• Title/Summary/Keyword: 저가 하드웨어

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Design and Implementation of Component Based Multi-Thread Lightweight Sensor OS (컴포넌트 기반 멀티 스레드 지원 초경량 운영체제 설계 및 구현)

  • Kim, Tae-Hoon;Seo, Dae-Hong;Lee, Seung-Young
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.1753-1756
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    • 2005
  • 센서 네트워크 환경에서 센서 노드에게 가장 큰 이슈는 저전력이다. 이러한 센서 노드에서 저전력화를 제공하는 것은 하드웨어 뿐만 아니라 소프트웨어에서도 중요하다. 유휴 시간에 마이크로 컨트롤러가 활성 상태로 대기 하는 대신 마이크로 컨트롤러가 제공하는 파워 슬립 모드를 이용하여 모든 주변 장치의 전원을 차단함으로서 저전력을 실현할 수 있다. 그러나 빈번한 슬립 모드 진입은 오히려 더 많은 전력을 소비하기 때문에 슬립 모드로 들어가는 시기와 나오는 시기를 적절하게 제어 하는 것은 쉬운 일이 아니다. 그러므로 본 논문에서는 타이머 인터럽트를 활용하여 슬립 모드 제어 정책을 포함하는 컴포넌트 기반의 멀티 스레드 지원 센서 OS를 구현하였다. 코드 크기의 최적화로 성능 향상을 꾀하였으며, 이로서 전력 소비도 줄일 수 있다. 또한, 컴포넌트 기반의 구조는 다양한 하드웨어를 쉽게 지원할 수 있으며, 응용 분야에 따라 다양한 어플리케이션을 쉽게 제작할 수 있도록 설계하였다.

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Low-Power H.264 Decoder Design for Digital Multimedia Broadcasting (디지털 멀티미디어 방송을 위한 저전력 H.264 복호기 설계)

  • Lee, Seong-Soo;Lee, Won-Cheol
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.44 no.1
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    • pp.62-68
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    • 2007
  • H.264 video compression in digital multimedia broadcasting (DMB) shows significantly high compression ratio over conventional algorithms, while its required hardware cost and power consumption are also $3{\sim}5$ times larger. Consequently, low-hardware-cost and low-power H.264 decoder SoC is essential for commercial digital multimedia broadcasting terminals. This paper describes low-power design and implementation of core blocks in H.264 decoder SoC.

Real-time video data encryption system using FPGA-based crypto-accelerator in the Internet of Things environment (사물인터넷 환경에서 하드웨어(FPGA)기반 암호가속기 사용 실시간 영상 데이터 암호화 시스템)

  • Kim, Min-Jae;Lee, Jun-Ho;Kim, Ho-Won
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.15-17
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    • 2022
  • 사물인터넷 기술이 활성화되면서 원격 접속 및 제어가 가능한 스마트 가전기기의 보급이 증가하고 있다. 이에 따라 스마트 가전 기기의 보안취약점을 이용하여 개인정보 유출, 프라이버시 침해 등 사이버 보안 관련 범죄도 같이 증가하는 추세이다. 최근 저성능 디바이스에서 경량 암호를 이용한 안전성 보장 방안에 대한 연구가 진행 중이나, 저성능 디바이스에서 4K/2160p 이상의 영상 데이터를 실시간으로 암·복호화하는 것은 높은 지연시간을 발생시킨다. 본 연구에서는 하드웨어 기반 암호 알고리즘 가속기를 이용하여 저성능 디바이스에서도 구현 가능한 대용량 영상데이터 실시간 암·복호화 시스템을 제안한다.

Low Area Hardware Design of Efficient SAO for HEVC Encoder (HEVC 부호기를 위한 효율적인 SAO의 저면적 하드웨어 설계)

  • Cho, Hyunpyo;Ryoo, Kwangki
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.19 no.1
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    • pp.169-177
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    • 2015
  • This paper proposes a hardware architecture for an efficient SAO(Sample Adaptive Offset) with low area for HEVC(High Efficiency Video Coding) encoder. SAO is a newly adopted technique in HEVC as part of the in-loop filter. SAO reduces mean sample distortion by adding offsets to reconstructed samples. The existing SAO requires a great deal of computational and processing time for UHD(Ultra High Definition) video due to sample by sample processing. To reduce SAO processing time, the proposed SAO hardware architecture processes four samples simultaneously, and is implemented with a 2-step pipelined architecture. In addition, to reduce hardware area, it has a single architecture for both luma and chroma components and also uses optimized and common operators. The proposed SAO hardware architecture is designed using Verilog HDL(Hardware Description Language), and has a total of 190k gates in TSMC $0.13{\mu}m$ CMOS standard cell library. At 200MHz, it can support 4K UHD video encoding at 60fps in real time, but operates at a maximum of 250MHz.

An Efficient Hardware Implementation of Block Cipher Algorithm LEA (블록암호 알고리듬 LEA의 효율적인 하드웨어 구현)

  • Sung, Mi-ji;Park, Jang-nyeong;Shin, Kyung-wook
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2014.10a
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    • pp.777-779
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    • 2014
  • The LEA(Lightweight Encryption Algorithm) is a 128-bit high-speed/lightweight block cipher algorithm developed by National Security Research Institute(NSRI) in 2012. The LEA encrypts plain text of 128-bit using cipher key of 128/192/256-bit, and produces cipher text of 128-bit, and vice versa. To reduce hardware complexity, we propose an efficient architecture which shares hardware resources for encryption and decryption in round transformation block. Hardware sharing technique for key scheduler was also devised to achieve area-efficient and low-power implementation. The designed LEA cryptographic processor was verified by using FPGA implementation.

