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매니코어 프로세서를 이용한 벡터 기반 래스터화 알고리즘 구현 및 성능평가
손동구,김종면,Shon, Dong-Koo,Kim, Jong-Myon 대한임베디드공학회 2013 대한임베디드공학회논문지 Vol.8 No.2
In this paper, we implemented and evaluated the performance of a vector-based rasterization algorithm of 3D graphics using a SIMD-based many-core processor that consists of 4,096 processing elements. In addition, we compared the performance and efficiency of the rasterization algorithm using the many-core processor and commercial GPU (Graphics Processing Unit) system which consists of 7 GPUs and each of which have 512 cores. Experimental results showed that the SIMD-based many-core processor outperforms the commercial GPU system in terms of execution time (3.13x speedup), energy efficiency (17.5x better), and area efficiency (13.3x better). These results demonstrate that the SIMD-based many-core processor has potential as an embedded mobile processor.
래스터화 알고리즘을 위한 최적의 매니코어 프로세서 구조 탐색
손동구,김철홍,김종면 대한임베디드공학회 2014 대한임베디드공학회논문지 Vol.9 No.1
In this paper, we implement and evaluate the performance of a vector-based rasterization algorithm for 3D graphics by using a SIMD (single instruction multiple data) many-core processor architecture. In addition, we evaluate the impact of a data-per-processing elements (DPE) ratio that is defined as the amount of data directly mapped to each processing element (PE) within many-core in terms of performance, energy efficiency, and area efficiency. For the experiment, we utilize seven different PE configurations by varying the DPE ratio (or the number PEs), which are implemented in the same 130 nm CMOS technology with a 500 MHz clock frequency. Experimental results indicate that the optimal PE configuration is achieved as the DPE ratio is in the range from 16,384 to 256 (or the number of PEs is in the range from 16 and 1,024), which meets the requirements of mobile devices in terms of the optimal performance and efficiency.
손동구,김흥섭,오재응,Son, Dong-Gu,Kim, Heung-Seop,O, Jae-Eung 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.6
To reduce backpressure for improving engine power in exhaust system, a large difference of pressure is required, but this is in conflict with the requirement for reducing exhaust noise that needs a small pressure difference. In this paper, the controllable muffler designed by simplifying the structure of the exhaust system has a low backpressure and a proper sound specification to the rotation of engine. The exhaust system in conventional studies has been designed to have maximum noise reduction over the whole driving domain, but due to its complex structure this led to increased backpressure. If the muffler is designed according to the driving frequency, which is a dominant noise component in stationary driving speed, the backpressure is reduced due to the simplified structure of the muffler. Furthermore, a multi-mode muffler able to change structure with varied driving speed was designed.
위험 시나리오 분석을 통한 스마트 HSE 시스템 및 웨어러블 컴포넌트 연동방안
손동구(DongKoo Shon),임동선(DongSun Lim),임기창(Kichang Im),박정호(JeongHo Park),김종면(JongMyon Kim) 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.5
현대사회의 빠른 발달로 인해 웨어러블 장비가 탄생했고 빠르게 성장 중에 있다. 웨어러블 장비는 신체에 착용하는 특성으로 인해 경량, 소형 및 저전력을 만족해야 한다. 본 논문에서는 웨어러블 장비의 개요를 기술하였고, 웨어러블 장비 분야의 시장현황을 조사하였다. 또한 기존 개발된 웨어러블 컴포넌트 기술에 대한 사례 및 웨어러블 통신기술을 조사하였다. 한편 산업현장에서의 중대산업재해에 대한 사회적 관심으로 인한 스마트 HSE 시스템의 구축이 요구되었으며, 결합 되었을 경우 효과적으로 안전관리가 이루어 질 것으로 예상되는 웨어러블 장비와 스마트 HSE 시스템을 접목하는 방안을 제시하였다. 이를 위해 조선해양 분야의 용접작업장 위험요소를 도출하고, 용접작업장에서의 위험 시나리오를 작성하여 위험을 줄일 수 있는 웨어러블 장비 접목 방안을 제시하였다. 또한 웨어러블 장비가 적용된 위험 시나리오를 통해 위험이 저감될 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제안한 웨어러블장비와 HSE 시스템 연동방안을 통해 보다 안전하고, 사고 발생 시에는 신속한 대응으로 작업자 안전이 확보될 것으로 기대된다. The development of modern technology has rapidly grown the field of wearable devices. Wearable equipments should satisfy low power consumption and small/lightweight because of characteristics of body wearing. In this paper, an overview of wearable equipments is explained, and wearable device market is investigated. In addition, we investigate developed technology of wearable components, which is divided into component and communication technology. Meanwhile, a smart HSE system is required to meet the demand of the society for the serious industrial accident. To address this issue, we propose an interactive method between the wearable component and the HSE system, which are expected to be effective in safety management. As a detailed case study, a risk scenario is made with risk factors in welding workshop, and then we propose an interactive method between a wearable component and an HSE system that can reduce the risk. This proposed method is useful to achieve high level of worker’s safety.
