배터리를 사용하고 있는 시스템에서 배터리의 잔존 용량에 대한 정보는 매우 중요하며, 따라서 정확한 SOC(State of Charge)의 추정이 필요하다. 배터리는 노화됨에 따라 전체 사용 가능 용량이 줄어들고 성능이 떨어지는데 이러한 노화의 영향을 고려하지 않는 배터리의 SOC 추정 방법은 추정의 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 배터리의 노화 상태를 고려하여 배터리의 SOC를 추정하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 배터리의 전압-SOC 특성 곡선을 Boltzmann 방정식을 사용하여 모델링하고 노화 지표를 정의하며, 노화 지표를 Boltzmann 방정식 모델과 결합하여 SOC를 추정한다. 따라서 제안한 방법은 배터리의 노화 상태를 SOC 추정에 반영하여 노화된 배터리에 대한 정확한 SOC 추정이 가능하다. 또한 새 배터리와 1년 사용한 배터리에 대한 실험과 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 유효성을 확인한다.

기존의 Verilog테스트벤치로 원전용 안정등급 제어기기와 같이 복잡하고 높은 신뢰도를 요구하는 모듈의 테스트는 수작업으로만 수행된 결과를 가지고 RTL단계의 검증을 마무리하기에는 현실적으로 많은 시간과 노력이 필요하다. UVM은 기존의 테스트벤치의 한계점을 보완하는 계층적 테스트벤치의 구조를 갖고 있어 DUT의 검증을 위한 테스트개선에 대해 테스트벤치의 수정을 간편하게 할 수 있다. 비록 구축과정이 다소 복잡하긴 하지만 테스트 벤치의 컴포넌트들인 driver나 sequence 등을 사용함으로 constraint random test를 가능하게 하여 test vector 작성을 편리하게 한다. 본 논문에서는 기존의 테스트벤치와 계층적 테스트벤치인 UVM테스트벤치를 사용하여 실제 시뮬레이션 하고 커버리지를 분석하여 코드커버리지를 간편하게 향상 할 수 있음을 보였다.

전력계통운영의 목표는 전력시스템의 안정성과 신뢰성을 유지하여 원활한 전력을 공급하는 것이다. 안정적인 전력 공급을 위하여 무효전력과 모선 전압에 대한 고려를 해야 하는데, 모선의 전압을 일정 범위 이내로 유지하기 위하여 커패시터 뱅크를 비롯한 다양한 방안이 사용되고 있다. 본 논문에서는 계통 안정도와 전력공급 신뢰도를 상시키기 위한 하이브리드 타입의 커패시터 뱅크 설계 과정에 대하여 기술하였다. 설계 과정에는 커패시터 뱅크의 용량 산정, 리액터 타입 결정 및 리액터 용량 산정과정이 포함된다. 기존의 커패시터 뱅크의 설계과정과 같이 정상상태 Q-V 해석이나 상정사고 분석과 같은 방법을 통하여 무효전력 마진을 계산하여 저전압이 발생하는 모선에 무효전력 보상량을 산정한다. 그리고 고조파 실측을 통해 산출된 개별 고조파의 성분 크기를 기반으로 직렬 리액터의 크기를 산정하는 방식으로 설계과정을 제안하였다. 논문에서는 제안된 방법을 통하여 고조파의 크기가 감소함을 증명하였으며, 특히 5차와 7차 고조파의 저감에 효율적임을 보여주었다.

최근 휴대용 전자기기의 발달로 인해 전력관리회로 기술의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 휴대기기를 위한 고성능 DC-DC 벅 변환기를 설계하였으며 특히 출력에서의 리플 전압을 작게 하고 수 A급의 대용량 출력전류의 안정적인 구동이 가능하도록 2-페이스 구조를 사용하여 설계하였다. 설계된 전압모드 2-페이스 벅 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 통하여 칩으로 제작되었고 전체 칩의 크기는 $2.35{\times}2.35mm^2$, 동작주파수는 4MHz, 최대 4A의 부하전류를 구동할 수 있으며 최대 변환효율은 91% 이다.

본 논문은 OFB(Output Feedback Block) 블록 암호화 알고리즘에 대한 광학적 암호화 및 복호화 시스템을 제안한다. 제안한 방식은 암호화 과정에 필요한 XOR 논리 연산을 구현하기 위해 이중 인코딩 기법을 사용한다. 또한, 제안된 암호화 시스템은 광 병렬처리의 특성상 데이터가 2차원으로 배열되어 매우 큰 암호키를 구현할 수 있기 때문에 기존의 전자적 OFB 방식보다 한층 더 암호강도가 증강된 암호화 시스템을 제공한다. 마지막으로, 제안한 방식을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 암호화 및 복호화 과정을 보여준다. 그 결과, 제안한 광학적 OFB 암호화 시스템은 광학적인 고속성과 병렬성의 이점까지 포함하기 때문에 더욱 효율적이고 강력한 광학적 블록 암호화 시스템이 가능하다.

