• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.569-574
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• 2007

최근 많은 광대역 유무선 통신 응용분야에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 표준기술로 채택하고 있다. OFDM 방식의 고속 무선 데이터 통신을 위한 FFT 프로세서는 일반적으로 DSP(Digital Signal Processing)로 구현되었으나, 큰 전력 소비를 필요로 한다. 따라서, OFDM 통신방식의 단점인 전력문제를 보완하기 위해서 전류모드 FFT LSI가 제안되었고, 저소비전력 전류모드 FFT LSI를 동작시키기 위해서는 전류모드를 전압모드로 바꾸는 VIC(Voltage to Current Converter) 그리고 다시 전류모드를 전압모드로 바꾸어 주는 IVC(Current to Voltage Converter)가 필요하다. 그러나, OP-AMP로 구현되는 종래의 IVC는 회로규모가 크고, 전력소비가 크며, LSI 내에 크고 정확한 높은 저항을 필요로 한다. 또한 전류모드신호처리에서 많이 이용되는 Current Mirror 회로 등의 출력단자로부터 전류신호를 입력받은 경우, 입력단자간의 전위차가 발생하며, DC offset 전류가 발생하는 등의 문제점을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 저전력 동작이 가능하고, 향후, single chip 응용이 가능한 IVC를 $0.35{\mu}m$ 공정에서 설계함으로서, $0.35{\mu}m$ 공정에서의 전류모드 FFT LSI의 전압모드 출력이 가능해졌다 설계된 IVC는 FFT LSI의 출력이 디지털신호로 환산한 ${\pm}1$인 점을 감안하여, 전류모드 FFT LSI의 출력이 $13.65{\mu}A$ 이상일 때에 3.0V의 전압을 출력하고, FFT LSI의 출력이 $0.15{\mu}A$ 이하일 때에 0.5V 이하의 전압을 출력하도록 하였으며, IVC의 총 소비전력은 약 1.65mV이하로 평가되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.211-216
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• 2008

이 논문은 MOS 전류모드 논리 (MOS current-mode logic circuit, MCML) 회로를 이용하여 저 전력 특성을 갖는 8${\times}$8 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 설계한 곱셈기는 회로가 동작 하지 않을 때의 정적 전류의 소모를 최소화하기 위하여 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 저 전력 MOS 전류모드 논리회로를 구현하였다. 설계한 곱셈기는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 대기전력소모가 1/50으로 감소하였다. 또한, 이 회로는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 전력소모에서 10.5% 감소하였으며, 전력소모와 지연시간의 곱에서 11.6%의 성능 향상이 있었다. 이 회로는 삼성 0.35${\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권3호
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• pp.121-126
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• 2010

본 논문에서는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 회로를 구현하고, 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 누설전류를 최소화하는 새로운 저 전력 MOS 전류모드 논리회로 (MOS current-mode logic circuit)를 제안하였다. 제안한 회로는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 특성을 갖도록 설계하였고 고 문턱전압 PMOS 트랜지스터 (high-threshold voltage PMOS transistor)를 슬립 트랜지스터로 사용하여 누설전류를 최소화하였다. 제안한 회로는 $16\;{\times}\;16$ 비트 병렬 곱셈기에 적용하여 타당성을 입증하였다. 이 회로는 슬립모드에서 기존 MOS 전류 모드 논리회로 구조에 비해 대기전력소모가 1/104로 감소하였으며, 정상 동작모드에서 11.7 %의 전력소모 감소효과가 있었으며 전력소모와 지연시간의 곱에서 15.1 %의 성능향상이 있었다. 이 회로는 삼성 $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.536-537
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• 2008

최근 홈 네트워킹 기술과 연동된 가전제어 및 서비스에 대한니즈가 증대�� 있어 다양한 디지털 가전기기가 개발되고 있다. 특히 국내외적으로 많은 홈 네트워크 관련 제품들이 생산되고 있으며 이는 궁극적으로 이기종 네트워크 환경에서 유무선 통신의 구된 없이 다양한 기기를 네트워크에 접속할 수 있는 서비스를 제공한다. 기존 중 저속 전력선 모뎀의 경우 홈 네트워크에서 전력선으로 들어오는 신호를 수신하기 위해 전력소모가 가장 많은 Main Processor에서는 항상 Wake-On 상태를 유지하고 있다. 하지만 중 저속 전력선 모뎀의 송수신을 관장하는 Main Processor를 보게 되면 크게 통신 프로토콜을 관장하는 Main CPU와 실제 전력선 신호 송수신을 관장하는 PLC Core로 나뉠 수 있다. 홈네트워크상에 전력선으로 들어오는 신호를 수신하기 위해서는 PLC Core는 항상 Wake-On 상태를 유지해야 하지만 Main CPU의 경우는 전력소모를 최소화하기 위해 Idle 상태를 유지하더라도 Host Controller와의 Stand-by & Wake On 신호와 인터럽트 발생기능을 이용하게 되면 전력선 통신에 문제가 없이 대기모드를 지원하는 저전력 전력선 통신 모뎀 개발이 가능하다. 이에 본 연구에서는 저전력 대기모드를 지원하는 전력선 통신 모뎀 개발에 관한 연구를 하고자 한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.723-726
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• 2005

