초록

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논리 회로는 하드웨어로 직접 구현할 수도 있으나, 설계된 디지털 논리를 프로그램으로 구현하고 이를 내장형 프로세서가 실행하게 하는 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 구현은 내장형 시스템에 적합하도록 코드 크기와 실행 속도가 효율적이어야 한다. 본 논문에서는 복사 전파, 데드코드 삭제, 위상 정렬등의 컴파일러 최적화 기술과 함수 단위 모듈 개념을 도입하여 신호 흐름 분석 기법의 C 코드 자동 발생기를 구현하였다. 회로 시뮬레이션 구현 기법 중 유한 상태 천이 모델 기법으로 코드를 발생하는 Esterel 시스템과 성능 비교 실험을 한 결과, 코드 크기는 평균 84.17%로 감소되었으며 실행 속도는 평균 4.68배로 향상되었다.

논리 회로는 하드웨어로 직접 구현할 수도 있으나, 설계된 디지털 논리를 프로그램으로 구현하고 이를 내장형 프로세서가 실행하게 하는 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 구현은 내장형 시스템에 적합하도록 코드 크기와 실행 속도가 효율적이어야 한다. 본 논문에서는 복사 전파, 데드코드 삭제, 위상 정렬등의 컴파일러 최적화 기술과 함수 단위 모듈 개념을 도입하여 신호 흐름 분석 기법의 C 코드 자동 발생기를 구현하였다. 회로 시뮬레이션 구현 기법 중 유한 상태 천이 모델 기법으로 코드를 발생하는 Esterel 시스템과 성능 비교 실험을 한 결과, 코드 크기는 평균 84.17%로 감소되었으며 실행 속도는 평균 4.68배로 향상되었다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 함수 단위의 코드 발 생은 서로 다른 응용 샤이의 재사용을 높이는 효과도 갖고 있다. 또한 새로운 회로를 설계하고 이에 대웅하는 프로그램을 발생하고자 할 때. 이미 제작해 놓은 함수룔 라이브러리로 구축하여 사용하면 설계시간을 단축하고 과정 자체를 단순화하는 효과률 거둘 수 있다.

제안 방법

• C 코드 자동 발생기가 발생하는 코드와 Esterei 프로그램이 발생하는 코드에 대해 Sun Ultra-1 (SunOS 5.5.1) 과 GNU gcc (Ver. 2.7.2.2.f.2) 컴파일러 환경에서 성능 비교푤 수행하였다.<표 은 테스트 회로의 세부 사항을 나타낸다.
• 코드 발생기는 우선 BLD 코드룔 입력으토 어 휘 분식. 구분 분석 과정을 통해 어휘와 구문 영태가 문법 구조 에 적법한지 검사한 다음 주상 구문 트리 (Abstract Syntax Tree : AST)를 구성하여 회로의 정보를 데이터로 저장한다. 추 상 구문 트리는 컴포넌트 리스트로 구성되고 컴포넌트는 노드 리 스트와 에지 리스트로 구성된다.
• 논리 회로의 포트는 char 또는 bit-vector룔 사용하여 나타냄으로 써 메모리 사용량과 실행 시간을 최소화 하였으며, 복사 전파와 데드 코드 삭제 등의 최적화 기법을 퉁하여 鱼로그램의 성능을 최적화하였다.
• Esterei 프로그램으로 C 코드 자동 발생기에 입력되는 논리 회로와 동일한 의미의 회로룔 구성하였다면, 변환된 코드는 C 코드 자동 발생기 가 생성한 코드의 실행 결과와 일치하는 실행 결과를 나타내야 한다. 동일한 의미의 회로 입력을 보장하기 위해 BLD 파일을 Esterei 파일로 변환해 주는 프로그램 bld2strl을 개발하였다&rsquo;
• C 코드 자동 발생기에서는 생성된 코드의 컴파일 옵션올 통해 두 방법 중 한 가지를 선택할 수 있도록 하였다. 변수의 스코프 규칙 으로 지역 변수를 사용하되 버퍼 노드, 타이머 노드의 경우에만 전역 변수를 사용하였다,
• 본 논문은 BLD 문법 코드로부터 원시 C 프로그램올 생성하는 코드 발생기를 신호 흐름 분석 기법으로 구현홍}고, 상태 천이 모델 기법으 로 코드를 발생하는 시뮬레이션 도구 중에서 Esterel 시스템과의 성능을 비교 분석한다.

대상 데이터

• c 고드 자동 발생기의 검중 및 성능 실험의 비교 대상으로 Esterel (Ver. 5.92) 시스템을 선택하였다. Esterele 동기적인 컨트롤에 의해 제어되는 소프트웨어나 하드웨어의 동시 시스템 시뮬레이션이 가능하며, 오토마타 기반의 유한 상태 천이 모델 기법을 사용한다, Esterel 언어로 기술된 논리 회로는 Ansi-C 코드 발생을 통해 응용 소프트웨어로 변환될 수 있다.

성능/효과

• 이미 제작해 놓은 함수룔 라이브러리로 구축하여 사용하면 설계시간을 단축하고 과정 자체를 단순화하는 효과률 거둘 수 있다. 결과적 으로 경제적인 제어 회로 설계가 가능하게 되며, 발생된 구드는 시스템 정확성 검중올 위한 시뮬레이션에 직간접적으로 사용될 수 있다. 2장에서는 논리 회로를 시뮬레이션하는 관련 연구들을 소개하고, 3장에서 본 논문에서 구현된 C 呈드 자동 발생기를 설명하며, 4장에서 C 코드 자동 발생기와 Esterel의 성눙 비교 실험결과를 분석한 다음, 마지막으로 5장에서 결론과 향후 연구방향에 대해 언급하고자 한다.
• 실행 시간올 비교하여 보면, C 코드 자동 발생기가 발생하는 코드는 Ester이의 발생 코드에 비해 3.25배 ~ 5.33 배, 평균 4, 68배로 실행 속도가 향상되었다, 는 실행 시간 비교 결과이다.
• 회로 시뮬레이션의 범용 도구인 Esterei을 이용하여 코드 발 생기가 만들어내는 프로그램이 입럭 회로의 의미를 그대로 보전 함이 입중되었고, 코드 발생기가 생성한 코드가 범용 도구가 생 성한 코드보다 공간 효율성, 시간 효율성 면에서 내장형 시스템에 적합함이 중명되었다.
• 회로마다 임의로 발생시킨 입력을 이용하여 500, 000번을 반복 실 행한 출력을 비교하여 본 결과, C 코드 자동 발생기의 발생 豆드와 Esterei의 발생 코드가 동일한 외부 출력을 나타냄을 알 수 있었다. 이는 두 프로그램이 논리적으로 동일한 의미를 지닌다는 것을 뜻한다.

후속연구

• 논리 회로의 소프트웨어적 구현온 회로의 제어 논리를 바꾸고자 할 때에 프로:!램만 수정하면 되는 점, 회로의 하드웨어 설계, 구현, 검중 과정에 필요한 많은 비용과 시간을 절약할 수 있는 점 등의 장점이 있다. 내장형 프로세서 기반의 시스템이 안 정화되고 값이 낮아질수록 이러한 개발 방법온 더욱 확산될 것이다.
• 생성돤 함수 단위, 흑은 입력 회로 단위로 독자적인 실행과 재사용이 가능하도록 라이브러리로 구축하여 관리하는 부분은 향후 지속적으로 연구되어야 할 과제이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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