[논문]상위수준 합성에서의 클록 선택 방법

오주영

doi:10.17661/jkiiect.2011.4.2.083

상위수준 합성에서의 클록 선택 방법
A method for Clock Selection in High-Level Synthesis 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.4 no.2, 2011년, pp.83 - 87

오주영 (경인여자대학 정보미디어과)

초록
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상위수준합성에서 클록 선택은 시스템의 성능과 설계의 질에 큰 영향을 미친다. 대부분의 시스템에서 클럭은 사전에 설계자에 의해 미리 명시되어야하지만, 최상의 클록은 상이한 스케줄의 결과를 평가한 후에 탐색이 가능하다. 본 연구에서는 체이닝이 가능한 연산 집합으로부터 클록을 선택하면서 동시에 스케줄링 하는 방법을 제안한다. 제안 스케줄링 알고리즘은 선택된 클록 주기에 기초하여 비트 단위 지연시간을 고려한 체이닝을 수행하며 리스트 스케줄링 방법으로 진행한다. 실험 결과는 제안 방법이 18%의 성능 개선이 있음을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

Clock selection has a significant impact on the performance and quality of designs in high-level synthesis. Almost systems require that the clock length is required prior to scheduling, the best value of the clock can be found only after evaluating different schedules. In this study, we presents a scheduling method that works simultaneously with synthesis by selecting a clock from a chainable operation set. Our scheduling algorithm is based on list scheduling and executes chaining considering bit level delays based on selected clock period. Experimental results show that our method improves the performance by 18 percent.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 상위수준합성의 스케줄링 결과에 큰 영향을 주는 클록 선택 방법을 제안하였다. 클럭은 체이닝에 의해 줄일 수 있는 잠재적인 스케줄 시간을 조합이 가능한 연산 유형의 발생 빈도와 자원제약 및 slack의 총량을 반영하여 선택하였으며 선택된 클럭에 따른 스케줄 결과는 18%의 효율을 보였다.
하지만 위 기법에서는 특정 자원에 대한 지연시간에 대해서만 고려하고, 클록의 주기에 대해서는 고려하지 않았다. 본 논문에서는 임계경로를 기반으로 체이닝이 가능한 연산집합으로부터 클록 주기를 선택하고 이를 기반으로 스케줄링하는 방법을 제안하였다.

가설 설정

스케줄링은 자원제약 하에서 실행시간을 줄이는 목적함수로 설정하고 클록 선택을 위한 가정으로서 연산자 간의 체이닝은 0.18um 공정에 준해 진행하며 모듈 선택이 선행되어 할당된 자원의 지연시간이 라이브러리로부터 제공되는 것으로 하였다.

제안 방법

비트단위 지연시간에 의한 체이닝을 고려한 스케줄링 알고리즘은 리스트 스케줄링을 기반[3]으로 하였으며 그림[5]와 같다. 자원 제약조건에 대해 입력 DFG의 임계경로를 기준으로 클록 주기를 선택하고, 연산들의 우선순위를 결정한다. 생성된 readyList에 삽입된 연산의 조합으로 체이닝할 경우의 지연시간이 클록 주기 내에 있을 때 체이닝 가능 연산자로 연결되며 우선순위가 높은 연산자 순으로 스케줄하고 DFG내의 모든 연산자가 스케줄 될 때 까지 반복된다.

성능/효과

연산의 발생 빈도와 자원제약을 고려한 값에 slack의 총량을 역으로 반영한 계산 결과는 표 2와 같고 자원제약이 없을 경우 13.04를, 자원제약 +:3, *:2에서는 11.44를 각각 clk로 선택하게 되며 그림[7-8]과 같이 선택된 clk에 대한 리스트 스케줄 결과에서 실행시간이 최적이 됨을 확인하였다.
제안 방법의 동기는 그림[4]의 결과에서 도출하였으며, 각기 상이한 클록 주기에 대한 스케줄 결과 slack과 스케줄 결과의 실행시간은 최소시간의 클록 주기로부터 11까지 비례 상승하며 체이닝이 가능한 연산 조합이 적용될 수 있는 12에서 현격하게 줄어들며 부과되는 자원 제약에 무관하게 동일한 결과를 보인다.
본 논문에서는 상위수준합성의 스케줄링 결과에 큰 영향을 주는 클록 선택 방법을 제안하였다. 클럭은 체이닝에 의해 줄일 수 있는 잠재적인 스케줄 시간을 조합이 가능한 연산 유형의 발생 빈도와 자원제약 및 slack의 총량을 반영하여 선택하였으며 선택된 클럭에 따른 스케줄 결과는 18%의 효율을 보였다. 향후 작업으로서 다양한 DSP 예제에 대한 실험과 복합적인 목적시스템에 부합되는 클록 주기 선택에 대한 연구가 진행되어야 한다.

후속연구

클럭은 체이닝에 의해 줄일 수 있는 잠재적인 스케줄 시간을 조합이 가능한 연산 유형의 발생 빈도와 자원제약 및 slack의 총량을 반영하여 선택하였으며 선택된 클럭에 따른 스케줄 결과는 18%의 효율을 보였다. 향후 작업으로서 다양한 DSP 예제에 대한 실험과 복합적인 목적시스템에 부합되는 클록 주기 선택에 대한 연구가 진행되어야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	상위수준합성에서 클록 선택은 어디에 영향을 미치는가?	상위수준합성에서 클록 선택은 시스템의 성능과 설계의 질에 큰 영향을 미친다. 대부분의 시스템에서 클럭은 사전에 설계자에 의해 미리 명시되어야하지만, 최상의 클록은 상이한 스케줄의 결과를 평가한 후에 탐색이 가능하다.
	상위수준 합성 과정은 크게 어떻게 이루어져 있는가?	특히, 행위 기술을 레지스터 전이수준의 구조기술로 번역해가는 상위수준 합성은 많은 연구가 진행되었다. 상위수준 합성 과정은 크게 스케줄링과 바인딩으로 이루어져 있으며 스케줄링은 주어진 제약조건 안에서 자료흐름도(DFG) 내의 연산자(OP)들의 시작 시간을 결정하는 과정으로 설계의 질을 결정하는데 가장 중요한 역할을 하며, 스케줄링 과정에서 멀티사이클링이나 체이닝 등을 함께 고려한다. 기존의 상위수준 합성에서 시간 모델은 최장 시간 자원의 지연시간으로 설정하였다.
	기존의 상위수준 합성 과정에서 시간 모델은 무엇의 지연시간으로 설정하였는가?	상위수준 합성 과정은 크게 스케줄링과 바인딩으로 이루어져 있으며 스케줄링은 주어진 제약조건 안에서 자료흐름도(DFG) 내의 연산자(OP)들의 시작 시간을 결정하는 과정으로 설계의 질을 결정하는데 가장 중요한 역할을 하며, 스케줄링 과정에서 멀티사이클링이나 체이닝 등을 함께 고려한다. 기존의 상위수준 합성에서 시간 모델은 최장 시간 자원의 지연시간으로 설정하였다. 즉, 두 연산의 지연시간의 합이 한 사이클 이내인 경우만 체이닝이 가능했다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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