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Division-by-Convergence 방식을 사용하는 24-비트 부동소수점 제산기에 대한 OpenGL 정확도의 대수적 검증
유세훈,이정우,김기철,Yoo, Sehoon,Lee, Jungwoo,Kim, Kichul 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.3
Low-cost and low-power are important requirements in mobile systems. Thus, when a floating-point arithmetic unit is needed, 24-bit floating-point format can be more useful than 32-bit floating-point format. However, a 24-bit floating-point arithmetic unit can be risky because it usually has lower accuracy than a 32-bit floating-point arithmetic unit. Consecutive floating-point operations are performed in 3D graphic processors. In this case, the verification of the floating-point operation accuracy is important. Among 3D graphic arithmetic operations, the floating-point division is one of the most difficult operations to satisfy the accuracy of $10^{-5}$ which is the required accuracy in OpenGL ES 3.0. No 24-bit floating-point divider, whose accuracy is algebraically verified, has been reported. In this paper, a 24-bit floating-point divider is analyzed and it is algebraically verified that its accuracy satisfies the OpenGL requirement. 모바일 시스템에서는 비용 및 전력 효율이 중요하기 때문에 부동소수점 연산기 개발 시 32-비트 데이터 형식대신 24-비트 데이터 형식을 사용하는 것이 좋다. 하지만 24-비트 데이터 형식을 사용할 경우 32-비트 데이터 형식에 비해 연산기의 정확도가 낮아질 수 있다. 3D 그래픽과 같이 연속적인 부동소수점 연산 처리가 많이 요구될 경우 연산기의 정확도에 대한 논의와 검증이 중요하다. 나눗셈은 3D 그래픽에 사용되는 연산 중 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하기 가장 어려운 연산 중 하나이다. 현재까지 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하는 것이 대수적으로 검증된 24-비트 부동소수점 제산기는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 24-비트 부동소수점 제산기를 분석하고, OpenGL ES 3.0에서 규정한 $10^{-5}$의 정확도를 만족함을 대수적으로 검증한다.
저 유전상수 폴리머와 SiO$_2$기판위에 형성된 Al/Ti박막의 우선방위 비교
유세훈,김영호 한국마이크로전자및패키징학회 2000 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.7 No.2
저유전상수 폴리머와 $SiO_2$위에 형성된 Al/Ti박막의 우선방위에 대해 비교하였다. DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 50 nm 두께의 Ti과 500 nm의 Al-1%Si-0.5%Cu(wt%) 합금 박막을 저유전상수 폴리머와 $SiO_2$기판위에 증착하였다. Al의 우선방위는 XRD $\theta$-2$\theta$와 rocking curve로 측정하였고, Al/Ti박막의 미세조직은 투과전자현미경 (TEM)으로 관찰하였다. 저 유전상수 폴리머 위에 증착된 Al/Ti박막은 $SiO_2$위에 증착된 것보다 낮은 우선방위를 가졌다. 단면 TEM으로 Ti을 관찰한 결과, $SiO_2$위의 Ti의 결정립은 기판에 수직하게 성장하였으나 저유전상수 폴리머 위의 Ti 결정립은 등축정으로 성장하였으며, 저유전상수 폴리머위의 Al/Ti박막이 낮은 우선방위를 갖는 이유는 Ti 미세조직 때문이었다. The comparative study of texture of Al/Ti thin films deposited on low-dielectric polymer and $SiO_2$substrates has been investigated. Fifty-nm-thick Ti films and 500-nm-thick Al-1%Si-0.5%Cu (wt%) films were deposited sequentially onto low-k polymers and $SiO_2$by using a DC magnetron sputtering system. The texture of Al thin film was determined using X-ray diffraction (XRD) theta-2theta ($\theta$-2$\theta$) and rocking curve and the microstructure of Al/Ti films on low-k polymer and $SiO_2$substrates was characterized by cross-sectional transmission electron microscopy (TEM). Both the $\theta$-2$\theta$ method and rocking curve measurement suggest that Al/Ti thin films deposited on $SiO_2$have stronger texture than those deposited on low-k polymer. The texture of Al thin films strongly depended on that of Ti films. Cross-sectional TEM revealed that grains of Ti films on $SiO_2$substrates had grown perpendicular to the substrate, while the grains of Ti alms on SiLK substrates were formed randomly. The lower degree of (111) texture of Al thin films on low-k polymer was due to Ti underlayer.
