• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.528-529
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• 2015

본 논문은 DC-DC 플라이백 컨버터 회로를 바탕으로, 고전압 입력으로부터 다채널의 절연된 저전압을 출력하는 고압 SMPS에 관한 것이다. 제안된 토폴로지는 고전압을 분배하는 커패시터와 MCU 전용의 커패시터를 직렬로 구성하고, 각 커패시터에 분배된 전압을 입력으로 다중여자 방식의 플라이백 컨버터 구조로 되어있다. 직렬 커패시터 구조는 고압환경에서의 소자들의 절연 및 전압스트레스를 저감할 수 있으며, MCU 전용의 커패시터는 시스템의 초기구동을 위한 자가충전(Self-Power) 및 Black-Start의 시스템 안정화 구조이다. 또한 다중여자방식은 변압기의 단일 코어를 사용하여 스위칭 전류를 흘려줌으로서 커패시터의 전압불균형을 막을 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 토폴로지는 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.636-642
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• 2008

초고속 인터넷의 보급, 디지털 정보장비의 확산 및 생활 패턴의 변화에 따라 흠 네트워크의 필요성이 점차 확대되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 홈 네트워크화를 위해서 8051 MCU, 하드와이어드 TCP/IP(W3150A)를 이용하여 임베디드 이더넷 모듈을 설계, 구현하였다. 타겟 머신에 간단한 웹 서버를 구축하고 이를 이용한 원격제어 프로그램을 포팅하여 원격지에서도 인터넷으로 가전기기를 제어할 수 있도록 하였다. 개발한 모듈을 이용하여 유비쿼터스 시대에 저가격으로 홈 오토메이션을 구현할 수 있으리라 생각한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.392-402
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• 2020

본 논문은 광센서 없는 태양광 추적 시스템을 제안한다. 태양광 추적, MPPT, ESS, 모니터링의 4가지 기능을 모듈화하여 시스템을 구현하였다. 9개의 태양광 패널을 기본단위로, 바람의 영향을 저감하고, 광센서 없이 태양광 추적이 가능하도록 상하좌우 패널의 높낮이를 다르게 한 격자형 구조를 채택하였다. 저가형 MCU를 이용한 부스트 컨버터 PWM 스위칭을 위해 기존 MPPT의 연산 방법을 개선하였다. ESS 모듈은 리튬 이온 배터리 12개(직렬 3셀과 병렬 4셀)를 기본 단위로 구성하여 온도 및 전기 특성의 이상 유무 감시가 가능하게 하였다. 각 모듈의 MCU는 Atmega128 또는 Raspberry PI로 구성하였으며 운전 정보를 상호 교환하고, IoT 기술을 응용하여 실시간 원격 모니터링과 클라우드에 데이터베이스를 구축하여 유지보수가 가능하게 하였다. 실험을 위해 제작된 태양광 발전 시스템의 운전 데이터는 각 모듈의 분산 및 원격 모니터링의 가능성, 유지보수의 편의성 및 광추적 성능을 증명한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.91-94
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• 2009

RFID(Radio frequency IDentification)는 그 응용 분야가 매우 광범위하다. 예로서 주차관리 시스템, 도서관 사서 관리 시스템 등이 있다. 이런 응용 시스템은 응용 목적에 따라 먼저 반송파 선정을 해야 한다. 반송주파수가 낮을 경우에는 인식거리가 짧고, 반송주파수가 높으면 인식거리가 매우 길며, 인식 대상물이 빨리 움직일 경우 사용한다. 그리고 Tag의 수급의 원활함이 있어야 한다. 시스템의 개발이 완료되더라도 Tag의 구매가 어려우면 개발품은 무용지물이 된다. 본 논문에서는 125KHz를 반송파로 사용하고 있는 RFID 칩인 EM4095칩을 이용하여 RFID 시스템에 대해서 연구하였다. EM4095는 저소비 전력 고효율 칩으로 주변회로는 매우 간단하다. 그리고 MCU와는 4선을 연결함으로서 쓰기와 읽기가 가능하다. MCU는 Atmega128을 사용하였다. 결과로서 각 부분에 대한 회로와 제어 프로그램을 설명하였으며, Reader를 이용한 Tag의 ID 수신 상태를 그림으로 보여 주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8A호
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• pp.661-668
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• 2012

