초록 ▼

$\bullet$ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 방식을 사용하는 통신용 ASDSP 연구 수행
- FFT를 위한 전용의 하드웨어 구조와 명령어 설계
- 통신시스템의 Bit Manipulation을 위한 하드웨어 구조와 명령어 설계
$\bullet$ H.264/AVC를 지원하는 비디오용 ASDSP 연구 수행
- 효율적인 비디오 전용 명령어 (HADD, fTRAN, iTRAN 등) 설계
- 효율적인 움직임 추정,

$\bullet$ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 방식을 사용하는 통신용 ASDSP 연구 수행
- FFT를 위한 전용의 하드웨어 구조와 명령어 설계
- 통신시스템의 Bit Manipulation을 위한 하드웨어 구조와 명령어 설계
$\bullet$ H.264/AVC를 지원하는 비디오용 ASDSP 연구 수행
- 효율적인 비디오 전용 명령어 (HADD, fTRAN, iTRAN 등) 설계
- 효율적인 움직임 추정, 움직임 보상, 가변길이 부호화 코프로세서 설계
$\bullet$ FEC (비터비, 리드-솔로몬) 프로세서 연구 수행
- 비터비 복호 과정에서 사용되는 전용의 주소 생성 유닛 및 전용 명령어 집합 설계
- 리드-솔로몬 복호 과정에 적합한 DPU 연산기 설계 및 전용 명령어 집합 설계
- 리드-솔로몬 프로세서, 비터비 프로세서를 HDL로 설계
$\bullet$ *MPEG-2/AAC를 지원하는 오디오 ASDSP 연구 수행
- 효율적인 오디오 전용 명령어 (LDPRE, HFMD 등) 설계
- 효율적인 IMDCT 처리를 위한 주소생성 유닛과 호프만 복호기 설계
$\bullet$ *CFMR FFT 프로세서 설계
- 새로운 In-Place 및 Mixed-Radix 알고리즘을 사용하여 연속처리가 가능하도록 설계
$\bullet$ *DCME 리드-솔로몬 복호기 설계
- 차수 연산 및 비교회로가 필요 없는 저비용 고속 리드-솔로몬 복호기 설계
$\bullet$ Mentor Modelsim 툴을 이용하여 기능 검증
$\bullet$ iPROVE FPGA Board (Xilinx Vertex II)를 이용하여 성능 검증
$\bullet$ MPW를 이용한 칩 제작
* 표시는 원래 연구내용 이외의 추가 연구성과이다.

Abstract ▼

This research has designed and implemented three ASDSPs that can be used for OFDM modem systems, H.264/AVC video systems, and MPEG-2, 4/AAC audio systems. In addition, two hardwired ASIC chips have been developed for high speed communications.
(1) ASDSP for OFDM systems, called SPOCS (Signal Proc

