해결하였다. 외부 루프 펼침과 루프 교환을 루프 몸체의 문장들에 선별적으로 적용하기 위하여 루프 분산을 도입하였다. 외부 루프 펼침을 적용하면 배열 참조를 스칼라 참조로 변환하는 스칼라와의 효과가 증대되어 레지스터 사용의 효율성이 높아진다. SPEC CFP95 벤치마크에 대하여 DIUS를 적용한 결과 기하학적 평균으로 속도 향상 1.10을 얻었으며, 특정 프로그램에 대해서는 1.44의 속도 향상을 이룰 수 있었다. 캐시 시뮬레이션을 통하여 변환된 프로그램들은 모두 캐시 미스수가 줄어들었음을 확인하였다. 이와 같은 성능 향상은 사용된 루프 변환 기법들이 갖는 캐시와 레지스터의 효율적인 사용에 기인한다. This paper discusses a framework of loop transformation for effective cache utilization. The transformation framework, named as DIUS. is based on outer loop unrolling and contains loop distribution and loop interchange as previous transformation of outer loop unrolling, scalarization as next transformation. Loop interchange can generally increase cache reuse of loop nest, but reduce chance of cache reuse for some array references. In this paper, we solved this problem with outer loop unrolling. To apply outer loop unrolling and interchange to statements of loop body selectively, we introduced loop distribution. Outer loop unrolling can improve effect of register reuse with scalarization, transformation technique to replace array references with scalar references. When DIUS is applied to SPEC CFP95, we could achieve the speedup of 1.10. Some benchmark program showed the speedup of 1.44. The result of cache simulation showed reduced number of cache misses for all the transformed benchmark programs. The performance gain comes from the synergic effect of reduced cache misses and effective utilization of registers.

내장형 시스템을 위한 점진적이고 목표 재설정 가능한 링커

우덕균(Deok-Kyun Wu),한경숙(Kyungsook Han),표창우(Changwoo Pyo),김흥남(Heung-Nam Kim) 한국정보과학회 2001 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.7 No.2

호스트-타겟으로 연결되는 내장형 시스템 개발 환경에서 호스트의 링커는 크로스 컴파일된 목적 화일을 타겟의 모듈들과 링킹하고 타겟으로 다운로딩한다. 본 연구에서는 이와 같은 링커를 목적 화일 형식에 종속적인 모듈과 독립적인 모듈로 세분화하였다. 종속적인 모듈은 목적 화일로부터 화일 형식에 독립적인 링킹 정보를 추출하고, 독립적인 모듈은 이 링킹 정보로부터 실제적인 링킹을 담당한다. 이와 같은 세분화는 내장형 시스템 개발 환경에서 타겟 시스템에 대한 이식성을 높일 수 있다. 또한, 본 연구의 링커는 로딩되는 목적 화일 뿐만 아니라 이미 로딩된 타겟 모듈들에 대해서도 재배치를 적용하는 점진적 원격 링킹을 수행한다. 링커의 점진적 원격 링킹은 모듈 단위로 타겟으로 링킹할 수 있기 때문에 모듈들을 통합하여 타겟으로 링킹하는 방식 보다 링킹 시간을 단축할 수 있다. SPEC95 정수형 벤치마크 프로그램들에 대한 실험 결과 평균 64.90%의 감소율을 보였다. 또한, 링커의 점진적 원격 링킹은 사용자가 목적 화일들의 링킹 순서를 고려하지 않고 임의의 순서로 링킹할 수 있는 편의성을 제공할 수 있다. 현재, 본 연구의 링커는 상용화 준비 중인 내장형 응용 개발 환경 ESTO의[1] 내부 모듈로 개발되었다. In a development environment for embedded system with a connection between host and target system, the linker of host system links the cross-compiled object file and modules of target system and downloads the linked object file to the target system. In this research, we separate this linker into the module dependent on object file format and the module independent on object file format. The dependent module gets the linking information independent on file format from the object file, and the independent module actually does the linking process with this linking information. This separation can improve the portability of development environment for a target system. Also, our linker does the incremental remote linking that applies relocation not only to the object file to be loaded but also to target's modules to have been loaded. This incremental remote linking can reduce a linking time than linking by the united modules because of linking by module. The result of measuring linking time for SPEC95 integer benchmarks shows an average of reduction rates of 64.90%. Also, incremental remote linking can improve the comfortability of users who develop programs because users do not consider a downloading order of linking object files. Currently, we developed this linker in the embedded application development environment ESTO[1] to be prepared for a commercial product.

외부 루프 펼침에서 펼침 인자 증가에 따른 데이터 지역성 변화 관찰

우덕균(Dukkyun Wu),표창우(Changwoo Pyo) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2Ⅰ

루프 몸체를 복제하는 루프 펼침을 외부 루프에 대하여 적용하면, 루프 내포체의 데이터 지역성이 개선된다. 펼침 횟수 증가에 따른 루프 내포체의 데이터 지역성 변화를 예측하였고, 예측 결과를 행렬 곱셈 프로그램에 대하여 실행 시간과 캐시 미스 변화를 측정하여 검증하였다. 펼침 횟수가 증가함에 따라, 초반에는 실행 시간과 캐시 미스가 급격히 감소하다 점점 감소폭이 줄어드는 기하급수적 변화를 보였다. 이 결과는 데이터 지역성 개선을 위한 외부 루프 펼침 변환을 적용할 때, 작은 값(최대 4-5회)의 펼침으로 프로그램 성능 향상을 기대할 수 있음을 의미한다. 한편, 컴파일러에 의한 루프 펼침을 적용할 때, 불필요하게 많은 펼침 횟수의 펼침 효과에 대하여 분석할 필요가 없음을 나타낸다.