재구성형 주변장치유닛을 사용한 유무선 LED 조명 통신
유세훈,공정철,김기철,Yoo, Sehoon,Gong, Jungchul,Kim, Kichul 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.4
In this paper, a reconfigurable peripheral unit for LED lighting communication is presented. Embedded lighting devices require various communication protocols. Usually, serial communication protocols and lighting control communication protocols such as DALI, DMX512, UART, SPI, IrDA, etc. are used in lighting devices. When the requirements of communication protocols are satisfied with separate IPs, the cost and the power consumption can considerably increase. We propose a reconfigurable communication peripheral unit which uses analysis of signal formats of the protocols. The gate count of the reconfigurable peripheral unit uses only 57% of the gate count of the separate implementation. Also, in this paper, a mapping table based DALI-ZigBee interfacing method for flexible lighting network configurations is proposed. Using this method, various DALI-ZigBee network systems can be easily set up. An LED lighting system platform is implemented to verify the operation of the DALI-ZigBee interfacing method. The reconfigurable peripheral unit and the DALI-ZigBee interfacing method can be efficiently used to implement various wired/wireless lighting communication systems. 본 논문에서는 LED 조명 통신을 위한 재구성형 주변장치유닛을 제안한다. 조명시스템을 위한 임베디드 장치에서는 다양한 통신 프로토콜이 요구된다. 이러한 통신 프로토콜로는 UART, SPI, IrDA 등의 직렬 통신, DALI나 DMX512와 같은 조명제어 통신이 있다. 다양한 통신 프로토콜 요구사항을 각 IP로 개별 구현하여 만족시킬 경우 비용 및 전력 효율이 떨어질 수 있다. 본 논문에서는 각 프로토콜의 신호 형식을 분석하여 UART, SPI, IrDA, DALI, DMX512의 통신 기능을 통합하는 방법을 제안한다. 제안한 재구성형 주변장치유닛은 개별 구현 방법에 비해 57% 감소된 양의 게이트수를 사용한다. 또한 본 논문에서는 조명 네트워크를 유연하게 구현하기 위해 사용될 수 있는 매핑테이블 기반의 DALI-ZigBee 인터페이싱 방법을 제안한다. 이 방법을 사용하면 DALI와 ZigBee를 혼용한 다양한 구성의 조명 네트워크 시스템을 효율적으로 구현할 수 있다. LED 조명시스템 플랫폼을 구성하여 유무선 조명 통신 네트워크의 동작을 검증하였다. 본 논문에서 제안한 재구성형 주변장치유닛과 DALI-ZigBee 인터페이싱 방법은 유무선 조명시스템을 효율적으로 구현하는 데에 사용될 수 있다.
모바일 멀티미디어의 효율적 처리를 위한재구성형 병렬 프로세서의 구조
유세훈,김기철,양일석,노태문 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.44 No.10
This paper proposes a reconfigurable parallel processor architecture which can efficiently implement various multimedia applications, such as 3D graphics, H.264/H.263/MPEG-4, JPEG/JPEG2000, and MP3. The proposed architecture directly connects memories and processors so that memory access time and power consumption are reduced. It supports floating-point operations needed in the geometry stage of 3D graphics. It adopts partitioned SIMD to reduce hardware costs. Conditional execution of instructions is used for easy development of parallel algorithms. 본 논문에서는 3D 그래픽스(graphics), H.264/H.263/MPEG-4 같은 동영상 코덱, JPEG 혹은 JPEG2000 같은 정지영상 코덱, MP3 같은 오디오 코덱 등 다양한 멀티미디어 관련 기술을 효율적으로 구현하기 위한 재구성형 병렬 프로세서 구조가 제안된다. 제안된 구조는 메모리와 프로세서를 직접 연결하여 메모리 접근 시간과 소비전력를 감소시키고, 3D 그래픽스 처리 과정 중 기하 단계의 부동소수점 연산을 지원한다. 또한 분할 SIMD(partitioned SIMD) 방식을 사용하여 하드웨어 비용을 줄이고, 명령어(instruction)의 조건부 실행(conditional execution)을 지원하여 알고리듬 개발이 용이하다.