본 논문에서는 무선 통신에 사용되는 저 전력 통신 기법들에 대해 살펴보고 초 저 전력 무선통신이 가능한 능동형 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템에 적용할 수 있는 새로운 프로토콜과 알고리즘을 제안한다. 제안된 기술을 바탕으로 MCU와 RF Transceiver, 칩 안테나 등을 이용하여 송수신 모듈을 구성하였고 내부 전원을 위해 리튬 코인 배터리를 사용하였다. 구현된 리더와 태그의 실험을 통해 송신 시 초당 약 $10{\mu}A$ 이하, 수신 시 초당 약 $30{\mu}A$ 이하의 소비 전류를 측정하였고 이를 바탕으로 초 저 전력 무선통신이 가능함을 확인하였다. 이러한 결과는 수신되는 패킷의 도착 시간을 동적으로 예측하는 알고리즘으로 가능하며 장시간 통신할 때에도 방전되지 않는 조건 하에 링크가 끊어지지 않은 장점을 가지고 있어 오작동을 막고 응답성을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1037-1042
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• 2018

최근 인간의 뇌를 모방하여 정보를 학습하고 처리하는 뉴로모픽 기술에 대한 연구는 꾸준히 진행되고 있다. 뉴로모픽 시스템의 하드웨어 구현은 다수의 간단한 연산절차와 고도의 병렬처리 구조로 구성이 가능하여, 처리속도, 전력소비, 저 복잡도 구현 측면에서 상당한 이점을 가진다. 또한 저 전력, 소형 임베디드 시스템에 적용 가능한 뉴로모픽 기술에 대한 연구가 급증하고 있으며, 정확도 손실 없이 저 복잡도 구현을 위해서는 입력데이터의 차원축소 기술이 필수적이다. 본 논문은 멀티모달 센서 데이터를 처리하기 위해 멀티모달 센서 시스템, 다수의 뉴론 엔진, 뉴론 엔진 컨트롤러 등으로 구성된 경량 인공지능 엔진과 특징추출기를 설계 하였으며, 이를 위한 병렬 뉴론 엔진 구조를 제안하였다. 설계한 인공지능 엔진, 특징 추출기, Micro Controller Unit(MCU)를 연동하여 제안한 경량 인공지능 엔진의 성능 검증을 진행하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.381-385
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• 2010

최근 고령화 시대에 접하여 독거노인들이 많이 늘고 있다. 독거노인들은 행동이 불편하므로 간호사가 주기적으로 방문하여 건강의 이상 유무를 확인하여야 한다. 그러나 적은 수의 간호사가 많은 노인들을 보살피기에는 많은 어려움이 따른다. 이러한 문제는 원격지에서 노인의 건강정보 데이터 혹은 집안 환경의 데이터를 수집하여 호스트 컴퓨터에 보내는 시스템으로 해결할 수 있다. Ethernet을 이용한 데이터 통신은 원격지에 있는 자료를 원하는 곳에서 쉽게 전송할 수 있는 장점을 갖고 있다. 원격지의 데이터 저장장치는 측정한 데이터를 저장하고. 저장된 데이터를 일정기간 지난 후 Ethernet 통신을 통하여 호스트 DB로 전송한다. 이러한 장치의 소형화를 위해서는 OS-less Embedded Ethernet Server시스템이 되어야 한다. 이 시스템은 단지 H/W만으로 파일을 관리하는 시스템이다. 저장장치는 주로 SD카드를 사용한다. SD카드는 소형이며 저 전력으로 동작한다. 512MB SD 메모리를 사용하였을 때, 매초마다 한 번씩, 약 10바이트의 크기의 온도 값을 저장할 경우 5~6년간의 데이터를 저장할 수 있다. 본 논문에서 W3100A, Atmega128 MCU 이용하여 Embedded Ethernet Server를 구현하였고, SD카드를 이용하여 데이터 저장시스템을 구현하였다. 이 시스템은 저장장치를 제어하는 O/S-less Embedded Ethernet Server로 동작한다. File System과 Storage, Ethernet 구현에 대하여 설명하고, MCU인 Atmega128과 LAN LSI인 W3100A간의 Interface, W3100A와 Phyceiver인 RTL8201간의 Interface, 그리고 MCU와 SD-Card간의 Data I/O 및 File System에 대해 설명하였다. 그리고 실험 장치와 모니터링 결과를 그림으로 보였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.97-105
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• 2016

