• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권3호
• /
• pp.69-76
• /
• 2008

본 논문에서는 가속도 센서 및 자이로 센서 등과 같이 고해상도 및 작은 면적과 적은 전력 소모를 동시에 요구하는 센서 인터페이스 응용을 위한 12비트 1kS/s 65uA 0.35um CMOS 알고리즈믹 A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 재순환 기법을 이용한 알고리즈믹 구조를 사용하여 샘플링 속도, 해상도, 전력 소모 및 면적을 최적화하였으며, 일반적인 열린 루프 샘플링 기법을 적용한 버전1과 오프셋 및 플리커 잡음을 제거하여 동적 성능을 향상시키기 위해 닫힌 루프 샘플링 기법을 적용한 버전2로 각각 제작되었다. 또한 SHA와 MDAC 회로에는 스위치 기반의 전력 최소화 기법과 바이어스 공유 기법이 적용된 2단 증폭기를 사용하여 면적과 전력 소모를 최소화시켰다. 한편, 저전력, 소면적 구현을 위한 개선된 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 파라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.35um 2P4M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 12비트 해상도에서 각각 최대 0.78LSB, 2.24LSB의 수준을 보이며, 동적 성능으로는 1kS/s의 동작 속도에서 버전1, 버전2 각각 최대 60dB, 63dB 수준의 SNDR과 70dB, 75dB 수준의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 버전1, 버전2 각각 $0.78mm^2,\;0.81mm^2$ 이며 전력 소모는 2.5V 전원 전압과 1kS/s의 동작 속도에서 각각 0.163mW, 0.176mw이다.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제10권6호
• /
• pp.7-17
• /
• 2009

무선통신 프로토콜의 구현에서 MAC 계층은 하드웨어와 소프트웨어를 결합한 시스템-온-칩으로 출시하는 것이 일반적이다. 하지만 이러한 시스템 개발에서 하드웨어의 개발에 많은 시간이 소요되므로 하드웨어의 개발 완료 이전에 소프트웨어의 개발 및 검증하기 위한 환경이 필요하다. 하드웨어와 소프트웨어의 통합 개발에서 하드웨어는 HDL(Hardware Description Level)을 이용한 RTL(Register Transfer Level) 로의 하드웨어 모델링을 통해서, 소프트웨어는 ISS를 통해 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있다. 시스템의 개발 복잡도가 점차 증가함에 따라 기존 RTL(Register Transfer Level) 보다 높은 추상 레벨에서의 모델링을 이용하는 ESL(Electronic System Level) 설계가 이루어지고 있다. ESL 설계는 비시간 모델과 시간 모델로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 시간 모델이 아닌 비시간 모델 시뮬레이션을 위한 MCU를 설계 및 구현한다. 제안하는 MCU는 비시간 모델에서 정확한 시간이 요구되는 부분 보다는 시스템의 동작을 쉽고 빠르게 검증함으로써 시스템 설계 초기 단계에 시스템의 최적화뿐만 아니라 설계 완료 시점을 앞당길 수 있다. 또한 운영체제를 구동할 수 있는 MCU 모듈을 설계함으로써 MAC 계층의 소프트웨어 부분을 실시간 운영체제 상에서 구현할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 SystemC 기반의 MCU 모듈과 실시간 운영체제 동작을 지원하는 UC/OS-II 모듈을 제안한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권9호
• /
• pp.58-67
• /
• 2009

본 논문에서는 높은 대역폭과 넓은 동적 영역을 갖는 DVB-S2를 위한 새로운 디지털 이득 제어 시스템을 제안하였다. DVB-S2 시스템의 PAPR은 매우 크며, 요구되는 정착 시간은 매우 작기 때문에 일반적인 폐-루프 아날로그 이득 제어 방식은 사용할 수 없다. 정확한 이득 제어와 기저 대역 모뎀과의 직접적인 인터페이스를 위해서 디지털 이득 제어가 필요하다. 또한 아날로그 이득 제어 방식에 비해 정착 시간과 공정, 전압, 온도 값의 변화에 둔감한 이점을 갖는다. 본 논문에서는 세밀한 해상도와 넓은 이득 영역을 갖기 위해서 AGC 시스템 및 구성회로를 제안하였다. 이 시스템은 높은 대역폭의 디지털 VGA와 넓은 파워 범위를 가진 RMS 검출기, 저 전력의 SAR 타입 ADC, 그리고 디지털 이득 제어기로 구성되어 있다. 파워 소모와 칩면적을 줄이기 위해 한 개의 SAR 타입 ADC를 사용했으며, ADC 입력은 4개의 파워 검출기를 사용하여 시간 축 상에서 인터리빙 방식으로 구현하였다. 모의실험 및 측정 결과는 제안하는 AGC 시스템의 이득 에러가 $10{\mu}s$ 내에서, 0.25 dB보다 낮은 것을 보여주고 있다. 전체 칩은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안된 IF AGC 시스템의 측정 결과는 0.25 dB의 해상도와 80 dB의 이득 범위, 8 nV/$\sqrt{Hz}$의 입력 기준 잡음, $IIP_3$는 5 dBm, 전력 소모는 60 mW임을 보여주고 있다. 파워검출기는 100 MHz 입력에서 35 dB의 동적 영역을 갖는다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제46권1호
• /
• pp.121-132
• /
• 2009

