• 제목/요약/키워드: 저전력 설계

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고속 무선 LAN 시스템을 위한 저전력/저면적 MIMO-OFDM 기저대역 프로세서 설계 (Design of Low-Power and Low-Complexity MIMO-OFDM Baseband Processor for High Speed WLAN Systems)

  • 임준하;조미숙;정윤호;김재석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권11C호
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    • pp.940-948
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    • 2008
  • 본 논문에서는 휴대용 고속 무선 LAN 시스템에 적합한 저전력/저면적 MIMO-OFDM 기저대역 프로세서의 효율적인 하드웨어 구조를 제시한다. 고속 무선 LAN 시스템은 최대 수백 Mbps의 데이터 속도를 처리해야 하기 때문에 높은 시스템 클럭과 다중경로 구조를 사용하게 되는데, 이는 소모 전력과 구현 면적을 상승시키는 결과를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 저전력으로 동작하면서도 동시에 하드웨어 부담을 줄인 고속 무선 LAN 시스템용 기저대역 프로세서의 하드웨어 구조를 제시한다. 이를 위해서 비트 병렬 처리 구조로 설계된 송신단 PLCP(TX-PLCP) 프로세서와 연산 복잡도를 효과적으로 감소시킨 심볼 검출기를 제안한다. 제안된 TX-PLCP 프로세서 구조는 비트 병렬 처리를 통해 동작 주파수를 감소시킴으로써 전력소모를 낮추는 효과를 얻을 수 있고, PMD 프로세서에서 가장 큰 면적을 차지하는 심볼 검출기는 수식 변형을 통해서 나눗셈 연산 및 제곱근 연산을 제거함으로써 저면적 설계를 가능하게 한다. 제안된 하드웨어 구조를 적용한 기저대역 프로세서는 Verilog HDL을 통해 설계 및 검증되었으며, 0.18um CMOS 공정을 통해 합성되었다. 합성결과, 병렬처리 구조를 적용한 TX-PLCP 프로세서는 비트 직렬 처리 구조에 비해 약 81% 감소된 전력에서 동작함을 확인하였고, 제안된 심볼 검출기는 나눗셈 및 제곱근 연산을 포함하는 심볼 검출 기법에 비해 약 18% 정도 하드웨어 복잡도가 감소함을 확인하였다.

저전력 무선통신 기반 다중 프로토콜 게이트웨이 시스템 설계 (Design of a Multi-Protocol Gateway System Based on Low Power Wireless Communications)

  • 홍성일;인치호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권10호
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    • pp.2006-2013
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    • 2015
  • 본 논문에서는 저전력 무선통신 기반 다중 프로토콜 게이트웨이 시스템 설계를 제안한다. 제안 된 멀티 프로토콜 게이트웨이 시스템은 가로등 전력 제어 및 환경 모니터링을 위한 정보를 수집하여 무선 네트워크와 유선 네트워크를 통해 현장 상황을 실시간으로 모니터링 및 제어 할 수 있도록 설계하였다. 코드분할 다중접속 및 이더넷, 위성 항법장치, 저전력 무선통신 등의 유선 또는 무선통신을 선택적으로 사용한 복합처리와 함께 다중 센서를 이용하여 수집 된 데이터를 저전력 무선통신을 통해 서버로 전송하는 중개 역할을 하도록 설계하였다. 그리고 유지보수 비용 및 하드웨어 교체 용이성을 위해 CPU 및 베이스 보드로 분리하여 설계하였다. 본 논문에서 제안된 다중 프로토콜 게이트웨이 시스템의 전원, 충격, 연속동작 신뢰성 검증결과, 95% 이상의 정상동작 성공률 및 정상적인 연속동작 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 전압 강하 및 순간 내성시험, 전도성 RF 전자기장 내성시험에서 평균 A등급의 평가결과를 얻을 수 있었다.

8비트 10MS/s 저전력 아날로그-디지털 변환기 설계 (Design of a Low power Analog-to-Digital Converter with 8bit 10MS/s)

  • 손주호;이근호;설남오;김동용
    • 한국음향학회지
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    • 제17권7호
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    • pp.74-78
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    • 1998
  • 본 논문에서는 고속의 변환속도를 갖는 파이프라인드 방식과 저전력 특성을 갖는 축차 비교 방식 구조를 혼용하여 고속, 저전력 아날로그-디지털 변환기를 설계하였다. 제안 된 구조는 축차 비교 방식의 변환에서 비교기를 파이프라인드 구조로 연결하여 홀드된 주기 에 비교기의 기준 전위를 전 비교기의 출력값에 의해 변환하도록 하여 고속 동작이 가능하 도록 하였다. 제안된 구조에 의해 8비트 아날로그 디지털 변환기를 0.8㎛ CMOS공정으로 HSPICE를 이용하여 시뮬레이션한 결과, INL/DNL은 각각 ±0.5/±1이었으며, 100kHz 사인 입력 신호를 10MS/s로 샘플링 하여 DFT측정 결과 SNR은 41dB를 얻을 수 있었다. 10MS/s의 변환 속도에서 전력 소모는 4.14mW로 측정되었다.

