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회로의 대칭성을 이용한 다단계 논리회로 회로에서의 전력 최소화 기법
Power Minimization Techniques for Logic Circuits Utilizing Circuit Symmetries 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론, v.30 no.9, 2003년, pp.504 - 511  

정기석 (홍익대학교 전산학과) ,  김태환 (한국과학기술원 전자전산학과)

초록
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논리회로 합성에서 함수의 대칭성을 이용하여 면적이나 시간 지연을 최소화하는 문제는 많은 시간동안 연구되어 왔다. 본 논문은 최근 들어 면적이나 시간지연 보다도 더 중요하게 여겨지는 전력 소모를 최소화하는데, 회로 대칭성이 어떻게 이용되는 지에 대한 연구를 소개한다. 이 논문에서 회로의 대칭성에 대한 폭넓은 정의를 소개하고, 각 대칭성간의 관계에 대해 논의하며, 각 회로의 대칭성이 어떻게 전력을 줄이는데 유용할 수 있는지에 대해 논의한다. 또한, 회로에 존재하는 주 입력(primary input)과 내부 노드사이에 존재하는 대칭성을 찾아내는 알고리즘을 소개한다. 이 논문에서 소개하는 알고리즘의 특징은 첫째, 면적이나 속도지연의 증가가 거의 없이, 전력 소모를 줄여주는 효과적인 재합성 기법이란 것이다. 둘째, 대부분의 다른 휴리스틱(heuristic) 알고리즘과는 달리, 회로의 스위칭 (switching) 양에 있어 단조 향상(monotonic improvement)을 보장한다. 이미 잘 알려진 바와 같이 CMOS 회로에서는 스위칭 양이 전력소모에 대부분을 차지하므로, 알고리즘의 적용 후에 회로가 전력 소모 면에서 계속적인 향상을 이룰 수 있게 한다는 점에서 매우 효과적이라 하겠다. 알고리즘의 효과를 검증하기 위해서, MCNC 벤치마크 회로를 이용하여 실험을 시행하였고, 실험 결과, 속도나 면적에 대한 오버헤드가 거의 없으면서 평균 12%의 전력 소모를 줄일 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The property of circuit symmetry has long been applied to the Problem of minimizing the area and timing of multi-level logic circuits. In this paper, we focus on another important design objective, power minimization, utilizing circuit symmetries. First, we analyze and establish the relationship bet...

주제어

#논리 회로 설계   #저전력 설계  

참고문헌 (9)

  1. S. R. Das and C. L. Sheng, 'On detecting total and partial symmetry of switching functions,' IEEE Transactions on Computers, 20, pp.352-255. 1971 

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  2. D. L. Dietmeyer and P. R. Shneinder, 'Identification of symmetry, redundancy and equivalence of Boolean functions,' IEEE Transactions on Electronic Computers, EC-16, pp.804-817, 1967 

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  3. Z. Kohavi, Switching and Finite Automata Theory, 2nd edition, London, McGraw-Hill, 1978 

  4. D. Moller, J. Mohnke, and M. Weber, 'Detection of symmetry of Boolean functions represented by ROBDDs,' Proceedings of International Conference on Computer-Aided Design, pp.680-684, 1993 

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  6. C. C. Tsai and M. Marek-Sadowska, 'Generalized Reed-Muller forms as a tool to detect symmetries', IEEE Transactions on Computers, 45, pp.33-40, 1996 

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  7. C. R. Edwards and S. L. Hurst, 'A digital synthesis procedure under function symmetries and mapping methods,' IEEE Transactions on Computers, C-27, pp.985-997, 1978 

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  8. R. Marculescu, D. Marculescu, and M. Pedram, 'Switching activity analysis considering spatiotemporal correlations,' Proceedings of International Conference on Computer-Aided Design, pp.294-299, 1994 

  9. E. Sentovich, et al. 'SIS: A system for sequential circuit synthesis,' Report M92/41, University of California Berkeley, 1992 

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