친환경 및 에너지 효율에 대한 관심이 증대되고 있는 가운데 LED(Light Emitting Diode)는 제어방식이 정 전류구동과 SMPS(Switching Mode Power Supply)방식으로 구동하므로 소형화 및 경량화를 이룰 수 있고 전력 소모가 적으며 효율이 높아 광원 및 조명장치에 활용하는데 유용하다. LED 생산업체는 고출력 LED 모듈의 칩 설계 원천기술의 확보가 필요하고, LED 를 조명으로 적용시키기 위해 전력손실을 줄일 수 있는 고출력 LED 모듈 개발을 위한 구동회로 설계와 역률 개선의 방안 연구가 필요하다. 산업현장에서 교류(AC) 직결 LED 구동소자인 HV9910를 일반적으로 사용하고 있다. 본 논문에서 HV9910에 PFC와 Noise Filter를 추가한 구동회로의 역률 및 효율에 대한 개선방법을 시뮬레이션을 통해 검증하는데 있다.

재사용하고자 하는 다수의 반도체 IP를 연결하여 통합 칩을 구현하는 경우, 각각의 반도체 IP에 대해 합성이 가능한 코드 파일과 시뮬레이션 및 검증이 가능한 인터페이스 모델링 파일을 제공하여야 한다. 그러나 이들 반도체 IP의 설계자가 모두 다르기 때문에 인터페이스 모델링 파일의 기술 방법 및 구체도 수준이 제각각이어서 시뮬레이션 및 검증이 어렵다는 문제가 있다. 본 논문에서는 반도체 IP 인터페이스의 모델링을 몇 가지 정의된 구체도 수준으로 제한하여 표준화한 모델링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 통합 칩 설계자가 서로 다른 반도체 IP를 손쉽게 연결하여 시뮬레이션하고 검증하는데 도움이 된다.

반도체 IP를 재사용하여 통합 칩을 개발하기 위해서는 반도체 IP 인터페이스의 정확한 이해가 필수적이다. 그러나 이들 인터페이스는 대부분 원래 설계자의 스타일대로 기술되어 있는데다가 기술 방법이 제각각이어서 통합 칩 설계자가 이해하는데 많은 혼란이 따른다. 본 논문에서는 반도체 IP 인터페이스를 기술하는 표준화된 방법을 제안한다. 제안하는 기술 방법은 반도체 IP 인터페이스를 IP 정보, 기술 수준, 모델 제공, 데이터 타입, 인터페이스 정보, 포트 정보, 신호 정보, 프로토콜 정보, 소스 파일의 9개 항목으로 나누어 정의한다. 제안된 방법은 통합 칩 설계자가 반도체 IP의 인터페이스를 이해하고 통합 칩을 구현하는데 도움이 된다.

This paper proposes hardware architecture of HEVC (high efficiency video coding) CABAC (context-based adaptive binary arithmetic coding) binarizer. The proposed binarizer was designed and implemented as an independent module that can be integrated into HEVC CABAC encoder. It generates each bin string of each syntax element in a single cycle. It consists of controller module, TU (truncated unary binarization) module, TR (truncated Rice binarization) module, FL (fixed length binarization) module, EGK (k-th order exp-Golomb coding) module, CALR (coeff_abs_level_remaining) module, QP Delta (cu_qp_delta_abs) module, Intra Pred (intra_chroma_pred_mode) module, Inter Pred (inter_pred_idc) module, and Part Mode (part_mode) module. The proposed binarizer was designed in Verilog HDL, and it was implemented in 45 nm technology. Its operating speed, gate count, and power consumption are 200 MHz, 1,678 gates, and 50 uW, respectively.

현대인의 필수품 중에 하나인 스마트폰을 이용한 악보 인식 어플리케이션은 이미 시중에도 출시가 되어 있다. 이러한 어플리케이션들은 몇 가지 아쉬운 점이 존재하며, 특히 인쇄된 악보의 인식률이 낮아서 이를 연주하는 부분에서 많은 오류가 발생하게 된다. 인쇄된 악보의 인식률을 저하시키는 중요한 원인 중의 하나는 찍은 사진에서 인식한 오선이 수평이 되지 못하고 기울어져 있기 때문에 발생한다. 본 논문에서는 프리뷰 이미지를 분석하여 기울기를 보정하여 인쇄된 악보를 촬영하는 방식을 제안한다. 제안된 기법은 수동으로 조작하여 촬영한 악보를 인식할 때보다 인쇄된 악보의 인식률을 높이는 데 기여한다.

