멀티미디어 데이타 처리를 위한 그래픽 프로세서 설계

Design of a Graphic Processor for Multimedia Data Processing

본 논문은 그래픽 프로세서(Graphic Coprocessor: GCP)의 설계 및 구현에 대해 기술한다. 설계된 그래픽 프로세서는 멀티미디어 서버용 프로세서의 그래픽 전용 프로세서로 사용 가능하다. GCP 명령어 집합은 멀티미디어 데이타의 병렬성을 이용하기 쉬운 SIMD 및 Superscalar 등의 병렬 아키텍쳐 개념을 적용하여 설계하였다. 설계된 GCP는 4개의 주 프로세서에 의해 공유되는 형태이며 공유에 따른 명령어의 병목현상을 해결하기 위한 스케줄러와 연산을 위한 4개의 기능 유니트를 내장하고 있다. 최대 4개 명령어의 동시 수행이 가능한 GCP는 Verilog HDL로 모델링하고 논리 합성하였다 약 56,000개의 게이트로 구성되는 GCP는 SOG 라이브러리의 제약으로 인하여 30 ㎒로 동작하며 CIF 영상 규격에 대해 초당 63 프레임의 DCT 연산 및 초당 21 프레임의 FBMA 연산을 수행 할 수 있다.

This paper presents an architecture and its instruction set for a graphic coprocessor(GCP) which can be used for a multimedia server. The proposed instruction set employs parallel architecture concepts, such as SIMD and Superscalar. GCP consists of a scheduler and four functional units. The scheduler solves an instruction bottleneck problem causing by sharing with four general processors(GPs). GCP can execute up to 4 instructions in parallel. It consists of about 56,000 gates and operates at 30 MHz clock frequency due to speed limitation of SOG technology. GCP meets the real-time DCT algorithm requirement of the CIF image format and can process up to 63 frames/sec for the DCT Algorithm and 21 frames/sec for the Full Block matching Algorithm of the CIF image format.