운영체제는 사용자 암호의 유출을 막고 안전한 로그온 과정을 보장하기 위해 다양한 보안 기법을 적용하고 있다. 그러나 공격자가 서버에 물리적인 접근을 하거나 관리자 권한을 가지고 있다면 공격자는 암호에 관한 정보를(예를 들어, 유닉스의 Shadow file, 또는 윈도우의 SAM 파일) 얻을 수 있다. 그리고 Brute Force Attack과 Dictionary Attack을 통하여 암호 정보들로부터 사용자의 암호를 분석해 낼 수 있다. 따라서 이러한 공격을 방지하려면 사용자에게 복잡한 암호를 사용하도록 강제해야 한다. 하지만 그것은 한계가 있으며 알아내기 쉬운 간단한 암호를 사용하는 사용자들은 항상 존재하기 마련이다. 따라서 보다 근본적인 보안 대책이 요구된다. 본 논문에서는 사용자 암호의 복잡도와 상관없이 Brute Force Attack과 Dictionary Attack으로부터 안전한 전자서명(Digital Signature) 및 TPM(Trusted Platform Module) 암호 전용칩 기반의 인증 기법을 제시하고 그 성능을 분석한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.109-114
• /
• 2010

본 연구에서는 인체의 미약한 신호들을 검출하여 정확하게 복원한 뒤, 사용자에게 다양한 방법으로 알려주는 인체신호 측정 모듈 구현에 대하여 기술한다. 본 연구에서 구현한 모듈은 적색 광을 이용하여 인체의 맥박을 측정하는 광전용 적맥파 방식의 센서부와 온도 센서를 이용한 체온 측정부, SoC 설계 기법으로 구현된 컨트롤러로 구성된다. 맥박은 0.1 Hz ~ 10Hz 주파수 영역신호를 검출하여 증폭한 뒤 상용 노이즈를 제거하여 검출되며, 체온은 디지털 타입의 센서가 체온을 측정한 뒤 출력하는 값으로부터 검출된다. 또한, 이 모듈에 대한 SoC 구현의 노력으로서, 시스템 컨트롤러를 대체할 수 있도록 VHDL 기반의 마이크로프로세서를 구현하였다. 구현된 프로세서는 10MHz로 동작하며, FPGA 칩인 Spartan 3XC3S1000 안에서 매크로 블록으로 구성된 메모리들과 함께 검증되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권1호
• /
• pp.63-67
• /
• 2015

백색 발광 다이오드는 조명과 통신이 동시에 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고출력 백색 LED와 저가형 광 다이오드, 프레넬 렌즈로 구성된 가시광 통신의 특성을 연구하였다. LED 구동회로는 고전력 MOSFET과 MOSFET 전용 구동칩을 사용하여 LED가 고속으로 온오프 되게 스위칭 하였다. 사용한 LED의 대역폭은 8 MHz로 측정되었다. 그러나 실내 조명환경을 고려한 500 lx 조도 하에서 통신 속도는 PIN 광 다이오드인 SFH213의 낮은 스펙트럼 감도와 낮은 신호전력으로 인해 1 Mbps까지만 가능하였다. 시스템 대역폭을 확장하기 위하여 프레넬 렌즈를 적용한 경우 수신단의 PIN 광 다이오드에 LED의 집광된 광 전력이 입사되도록 하여 LED의 대역폭까지 변조될 수 있었다. 프레넬 렌즈에 의한 신호대 잡음비는 40 dB 이상 향상되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.345-348
• /
• 2013