This research has designed and implemented three ASDSPs that can be used for OFDM modem systems, H.264/AVC video systems, and MPEG-2, 4/AAC audio systems. In addition, two hardwired ASIC chips have been developed for high speed communications.
(1) ASDSP for OFDM systems, called SPOCS (Signal Processor for OFDM Communication Systems) employs special instructions and their hardware for FFT, convolutional encoding, scrambling/descrambling, puncturing, interleaving/deinterleaving, etc.
(2) ASDSP for H.264/AVC video systems, called VSIP (Video Specific Instruction Set Processor) employs special instructions and their hardware coprocessors for motion estimation, motion compensation and variable length coding.
(3) ASDSP for MPEG-2, 4/AAC audio systems, called DASIP (Digital Audio Specific Instruction Set Processor) employs special instructions and their hardware for IMDCT and Huffman decoding.
(4) CFMR (Continuous Flow Mixed Radix) FFT Processor can provide continuous flow, mixed radix, and in -place algorithms, simultaneously.
(5) DCME (Degree Computationless Modified Euclid) Reed-Solomon Decoder can eliminate degree computation and can hardware complexity.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...20
• 1절. 연구개발의 목적...20
• 1. 연구개발의 목적...20
• 2. ASDSP 기술의 개요와 응용분야...21
• 2절. 연구개발의 필요성...24
• 1. 경제.산업적 측면...24
• 2. 기술적 측면...29
• 3. 사회.문화적 측면...32
• 3절. 연구개발 목표...33
• 1. 통신용 ASDSP...37
• 2. 멀티미디어용 ASDSP...37
• 3. FEC 프로세서...37
• 4. 오디오용 ASDSP...37
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...39
• 1절. 통신용 상용 DSP 칩셋 및 기술 개발 현황...39
• 1. Carmel의 DSP10XX, DSP20XX...39
• 2. TI의 TMS320C6201...40
• 3. Analog Devices의 AD6526...40
• 4. Tensilica의 Xtensa...41
• 5. Sandbridge의 SB9600...42
• 6. Motorola DSP56690...42
• 2절. 멀티미디어용 상용 칩셋 및 기술 개발 현황...44
• 1. StarCore의 SC2000 패밀리...44
• 2. Analog Device의 Blackfin...44
• 3. Hitachi와 ST의 SuperH-5 DSP...45
• 4. Amphion의 CS7050...45
• 5. NEC의 SPXK5 DSP...46
• 6. CAST의 MPEG-4 Multi-channel Video encoder core...47
• 7. Cradle Technologies의 CT3400...47
• 3절. FEC용 상용 칩셋 및 기술 개발 현황...49
• 1. QuickLogic의 QuickDSP QL7180...49
• 2. Comtech AHA의 AHA G709D-40 FEC 코어...49
• 3. Commsonic의 CMS0003...50
• 4. Lattice의 비터비 디코더...50
• 5. Intel의 STEL-2060...51
• 6. Flarion의 Vector-LDPC...51
• 7. AHA의 AHA4701...52
• 4절. 오디오용 상용 칩셋 및 기술 개발 현황...53
• 1. SONY의 CXD2529Q...53
• 2. T1의 TAS5026...53
• 3. ST의 STA308...54
• 4. Analog Devices의 ADSP-21065L...55
• 5. ST의 STA013...55
• 6. Toshiba의 TC9446F...56
• 7. 펄서스의 PS9818...56
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...57
• 1절. Signal Processor for OFDM Communication Systems (SPOCS) 코어 개발...57
• 1. 변복조 시스템 연구...57
• 2. DMT 및 OFDM용 FFT 사양 및 구조 분석...61
• 3. 통신시스템의 Bit Manipulation 알고리즘 분석...67
• 4. SPOCS 전용 명령어 집합 설계...71
• 5. SPOCS 하드웨어 구조 설계...83
• 6. SPOCS 코어 구현 및 FPGA 검증...84
• 7. CFMR (Continuous Flow Mixed-Radix) FFT 프로세서...89
• 2절. Video Specific Instruction Set Processor (VSIP) 개발...99
• 1. H.264/AVC 시스템 연구...99
• 2. H.264/AVC용 화면내 부호화, 이산여현 변환, 디블록킹 필터 사양 및 구조 분석...104
• 3. H.264/AVC용 움직임 추정 및 서브픽셀 보간 사양 및 구조 분석...110
• 4. H.264/AVC용 가변길이 부호화 사양 및 구조 분석...114
• 5. VSIP 전용 명령어 집합 설계...116
• 6. H.264/AVC용 하드웨어 가속기 설계...128
• 7. VSE 하드웨어 구조 설계...144
• 3절. FEC processor 개발...150
• 1. 비터비용 프로세서 개발...150
• 2. 리드-솔로몬용 프로세서 개발...160
• 3. UM (Degree Computationless Modified Euclid's) 리드-솔로몬 복호기...172
• 4절. Digital Audio Specific Instruction Set Processor (DASIP) 개발...182
• 1. MPEG 오디오 압축 알고리즘의 특성 연구...182
• 2. Dolby AC-3 오디오 압축 알고리즘의 특성 연구...195
• 3. DTS 오디오 압축 알고리즘의 특성 연구...197
• 4. 디지털 오디오 시스템 구현을 위한 상용 DSP 분석...199
• 5. DASIP 하드웨어 구조 및 명령어 집합 설계...201
• 5절. 전용 소프트웨어 툴 개발 및 FPGA 설계 검증...220
• 1. ASDSP 전용 소프트웨어 툴 개발...220
• 2. FPGA를 이용한 ASDSP 설계 검증...225
• 6절. ASDSP를 이용한 SOC 시스템 설계 및 검증방안...228
• 1. ASDSP를 이용한 SOC 시스템 설계...228
• 2. ASDSP를 이용한 SOC 시스템 검증 방안...228
• 3. 추후 진행 계획...230
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...231
• 1절. 연차별 연구 개발 목표 및 내용...231
• 2절. 계획 대비 달성도...235
• 3절. 평가의 착안점과 연구목표 달성도...240
• 4절. 관련 분야에의 기여도...250
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...258
• 1절. 기업화 추진방향...258
• 2절. 타연구에의 응용...258
• 3절. 특허확보와 기술료 수입 극대화를 위한 방안...259
• 4절. 추가연구의 필요성...263
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...265
• 1절. 통신용 ASDSP인 SPOCS 연구 중 수집한 해외과학기술...265
• 1. OFDM 알고리즘 분석...265
• 2. OFDM 모뎀의 표준안 분석...266
• 3. 통신용 DSP 분석...267
• 2절. VSIP 연구 중 수집한 해외과학기술...269
• 1. M.264/AVC 알고리즘 분석...269
• 2. 상용 멀티미디어용 DSP 분석...270
• 3절. FEC 프로세서 연구 중 수집한 해외과학기술...272
• 1. 비터비 알고리즘 분석...272
• 2. 리드-솔로몬 알고리즘 분석...274
• 4절. DASIP 연구 중 수집한 해외과학기술...276
• 1. MPEG 오디오 압축 알고리즘의 특성 연구...276
• 2. Dolby AC-3 오디오 압축 알고리즘의 특성 연구...278
• 3. 상용 오디오 DSP 분석...279
• 제 7 장 참고문헌...280