뇌파 연구의 증진과 인터페이스 기술의 발전으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 또한 발전을 거듭하고 있다. 본 논문에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 교통수단에 접목하여 운전 습관을 관리하는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 뇌파 자극을 측정하는 뇌파 측정부와 전달된 뇌파정보를 분석하는 뇌파 분석부, 교통수단의 속도를 제어하는 속도 제어부, 운전자의 상태정보를 저장하는 메모리부, 경고를 발생하는 경보부로 구성되어 있다. 제안된 시스템을 통해 졸음 운전 방지 및 사용자의 운전 습관을 개선하는데 도움을 주며, 교통사고 예방에 도움이 된다.

본 논문은 4개의 BLDC 모터를 이용한 쿼드콥터 무인비행체의 센서 신호 성능 개선을 위해 진동에 강인한 센서융합 방식을 제안하고 이를 기반으로 하여 자세제어를 위한 개선된 PID 제어 기법을 제안한다. 쿼드콥터의 자세추정을 위해 사용하는 가속도 센서와 자이로 센서 각각의 특성에서 나타나는 단점을 상호 보완하고 모터에서 발생하는 진동의 영향을 최소화하도록 상보필터를 적용하여 두 센서를 융합하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 센서 융합 방식은 쿼드콥터의 방진을 위해 일반적으로 사용되는 이동평균 필터나 저역통과 필터에 비해 진동에 더욱 강인하고 지연이 적은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 쿼드콥터의 자세 제어를 위해 일반적으로 사용되는 PID 제어 중 D 제어 성분을 추정된 각도의 변화량을 이용하는 대신 자이로 센서를 사용하는 쿼드콥터의 특성에 맞게 자이로 센서 출력을 사용하는 방식을 제안하여 사용함으로써 자세 제어 오차를 줄일 수 있고 자세 제어의 안정화가 보다 용이하게 이루어질 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 겨울철 저온환경에서 디젤 엔진의 연료필터를 검사하기 위한 온도, 압력 및 유량 분석 시스템을 제안하였다. 디젤엔진의 연료인 경유는 특정 온도 이하로 내려가면 파라핀과 같은 반고체 상태인 왁싱(Waxing)물질을 형성하여 유동성이 낮아지기 때문에 엔진 시동이 원활하지 않다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위해서 블록 히터를 내장하게 된다. 그리고 연료필터의 성능을 측정하기 위해서는 극저온 하에서 엔진 시동 시부터 온도, 압력 및 유량을 분석할 수 있는 시스템이 요구된다. 본 논문에서는 제작된 시스템을 이용하여 연료필터 주변의 성능에 관계된 물리량을 측정하였으며 이를 분석하였다. 또한 측정된 데이터는 임베디드 시스템의 웹서버를 이용하여 원격 네트워크로 전송하였고 원격에서 사용자들이 웹브라우저를 이용하여 운전 상태를 용이하게 파악할 수 있게 설계하였다. 설계된 시스템을 검증하기 위하여 제작된 소형 실험 챔버에 설치하고 상온 및 극저온 상황에서 실험하여 연료필터 입출력 측 연료의 온도, 압력, 유량 데이터를 얻을 수 있었으며, 연료히터의 동작 시 연료의 흐름이 개선되는 것을 알 수 있었다.

본 논문은 Memory Latency Penalty를 개선한 SIMT Architecture 기반 Stream Processor의 Memory Operation System Architecture를 제안한다. 제안하는 구조는 Non-Blocking Cache Architecture를 적용하여 기존의 Blocking Cache Architecture에서 발생하는 Cache Miss Penalty를 개선하였고 다양한 알고리즘의 처리속도를 비교하여 제안하는 Memory Operation System Architecture를 적용한 Stream Processor의 성능 향상을 검증하였다. 실험은 각 알고리즘의 Memory 명령어의 비율에 따라 향상된 성능을 측정하여 Stream Processor의 성능이 최소 8.2%에서 최대 46.5%까지 향상됨을 확인하였다.

본 논문은 ROI-CENTRIST 기반 보행자 인식 알고리즘의 병렬처리 방식을 제안한다. 기존의 보행자 인식 방식만을 이용하여 임베디드 환경에서 보행자 인식을 실시간으로 처리하기에는 어려움이 존재한다. 이러한 문제는 기존의 알고리즘에 ROI를 적용한 방식을 병렬로 처리함으로써 해결할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 ROI-CENTRIST 기반 보행자 인식의 병렬처리 방식은 기존의 CENTRIST 기반 보행자 인식 방식보다 약 10% 향상된 5.2 fps의 성능을 보인다.

