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[국내논문] 효율적인 행렬 곱 알고리즘 및 이를 활용한 고성능 임베디드 시스템 개발
Efficient Matrix Multiplication Algorithms and its Application to Development of a High Performance Embedded System 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.47 no.1, 2019년, pp.75 - 80  

김원섭 (Agency for defense development) ,  전원보 (Agency for defense development) ,  공민식 (Agency for defense development)

초록
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최근 항공우주 및 방위산업 분야에서 다양한 임베디드 시스템들의 소형화 및 저가화 개발이 많이 요구되고 있다. 본 논문에서는 고속 DSP를 이용하여 임베디드 시스템을 개발한다. 또한 비행 조종과 같은 고정밀 알고리즘의 연산시간을 줄이기 위해 행렬 곱을 위한 두 가지 알고리즘을 제안하고 구현한다. 개발한 임베디드 시스템을 이용하여 성능을 검증한 결과, $2{\times}2$ 단위 계산방법을 이용한 기존 방법과 성능을 비교했을 때 첫 번째 제안방법은 행렬의 사이즈가 작을 때 성능이 개선된다. 두 번째 제안방법은 $2{\times}2$ 단위 계산방법보다 전체적으로 성능이 우세하다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the recent aerospace and defence industries, it is required to develop small and low cost embedded systems. Based on a high speed digital signal processor (DSP), this paper first presents the development of an embedded system. To reduce the computation time of the high precision algorithm such as...

Keyword

#디지털 신호 처리장치   #임베디드 시스템   #행렬 곱  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 첫 번째로 TI의 고성능 DSP를 적용한 임베디드 시스템 개발에 대한 내용을 다룬다. 부팅 속도를 높이기 위해 부트로더를 어셈블러로 작성하고 사용자 소프트웨어와 통합하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
부트로더의 역할은 무엇인가? 본 논문에서는 IBL을 통한 부팅보다 속도를 빠르게 하기 위해 IBL의 기능을 직접 어셈블러로 작성하였다. 구현한 부트로더는 PLL 설정 (PLL1, PLL2, PLL3), DDR3 억세스를 위한 설정 (DDR3 leveling 포함), EMIF 설정 및 소프트웨어 각 섹션 복사 기능을 수행한다.
DSP의 PLL 모듈은 무엇으로 구성되어 있는가? DSP의 PLL 모듈은 MAIN PLL (PLL1), DDR3 PLL (PLL2), PASS PLL (PLL3)의 3종으로 이루어져 있으며, MAIN PLL은 11개의 시스템 클럭 출력으로 구성되어 있고, SYSCLK1이 코어인 CorePac의 클럭으로 사용된다[8-10]. 구현한 부트로더는 MAIN PLL 및 DDR3 PLL 관련 설정을 수행한다.
Strassen의 두 n×n 행렬 곱 알고리즘은 어떤 한계가 있는가? 81) 연 산이면 충분함을 보였다[1]. 그러나 이 방법은 모든 행렬 크기를 고려하였을 때 구현의 효율적인 측면에서 한계가 있다. 2014년 Le Gall은 O(n2.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. Strassen, V., "Gaussian Elimination is not Optimal," Numerische Mathematik, Vol. 13, No. 4, August 1969, pp.354-356. 

    상세보기 crossref

  2. Le Gall, F., "Power of Tensors and Fast Matrix Multiplication," in Proceeding of ISSAC, July 2014, pp.296-303. 

  3. Texas Instruments, "TMS320C67X DSP Library Programmer's Reference Guide (SPRU657C)," User Guide, January 2010. 

  4. Kim, W., Jeon, W., and Gong, M., "Implementation of the Matrix Multiplication Function Library for an Embedded DSP based Computer," in Proceeding of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences Fall Conference, November 2016, pp.915-916. 

  5. Texas Instruments, "Hardware Design Guide for Keystone I Devices (SPRABI2C)," Application Report, August 2013. 

  6. Texas Instruments, "Keystone Architecture DSP Bootloader User Guide (SPRUGY5C)," User Guide July 2013. 

  7. Dahnoun, N., Multicore DSP: From Algorithms to Real-time Implementation on the TMS320C66x SoC. WILEY, 2018. 

  8. Texas Instruments, "Multicore Fixed and Floating-Point Digital Signal Processor (SPRS708E)," Application Report, March 2014. 

  9. Texas Instruments, "DDR3 Design Requirements for Keystone Devices (SPRABI1B)," Application Report, May 2014. 

  10. Texas Instruments, "Keystone Architecture DDR3 Memory Controller User's Guide (SPRUGV8E)," User Guide, November 2010. 

  11. Lawson, C. L., Hanson, R. J., Kincaid, R. J., and Krogh, F. T., "Basic Linear Algebra Subprograms for Fortran Usage," ACM Transactions on Mathematical Software, Vol. 5, No. 3, September 1979, pp.308-323. 

    상세보기 crossref

  12. Anderson, E., Bai, Z., Bischof, C., Demmel, J., Dongarra, J., Croz, J. D., Greenbaum, A., Hammarling, S., McKenney, A., Ostrouchov, S., and Sorensen, D., "LAPACK User's Guide," SIAM, Philadelphia, PA, 1992. 

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