GPGPU를 이용한 비디오 기반 실시간 화재감지 알고리즘 구현
손동구(Dong-Koo Shon),김철홍(Cheol-Hong Kim),김종면(Jong-Myon Kim) 한국컴퓨터정보학회 2014 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.19 No.8
본 논문에서는 많은 양의 연산량을 요구하는 비디오 기반 4단계 화재감지 알고리즘의 실시간 처리를 위해 범용 그래픽 처리 장치 (general-purpose graphics processing unit, GPGPU)를 이용한 병렬 구현 방법을 제안한다. 또한 GPGPU 기반 화재감지 알고리즘의 효용성을 확인하기 위해 범용 고성능 CPU와의 성능을 비교하였다. SXGA(1400×1050) 해상도의 화재 비디오 5개를 이용해 모의실험 결과, GPGPU기반 화재감지 알고리즘은 CPU 구현보다 약 6.6배 더 높은 성능을 보였으며, 평균 프레임 당 30.53ms의 실행시간이 소요되어 실시간 처리(초당 30프레임)가 가능함을 보였다. This paper proposes a parallel implementation of the video based 4-stage fire detection algorithm using a general-purpose graphics processing unit (GPGPU) to support real-time processing of the high computational algorithm. In addition, this paper compares the performance of the GPGPU based fire detection implementation with that of the CPU implementation to show the effectiveness of the proposed method. Experimental results using five fire included videos with an SXGA (1400×1050) resolution, the proposed GPGPU implementation achieves 6.6x better performance that the CPU implementation, showing 30.53ms per frame which satisfies real-time processing (30 frames per second, 30fps) of the fire detection algorithm.
GPU를 이용한 다양한 해상도의 비디오기반 실시간 화재감지 방법 구현 및 성능평가
손동구(Dong-Koo Shon),김철홍(Cheol-Hong Kim),김종면(Jong-Myon Kim) 한국컴퓨터정보학회 2015 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.20 No.1
본 논문에서는 기존에 많이 사용되는 복잡한 4단계 화재 감지 알고리즘의 성능을 향상시키기 위해 그래픽스 처리 장치 (GPU)를 이용한 효율적인 병렬 구현 방법을 제안하였고 성능을 분석하였다. 또한 현재 많이 사용되고 있는 7가지 서로 다른 해상도 (QVGA, VGA, SVGA, XGA, SXGA+, UXGA, QXGA)의 비디오를 입력으로 하여 성능을 분석하였다. 더불어 각 해상도별 GPU 기반 실행시간과 고성능 CPU에서의 실행시간을 비교 분석하였다. 각 해상도의 5가지 화재 및 비 화재 비디오를 이용하여 모의 실험한 결과, GPU는 CPU보다 실행시간에서 우수한 성능을 보이는 동시에 FULL HD급의 높은 해상도인 UXGA 영상에서도 프레임 당 25.11ms의 실행시간이 소요되어 초당 30프레임의 실시간 처리가 가능함을 보였다. In this paper, we propose an efficient parallel implementation method of a widely used complex four-stage fire detection algorithm using a graphics processing unit (GPU) to improve the performance of the algorithm and analyze the performance of the parallel implementation method. In addition, we use seven different resolution videos (QVGA, VGA, SVGA, XGA, SXGA+, UXGA, QXGA) as inputs of the four-stage fire detection algorithm. Moreover, we compare the performance of the GPU-based approach with that of the CPU implementation for each different resolution video. Experimental results using five different fire videos with seven different resolutions indicate that the execution time of the proposed GPU implementation outperforms that of the CPU implementation in terms of execution time and takes a 25.11ms per frame for the UXGA resolution video, satisfying real-time processing (30 frames per second, 30fps) of the fire detection algorithm.