본 논문은 온칩 버스 데이터의 압축 전송을 위한 방법을 제안한다. 영상 해상도의 가파른 증가와 함께 멀티미디어 프로세서의 온칩 버스의 데이터 트래픽은 빠르게 증가하고 있어 많은 SoC 칩들이 성능 저하를 경험하고 있다. IP 코어는 bus grant 신호를 얻는 데 많은 시간이 소요되는데 본 논문은 이 시간을 활용하여 간단한 버스 데이터 압축 전송을 하는 방법을 소개한다. 그 방법으로 하드웨어 구현하여 VC-1 디코더 프로세서에 적용함으로써 평균 매크로 블록 처리 시간을 각각 sd 영상은 13.6%, hd 영상은 13.1%까지 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.388-394
• /
• 2019

블록암호 알고리듬 ARIA와 AES 그리고 해시 함수 Whirlpool을 단일 하드웨어로 통합 구현한 AAW(ARIA- AES-Whirlpool) 크립토 코어를 Cortex-M0 CPU에 슬레이브로 인터페이스한 보안 SoC(System-on-Chip) 설계에 대해 기술한다. AAW 크립토 코어는 ARIA, AES, Whirlpool의 알고리듬 특성을 이용한 하드웨어 공유를 통해 저면적으로 구현되었으며, 128-비트와 256-비트의 키 길이를 지원한다. 설계된 보안 SoC 프로토타입을 FPGA 디바이스에 구현하고, 하드웨어-소프트웨어 통합 검증을 하였다. AAW 크립토 코어는 5,911 슬라이스로 구현이 되었으며, AAW 크립토 코어가 포함된 AHB_Slave는 6,366 슬라이스로 구현되었다. AHB_Slave의 최대 동작 주파수는 36 MHz로 예측되었으며, ARIA-128, AES-128의 데이터 처리율은 각각 83 Mbps, 78 Mbps이고, Whirlpool 해시 함수의 512-비트 블록의 처리율은 156 Mbps로 평가되었다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.714-721
• /
• 2022

다중 주파수 클럭 신호를 사용하는 시스템 온 칩(SoC: system on a chip)를 위해 위상 고정 루프(PLL: phase-locked loop) 기반 주파수 합성기가 제안된다. 제안하는 PLL 기반 주파수 합성기는 위상 주파수 검출기(PFD: phase frequency detector), 전하 펌프(CP: charge pump), 루프 필터, 전압 제어 발진기(VCO: voltage-controlled oscillator), 그리고 주파수 분주기로 구현되는 전하 펌프 위상 고정 루프와 에지 컴바이너로 구성된다. PLL은 6개의 차동 지연 셀을 사용하여 VCO에 의해 12 위상 클록을 출력하며, 에지 컴바이너는 PLL의 12상 출력 클럭의 에지 컴바이닝과 주파수 분주를 통해 출력 클럭의 주파수를 합성한다. 제안된 PLL 기반 주파수 합성기는 1.2V 공급전압을 사용하는 55nm CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 PLL 기반 주파수 합성기는 주파수가 20.75MHz인 기준 클록에 대해 166MHz, 83MHz 및 124.5MHz의 세 클록 신호를 출력한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제33권9호
• /
• pp.592-607
• /
• 2006

이 논문은 실시간 제약 조건을 갖는 다중태스크 응용을 여러 개의 코어를 갖는 SoC 위에서 동작시키고자 할 때, 시스템의 비용은 최소로 하면서 성능을 높일 수 있도록 프로세서 및 하드웨어 IP를 선정하고, 태스크를 매핑 하는 기법을 제안한다. 이와 같은 기법은 하드웨어-소프트웨어 통합합성 기법이라고 한다. 이전 연구에서 우리는 복잡한 통합합성 문제를 세 가지 하부 문제(프로세서 컴포넌트 선택문제, 태스크 매핑문제, 그리고 스케줄-가능성 검사문제)로 세분화 하고, 각 문제를 독립적으로 해결하는 기법을 제안하였다[1]. 하지만 많은 장점에도 불구하고 이전 연구에서는 한 태스크가 스케줄 될 때, 자신의 스케줄-길이를 최소로 줄이기 위해 시스템 전체 자원을 모두 점유하는 것을 가정하는 제약점이 있었다. 그러나 일반적으로 보다 향상된 성능을 얻기 위해서는, 서로 관련이 없는 태스크들은 서로 다른 프로세서에서 동시에 실행될 수 있어야 한다. 이 논문에서는 다중프로세서 환경에서 다양한 운영정책을 가지는 일반적인 시스템을 위하여 태스크 매핑회피 기법과 태스크 매핑전용 기법이라는 두 가지 매핑기법을 제시한다. 멀티미디어 실시간 응용 프로그램인 다채널 디지털 비디오 레코더(Digital Video Recorder)와 관련 논문에서 제공된 임의 생성 다중태스크 예제에 대해서 큰 성능 향상을 얻을 수 있었다.