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사물인터넷 디바이스 하드웨어 보안

  • Ji, JangHyun;Park, Woojung;Moon, Jaegeun
    • Review of KIISC
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    • v.32 no.2
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    • pp.51-58
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    • 2022
  • 최근 많은 사물들의 센싱 정보를 인터넷을 통해 수집하고 가공 및 분석하는 사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 서비스를 제공하고 있다. 2021년 기준 전세계 사물인터넷디바이스 수는 123억개로 사물인터넷 디바이스 수는 무서운 속도로 증가하고 있다. 사물인터넷 디바이스는 대체로 전력 및 비용의 문제로 저사양 디바이스를 사용하고 있고 다양한 구성요소를 가지고 있는 만큼 다양한 보안 취약성을 가지고 있다. 기존 IT 분야의 네트워크, 플랫폼, 서비스에서의 취약성은 모두 가지고 있으며, 사물인터넷 디바이스의 자원 제약성으로 인한 보안 결여 다양한 공격루트를 통한 공격자의 쉬운 접근 가능성으로 많은 보안 취약성과 높은 공격 가능성을 가지고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷 하드웨어 보안 관점에서 살펴보고, 최근 오픈소스 하드웨어로 각광받고 있는 RISC-V를 활용한 사물인터넷 디바이스 보안 적용 방안을 보도록 한다.

Hardware Abstraction Architecture for Low Cost Flash Memories in Wireless Sensor Nodes (무선 센서 노드상의 저가형 플래시 메모리를 위한 하드웨어 추상화 구조)

  • Kim, Chang-Hoon;Kwon, Young-Jik
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.14 no.2
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    • pp.72-80
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    • 2009
  • In this parer, we propose a hardware abstraction architecture(HAA) for low cost flash memories that can be applicable to wireless sensor nodes. The proposed HAA consists of three layers. The three layers are 1) HHL(Hardware Interlace Layer), HAL(Hardware Adaption Layer), and HPL(Hardware Presentation Layer), where HIL provides a platform independent interlace to applications of upper layers, HAL performs hardware resource management, program status control, and generation of logical instructions as main core of the HAA, and HPL initializes hardware and communicates data between MCU and flash memory. We implemented our HAA on AT45DB flash memory, and the HAA used 4,384 bytes program memory and 195 bytes data memory respectively. Since the proposed HAA is composed of well defined three layers and shows a low utilization of memory, it can provides a high efficiency in terms of flexibility, scalability, and re-usability, and thus the HAA is well suited for wireless sensor nodes.

An Efficient Implementation of Lightweight Block Cipher Algorithm HIGHT for IoT Security (사물인터넷 보안용 경량 블록암호 알고리듬 HIGHT의 효율적인 하드웨어 구현)

  • Bae, Gi-Chur;Shin, Kyung-Wook
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2014.10a
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    • pp.285-287
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    • 2014
  • This paper describes a design of area-efficient/low-power cryptographic processor for lightweight block cipher algorithm HIGHT which was approved as a cryptographic standard by KATS and ISO/IEC. The HIGHT algorithm which is suitable for the security of IoT(Internet of Things), encrypts a 64-bit plain text with a 128-bit cipher key to make a 64-bit cipher text, and vice versa. For area-efficient and low-power implementation, we adopt 32-bit data path and optimize round transform block and key scheduler to share hardware resources for encryption and decryption.

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Hardware Design and Implementation of Joint Viterbi Detection and Decoding Algorithm for Bluetooth Low Energy Systems (블루투스 저전력 시스템을 위한 저복잡도 결합 비터비 검출 및 복호 알고리즘의 하드웨어 설계 및 구현)

  • Park, Chul-hyun;Jung, Yongchul;Jung, Yunho
    • Journal of IKEEE
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    • v.24 no.3
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    • pp.838-844
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    • 2020
  • In this paper, we propose an efficient Viterbi processor using Joint Viterbi detection and decoding (JVDD) algorithm for a for bluetooth low energy (BLE) system. Since the convolutional coded Gaussian minimum-shift keying (GMSK) signal is specified in the BLE 5.0 standard, two Viterbi processors are needed for detection and decoding. However, the proposed JVDD scheme uses only one Viterbi processor by modifying the branch metric with inter-symbol interference information from GMSK modulation; therefore, the hardware complexity can be significantly reduced without performance degradation. Low-latency and low-complexity hardware architecture for the proposed JVDD algorithm was proposed, which makes Viterbi decoding completed within one clock cycle. Viterbi Processor RTL synthesis results on a GF55nm process show that the gate count is 12K and the memory unit and the initial latency is reduced by 33% compared to the modified state exchange (MSE).

Hardware Implementation of Low-power Display Method for OLED Panel using Adaptive Luminance Decreasing (적응적 휘도 감소를 이용한 OLED 패널의 저전력 디스플레이 방법 및 하드웨어 구현)

  • Cho, Ho-Sang;Choi, Dae-Sung;Seo, In-Seok;Kang, Bong-Soon
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.17 no.7
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    • pp.1702-1708
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    • 2013
  • OLED has good efficiency of power consumption by having no power consumption from black color as different with LCD. when it has white color, all RGB pixel should be glowing with high power consumption and that can make it has short life time. This paper suggest the way of low power consumption for OLED panel using adaptive luminance enhancement with color compensation and implement it as hardware. This way which is based on luminance information of input image makes converted luminance value from each pixel in real time. There is with using the basic idea of chromaticity reduction algorithm, showing new algorithm of color correction. And performance of proposed method was confirmed by comparing the conventional method in experiments about 48.43% current reduction. The proposed method was designed by Verilog HDL and was verified by using OpenCV and Windows Program.