Microcontrollers (MCUs) for endpoint smart sensor devices of internet-of-thing (IoT) are being implemented as system-on-chip (SoC) with on-chip instruction flash memory, in which user firmware is embedded. MCUs directly fetch binary code-based instructions through bit-line sense amplifier (S/A) integrated with on-chip flash memory. The S/A compares bit cell current with reference current to identify which data are programmed. The S/A in reading '0' (erased) cell data consumes a large sink current, which is greater than off-current for '1' (programmed) cell data. The main motivation of our approach is to reduce the number of accesses of erased cells by binary code level transformation. This paper proposes a built-in write/read path architecture using binary code inversion method based on hot-spot region detection of instruction code access to reduce sensing current in S/A. From the profiling result of instruction access patterns, hot-spot region of an original compiled binary code is conditionally inverted with the proposed bit-inversion techniques. The de-inversion hardware only consumes small logic current instead of analog sink current in S/A and it is integrated with the conventional S/A to restore original binary instructions. The proposed techniques are applied to the fully-custom designed MCU with ARM Cortex-M0$^{TM}$ using 0.18um Magnachip Flash-embedded CMOS process and the benefits in terms of power consumption reduction are evaluated for Dhrystone$^{TM}$ benchmark. The profiling environment of instruction code executions is implemented by extending commercial ARM KEIL$^{TM}$ MDK (MCU Development Kit) with our custom-designed access analyzer.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.25-30
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• 2016

본 논문에서는 최근 증가하고 있는 소지품의 분실 방지를 위한 소형 장치의 개발 결과를 제시하고 있다. 제안된 분실 방지 장치 개발을 위해 블루투스4.1 기반의 Slave와 Master로 구성되는 송수신회로로 구성된다. 그리고 저 전력 특성을 구현하기 위해 알고리즘 개발이 병행 되었다. 송수신회로는 블루투스4.1 기능을 지원하는 BoT CLE110 모듈을 사용하였으며, 장치의 제어를 위해 ATmega 328P-AU가 사용되었고 선형 레귤레이터로 LP3874EMP가 사용되었다. 설계된 제품의 소모 전력은 동작 상태에서 35mAh, MCU만 동작 할 경우 10mAh이다. 알람동작거리는 $10m{\pm}30%$, 실효복사전력은 10mW이하, 주파수대역은 블루투스 대역에서 26MHz 이하를 유지하도록 설계되었다. 그리고 Slave와 Master부의 배터리 수명을 연장하기 위한 알고리즘이 개발되었으며, 제품의 크기는 Master($45{\times}45{\times}15mm$), Slave($35{\times}35{\times}10mm$)로 사용자의 편의성을 확보하였다. 본 제품을 최적화 과정을 거쳐 손목시계형 분실 방지 장치로 상용화가 가능할 것으로 기대 된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.79-88
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• 2015

본 논문에서는 차세대 항공 관제시스템의 핵심이라고 할 수 있는 ADS-B 지상 감시장비를 소개하고, ADS-B 1090ES 지상국 수신기를 연구하였다. 국제 표준 문서와 기존 제품의 성능을 분석하여 성능과 신뢰성이 보장되는 최적의 규격을 결정하였다. 초단인 RF단은 저전력, 저잡음, 고이득 특성에 적합한 바이어스 회로를 구성하여 설계하였으며, 신호처리부는 수신 악조건 하에서도 최적의 신호처리(복호)가 가능하도록 구성하였다. 또한 최종단이라고 할 수 있는 MCU부는 외부와의 고속 통신을 고려하여 최신의 CPU를 채택하여 구성했으며, 원격제어 통신은 SNMP를 채택하였다. 개발된 수신기는 국내외 기술 기준을 모두 만족하며, 외산 제품보다 성능 면에서 비교 우위에 있는 것으로 판단된다.