• 제목/요약/키워드: Multimedia instructions

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휴대용 초음파 영상처리를 위한 멀티미디어 확장 명령어 및 최적의 매니코어 프로세서 구조 탐색 (Multimedia Extension Instructions and Optimal Many-core Processor Architecture Exploration for Portable Ultrasonic Image Processing)

  • 강성모;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • v.17 no.8
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    • pp.1-10
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    • 2012
  • 본 논문에서는 휴대용 초음파 영상의 고성능 및 저전력 처리를 위해 멀티미디어 전용 명령어를 내장한 매니코어의 디자인 공간 탐색 방법론을 제안한다. 이를 위해서 멀티미디어 확장 명령어로 인한 서브워드 병렬처리 방식을 적용한 프로그램과 적용하지 않은 프로그램의 성능을 비교하여 에너지 효율 및 면적효율을 측정하였다. 모의실험 결과, MMX 형태 명령어를 사용한 프로그램은 베이스라인 프로그램 보다 $256{\times}256$ 해상도에서 실행시간은 평균 3.16배, 에너지 효율은 평균 8.13배, 면적 효율은 평균 3.16배의 향상을 보였다. $240{\times}320$ 해상도와 $240{\times}400$ 해상도에서는 각각 실행시간 평균 2.16배, 2.25배, 에너지 효율은 4.04배 4.34배, 면적 효율은 2.16배, 2.25배 향상되었다. 더불어 이러한 MMX 형태 명령어를 포함한 매니코어의 프로세싱 엘리먼트 (Processing Element: PE) 개수 및 메모리 사이즈를 변화시키면서 각 초음파 영상의 해상도별로 최적의 시스템 면적 및 에너지 효율을 보이는 PE 구조를 탐색하였다.

멀티미디어 명령어를 강화한 수퍼스칼라 RISC 마이크로프로세서 구조 (Superscalar RISC Microprocessor Architecture with enhanced Multimedia Instructions)

  • 이용환;문병인;이용석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • pp.931-934
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    • 1999
  • For applications in multimedia to which genuine RISC microprocessors are not suitably applicable, a new generation of fast and flexible microprocessors is required. In this paper, as a technique of integrating DSP functionality in a general RISC processor, a RISC that can execute DSP extension instructions is developed to improve the performance of multimedia application execution. This processor can execute DSP instructions in parallel with the execution of ALU instructions for efficient and fast execution. In addition, the execution ability of integer instructions is improved by enhancing the RISC core itself.

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멀티미디어 확장 프로세서의 명령어 집합 구조에 관한 연구 (A Study on the Instruction Set Architecture of Multimedia Extension Processor)

  • 오명훈;이동익;박성모
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • v.38 no.6
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    • pp.420-435
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    • 2001
  • 최근의 멀티미디어의 발달에 따라 범용 프로세서에서 멀티미디어 데이터를 효과적으로 처리하려는 연구가 계속되고 있다. 본 논문에서는 범용 프로세서 안에서 멀티미디어 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 명령어들과 그 프로세서의 구조를 제안하고 이를 HDL(Hardware Description Language)로 행위 레벨에서 기술하고 시뮬레이션 하였다. 제안된 멀티미디어 명령어는 특성에 따라 7개의 그룹에 총 48개의 명령어로 구성되며 64비트 데이터 안에서 각각 8비트의 8바이트, 16비트의 4하프워드, 32비트의 2워드의 subword 데이터들을 병렬 처리한다. 모델링된 프로세서는 오픈 아키텍처(Open Architecture)인 SPARC V.9의 정수연산장치에 기반을 두었으며 하바드 구조를 지닌 5단 파이프라인 RISC 형태이다.

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고성능, 저전력 임베디드 비디오 프로세서를 위한 YUV 인식 명령어의 시뮬레이션 (Simulation of YUV-Aware Instructions for High-Performance, Low-Power Embedded Video Processors)

  • 김철홍;김종면
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • v.13 no.5
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    • pp.252-259
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    • 2007
  • 멀티미디어 응용과 무선통신 네트워크의 발전 속도가 급속하게 빨라짐에 따라 고성능, 저전력 멀티미디어 처리기술에 대한 소비자의 요구가 급증하고 있다. 이에 본 논문은 고성능, 저전력 임베디드 비디오 프로세서를 위한 YUV (Y: 휘도신호, U, V: 색차신호) 인식 명령어를 제안하고자 한다. 기존의 멀티미디어 전용 명령어 (e.g., MMX, SSE, VIS, AltiVec)는 일반적인 서브워드 병렬 기법을 이용하여 적당한 성능향상을 꾀하는 반면, 제안하는 YUV 인식 명령어는 두 쌍의 16-bit YUV (6-bit Y, 5-bits U, V) 데이타를 32-bit 레지스터에 저장하여 동시에 처리함으로써 칼라 비디오 처리 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 또한 데이타 포맷 사이즈를 줄임으로써 전체 시스템의 비용을 절감할 수 있다. 임베디드 슈퍼 스칼라 프로세서에서 모의 실험한 결과, YUV 인식 명령어 기반 프로그램은 baseline 프로그램에 비해 3.9배 성능 향상을 보인 반면, 동일한 프로세서 환경에서 Intel의 대표적인 멀티미디어 명령어인 MMX기반 프로그램은 baseline 프로그램보다 단지 2.1배의 성능 향상을 보인다. 또한 YUV 인식 명령어는 멀티미디어 애플리케이션에 대해 평균 75.8% 소모 에너지를 감소시킨 반면, MMX는 단지 54.8%의 소모 에너지를 감소시키는 결과를 보인다.