GALS (Globally Asynchronous Locally Synchronous) 시스템 기반의 SoC 설계에 필수적인 DI (Delay Insensitive) 데이터 전송방식 중 기존의 전압 모드 기반 설계 방식은 N 비트 데이터 전송에 물리적으로 2N+1 개의 도선이 필요하다. 이로 인한 전력 소모와 설계 복잡성을 줄이기 위해 N+1 개의 도선으로 N 비트 데이터를 전송할 수 있는 전류 모드 다치 논리 회로 기반 설계 방식이 연구되었다. 그러나, static 전력의 비중이 커 데이터 전송 속도가 낮을수록 전력 소모 측면에서 취약하고, 휴지 모드에서도 상당량의 전력을 소비한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 전류 모드 기반 인코더와 디코더 회로를 제안하고, 이에 따른 새로운 전류 인코딩 기법을 설명한다. 마지막으로 기존의 전압 모드 및 전류 모드 방식과 delay, 전력 소비 측면에서 비교 데이터를 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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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.

• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권3호
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• pp.197-204
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• 2011

방송 신호를 수신하여 TV 등의 디스플레이 장치로 전달하는 셋톱박스는 다른 가전과는 다르게 대기모드, 즉 저전력모드가 존재하지 않는다. 이는 기술적 제약과 운용상의 이유로 인한 것이다. 현재 셋톱박스의 전원을 리모컨으로 끄면 방송을 시청하는 온모드 대비 80~90%의 높은 소비전력을 보인다. 이는 1W 미만으로 동작하는 다른 가전에 비해 월등히 높은 것이다. 국내 및 해외 선진국들은 셋톱박스의 에너지 효율을 높이고자 하는 정책을 시행하고 있다. 본 논문에서는 셋톱박스의 에너지 효율을 개선하고자 저전력 셋톱박스를 설계하고 진행 중인 개발에 대해 기술한다. 저전력 모드를 지원하는 SoC, 전원 모드를 구분하여 동작하도록 하는 시스템 하드웨어 및 소프트웨어, 그리고 방송사와의 연동을 통한 전원관리를 이루는 미들웨어 등이 핵심 개발 내용이다. 그리고 이를 통해 이룰 수 있는 에너지 소비 절감 효과를 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.89-95
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• 2008

본 논문에서는 필터방식 얼굴검출 하드웨어를 저전력 설계하고 그에 따른 전력 소모량을 분석하였다. 얼굴검출 하드웨어는 입력되는 영상에서 얼굴의 위치를 검출하며 내부적으로 6개 모듈과 11개의 모듈 간 버퍼가 삽입되어 각 모듈이 순환 연산한다. 따라서 저전력 설계를 위해 SLEEP 모드와 ACTIVE 모드를 적용하였고, 해당 하드웨어에 모듈별 그리고 레지스터별 클럭게이팅(Clock Gating) 기술을 적용하였다. 추가적으로 모듈간 버퍼는 메모리 파티션을 통해 메모리에서 소비하는 전력양을 줄였으며 게이트 레벨에서도 저전력 설계 기술(Gate level power optimization)을 적용하였다. 이는 삼성 0.18um 공정의 STD130 라이브러리를 사용하여 Synopsis(사)의 Power-Compiler를 통해 구현되었으며 동사의 Prime-Power에 의해 소비 전력량을 측정하였다. 그 결과 저전력 설계 기술을 적용하기 전과 비교하여 ACTIVE 모드일 경우 약 68%의 전력 소모를 줄였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.107-114
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• 2009

본 논문에서는 저출력에서의 효율을 높이기 위한 전력 증폭기 시스템과 이 시스템에 필요한 재구성성이 있는 전력 분배기를 제안한다. 저출력에서의 효율을 높이게 되면, 무선 통신용 선형 전력 증폭기의 평균 효율을 높일 수 있다. 제안한 전력 분배기는 출력의 크기에 따라 고출력 모드와 저출력 모드로 동작한다. 각 모드에서 신호의 경로가 재구성되고 임피던스 정합도 이루어진다. 이러한 재구성성이 있는 전력 분배기는 두 개의 $\lambda/4$ 결합 선로(coupled line)와 두 개의 스위치로 구성된다. 제작된 전력 분배기는 중심주파수 0.9 GHz에서 고출력 모드일 때 반사손실($S_{11}$)과 삽입손실($S_{21}$)이 각각 -16.49 dB와 -0.83 dB, 저출력 모드일 때 반사 손실($S_{11}$)과 삽입손실($S_{31}$)이 각각 -16.28 dB와 -0.73 dB였다. 이 결과를 통해 각 모드에서 신호의 경로가 재구성되며 임피던스 정합이 이루어지는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권6호
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• pp.293-303
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• 2008

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 SDRAM의 저전력 모드를 활용할 수 있다. RDRAM의 경우 냅모드(nap mode)는 액티브 모드(active mode)의 5%이하의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 SDRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 저전력 모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓은 상태로 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.