본 논문은 Varying Interpolator를 개선하여 다수의 Pixel을 한 번에 처리할 수 있는 Rasterizer 구조를 제안한다. 설계한 Rasterizer의 Varying Interpolator는 한 번에 16 Pixel을 처리 할 수 있으며 최대 64개의 색상을 출력으로 가진다. 또한 Rasterizer의 연산을 행렬연산 및 행렬변환으로 구성하여 연산의 중복성을 줄이고 재사용성을 높여 Rasterizer의 처리 속도를 높였다. 제안하는 구조의 Rasterizer 는 기존의 연구와 비교하여 색상 보간은 11%, Rasterizer 전체 처리 속도는 17% 향상된 성능을 보였다.

본 논문에서는 온열치료기의 온도제어 알고리즘 및 시스템을 구현하였다. PWM(Pulse Width Modulation) 파형의 온 타임 펄스폭을 제어함으로서 온열치료기의 마사지 기능에 적합한 온열요법이 내장된 안정된 온도제어를 구현 할 수 있었으며 의료기기의 온열마사지, 온열지압, 온열 뜸 기능에 적용 하였다. 온도설정 범위는 $40^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지이며 $5^{\circ}C$ 단위로 설정하였고 제어량은 실시간으로 $1^{\circ}C$ 단위로 제어하였으며 $1^{\circ}C$ 간격으로 온도를 표시하였다. 제어범위는 설정온도와 현재온도의 차가 $4^{\circ}C$이하부터 4단계로 PWM 펄스폭을 가변하여 램프의 출력을 제어하였다. 현재온도가 설정온도와 같을 경우 PWM 신호를 최소로 하였고 현재온도가 설정온도 보다 클 경우는 PWM 출력 신호를 정지시켜 오버헌팅을 방지했으며 연산차가 $4^{\circ}C$이상인 경우 PWM 제어량을 최대폭으로 하여 시스템을 빠른 상승시간 안에 목표치에 도달할 수 있도록 제어하는 방식으로 구현하였다.

본 연구에서는 저온유동성 성능검사 시스템 구현을 통해 디젤 차량용 통합형 연료필터의 성능을 평가한다. 저온유동성시험 장치의 시험조건은 경유(또는 등유)를 사용하고, 상온, -20 및 $-30^{\circ}C$ 에서 경유공급압력 $3.4kgf/cm^2$, 연료공급량 60 l/H, 설정전류 30 A 및 전압은 $13V_{dc}$를 사용한다. 시료시험으로 통합필터를 지그에 장착하고, 경유(또는 등유)를 일정압력과 유량으로 설정하여 챔버 탱크와 필터에 채운 후, 설정시간 동안 설정온도로 냉각한 후, 필터 전후에 따라 유압과 시동시간, 히터의 소모전류 및 전력을 측정한다.

차량 통신 환경의 멀티 홉 라우팅은 차량의 이동성, 도로 특성, 차량 분포에 따라 네트워크 토폴로지 및 라우팅 경로의 심한 변동 때문에 지속적으로 유지하기 어렵다. 차량 안전 서비스 유지를 위해 유럽 통신 표준(ETSI: European Telecommunication Standard Institute)을 기반으로 하여 GeoNetworking을 구현하였다. GeoNetworking은 유니캐스트와 브로드캐스트로 데이터를 전달하는 방식이 있다. 본 논문에서는 QualNet 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 GeoNetworking에 대한 패킷 전달율과 종단 간 지연 등의 성능 지표를 비교하였다. 이전 연구[5]는 GeoUnicast의 성능만을 평가했다. 본 연구에서는 GeoBroadcast에 대한 연구도 추가적으로 수행하였고, GeoUnicast의 CBF(Contention based Forwarding)와 GeoBroadcast의 Greedy 전달 알고리즘을 비교하여 GeoNetworking에 대한 알고리즘 성능 평가를 진행하였다.

V2X 협력통신 시스템은 차량 운전을 쉽고 안전하게 할 수 있도록 도와주는 융합기술로 실제 교통상황에서 이러한 기술을 평가하고 효과를 예상하기 위해서는 실차 기반의 도로 구축과 통신 장비 구축, 검증 전문 인력 투입을 필요로 하며 많은 비용과 시간을 투입해야한다. 위와 같은 이유로 연구소 및 대학에서는 개발한 시스템을 테스트 하는데 어려움을 겪고 있으며, V2X 장비 개발이 가속화됨에 따라 차량 안전 어플리케이션과 V2X 통신기술을 테스트 할 수 있는 신뢰성 있는 테스트베드 구축에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 시뮬레이션을 기반으로 하는 테스팅 환경을 구성하기 위하여 External 인터페이스 구현을 통하여 트래픽 시뮬레이터와 네트워크 시뮬레이터를 연동하는 시스템을 구현하였다.