ASIP를 이용한 다중 비디오 복호화기 설계 및 최적화 (Design and Optimization of Mu1ti-codec Video Decoder using ASIP)

  • 안용조;강대범;조현호;지봉일;심동규;엄낙웅
    • 전자공학회논문지CI
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    • v.48 no.1
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    • pp.116-126
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    • 2011
  • 본 논문은 다양한 비디오 표준의 복호화가 가능한 프로세서를 설계하고, MPEG-2, MPEG-4 및 AVS(Audio video standard)를 이용하여 프로세서의 성능을 검증하였다. 일반적으로 하드웨어 비디오 복호화기는 고속의 복호가 가능하나 설계 및 수정이 어렵다. 반면, 소프트웨어기반의 경우에는 구현이 상대적으로 수월하고 수정이 용이하나, 동작 성능이 낮아 기대하는 속도를 얻기 어렵다. 본 연구에서는 두 가지 연구 설계방법의 장점을 동시에 충족시키는 방법으로 ASIP(Application specific instruction-set processor) 프로세서를 설계하였다. 또한, 비디오 복호화기의 공통 모듈을 연구하여 8개의 모듈로 나누었고, 각 모듈에 공통적으로 적용할 수 있는 다수의 멀티미디어 전용 명령어를 프로세서에 추가하였다. 비디오 복호화기를 위해 개발된 프로세서는 Synopsys 플랫폼 시뮬레이터와 FPGA 보드에서 성능을 평가하였다. 결과적으로 MPEG-2, MPEG-4 및 AVS에 적용하여 평균 37%의 복호 속도를 향상시켰다.

임베디드 병렬 프로세서를 위한 칼라미디어 명령어 구현 (Color Media Instructions for Embedded Parallel Processors)

  • 김철홍;김종면
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • v.35 no.7
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    • pp.305-317
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    • 2008
  • 최근 모바일 컴퓨팅 환경의 변화로 멀티미디어 데이타의 고성능, 저전력 처리에 대한 수요가 증가하고, 프로세서에 있어서 멀티미디어 전용 가속기 기능의 중요성이 크게 부각되고 있다. 이에 본 논문은 고성능, 저전력 멀티미디어 처리를 위한 SIMD 병렬 프로세서용 칼라미디어 명령어를 제안한다. 기존의 범용 마이크로프로세서 전용 멀티미디어 명령어 (e.g., MMX, VIS, AltiVec)는 4개의 8 비트 픽셀을 32 비트 레지스터에 저장하고 처리하는 반면에, 제안하는 칼라미디어 명령어는 인간의 시각이 칼라에 덜 민감한 점을 고려하여 32비트 데이타패스 아키텍처에서 두 쌍 (6개의 픽셀)의 압축된 16비트 YCbCr (6비트 Y, 5비트 Cb와 Cr) 데이타를 32비트 레지스터에 저장하고 동시에 처리함으로써 YCbCr 데이타 처리에서 높은 병렬성과 효율성을 보여준다. 또한 칼라미디어 명령어는 데이타 포맷 사이즈를 줄임으로써 전체시스템의 비용을 절감할 뿐만 아니라 데이타 대역폭의 감소로 시스템 디자인을 간소화한다. SIMD 병렬 프로세서 아키텍처에서 모의 실험한 결과, 칼라미디어 명령어 기반 프로그램은 baseline 명령어 프로그램보다 평균 6.3배 성능향상을 보여준다. 반면, Intel의 대표적인 멀티미디어 명령어인 MMX 기반 프로그램은 동일한 SIMD 병렬 프로세서에서 baseline 명령어 프로그램보다 단지 3.7배 성능향상을 나타낸다. 또한, 칼라미디어 명령어는 MMX보다 시스템 면적 효율 (52% 증가 대비 13% 증가)과 시스템 전력 효율 (50% 증가 대비 11% 증가)에서 우수성을 보여준다. 칼라미디어 명령어는 이러한 성능과 효율을 단지 3%의 시스템 면적과 5%의 시스템 전력의 증가로 얻는 반면, MMX는 14%의 시스템 면적과 16%의 시스템 전력증가가 요구된다.