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설계 자동화를 위한 저전력 하드웨어 할당 알고리듬 (A Low Power Hardware Allocation Algorithm for Design Automation)

  • 최지영;인치호
    • 정보학연구
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    • 제3권1호
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    • pp.117-124
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    • 2000
  • 본 논문은 설계 자동화를 위한 저전력 하드웨어 할당 알고리듬을 제안한다. 제안한 알고리듬은 스케줄링의 결과를 입력으로 받아들이고, 각 기능 연산자에 연결된 레지스터 및 연결 구조가 최대한 공유하도록 제어스텝마다 연산과 기억 소자의 상호 연결 관계를 고려하여 기능 연산자, 연결 구조 및 레지스터 할당한다. 또한 자원의 수를 최대로 줄임으로써 할당 과정동안 저전력의 요소인 캐패시턴스를 동시에 줄인다. 제안된 알고리듬은 비교 실험을 통하여 기존의 저전력을 고려하지 않은 방식들과 비교함으로서 본 논문의 효율성 을 보인다.

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XFP 트랜시버 데이터 전송을 위한 저전력 FEC 설계에 관한 연구 (A Study on Low Power Consuming FEC Design for XFP Transceiver System Transmission)

  • 이민수;이경원;윤병돈;민형복
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.973-974
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    • 2010
  • 본 논문에서는 XFP(10 Gb/s Small Form Factor Pluggable) 트랜시버 모듈의 정확한 데이터 전송을 위해 저전력 FEC를 설계하였다. 현재 많이 사용되며 버스트 에러에 강한 Reed-solomon코드를 구현하고 코드의 분산 연산을 통해 저전력 RS코드를 구현하였다. 본 논문에서 제안한 코드는 기존의 RS코드 대비 20% 면적이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 전력소모가 10% 감소되는 것을 확인 할 수 있었다.

저전력 12비트 1MSps 연속 근사형 레지스터 아날로그-디지털 변환기 설계 (Design of a Low-Power 12-bit 1MSps SAR ADC)

  • 최성규;김철환;성명우;김신곤;임재환;최근호;;류지열;노석호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.156-157
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    • 2014
  • 본 논문에서는 저전력 12비트 1MSps 연속 근사형 레지스터 아날로그-디지털 변환기를 제안한다. 제안하는 회로는 1.8V의 공급 전압에서 동작하며, Magnachip/SK Hynix $0.18{\mu}m$ CMOS 1Poly-6Metal 공정을 이용하여 설계하였다. 입력신호의 주파수가 100kHz일 때, 설계된 회로는 3.24mW의 낮은 소비전력 특성, $0.56mm^2$의 작은 칩 면적 특성, 70.03dB의 SNDR(Signal-to-Noise Distortion Ratio) 및 11.34비트의 ENOB(Effective Number of Bits) 특성을 보였다.

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심장질환 치료를 위한 체내삽입형 저전력 Pacemaker에 관한 연구 (Implantable low-power Pacemaker for Heart Disease Therapy)

  • 김교석;이상원;조준동
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.473-474
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    • 2007
  • 본 연구는 체내 이식형 Pacemaker를 연구하면서 심장 질환을 Therapy 해 주는 방법에 대해 저전력 및 성능향상에 중점을 두고 연구 및 실험을 하였다. 우선적으로 심장의 심박동을 연산량이 적은 Peak_detection에서 체크하여 전력소모를 줄이고 나오는 각 심실 및 심방의 Interval을 Disease_episode 에서 받는다. 여기서 5가지 심실 및 심방에 관한 질환들 (VF : Ventricular Fibrillation, VT : Ventricular Tachycardia, FVT : Fast Ventricular Tachycardia, FAT_AF : Fast Atrial Tachycardia/Atrial Fibrillation, AT_AF : Atrial Tachycardia AT_AF : Atrial Fibrillation)을 판별한 후 각 병증에 맞는 Therapy 값을 출력하게 하였다. 그 외에 남아있는 병증에 대해서도 Therapy가 저전력 및 성능향상 되도록 설계하였다. 기존에 적용되어 있는 Detection 기법에서는 각각의 병증에 대해서 각 Detection이 있어 VF와 VT 사이에 있는 FVT와 같은 병증을 치료할 때 FVT 같은 경우에는 VF와 VT사이에 있는 질병이기 때문에 FVT_VF 및 FVT_VT와 같이 각각의 Detection을 두어 전력 소모가 있었다. 심장에서는 여러 질병이 한번에 나을 수 없다는 것에 착안하여 (심박동 Interval에 의해 질병이 판단되므로) 다른 병증이지만 같은 진단 기준을 쓰는 Detection을 통합함으로써 하나의 모듈로 구성하여 Gate수를 줄이고 저전력을 구현하였다. 또한 병증을 판별하는 진단 기준 모듈 중 Onset_Criterion 재설계하여 좀더 성능 향상에 중점을 두었다.

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저전력 대형 LCD TV를 위한 LED BLU 다분할 디밍 제어 기술 (Multi Dimming Control of LED BLU for low power HD LCD TV)

  • 전기만;정혜동;박동균
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.1155-1156
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    • 2008
  • 현재 에너지 소비를 줄이기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중 대형 LCD TV 분야는 전체 소비전력의 약 70%이상이 백라이트에 의한 소비이므로, 대형 LCD TV의 전력 절감을 위해서는 효율적인 백라이트 설계에 대한 연구가 매우 중요한 부분이다. 따라서 본 연구에서는 백라이트의 효율적인 전력 소비를 위해 다채널 영상 분할 LED백라이트 밝기 제어를 통한 저전력 BLU 설계하였다. 본 연구를 통한 실험을 한 결과 60%이상의 전력 절감효과를 측정하여 연구의 유효함을 입증하였다.

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이동컴퓨팅 환경에서의 에너지 효율성 증대를 위한 CORBA 컴포넌트 모델 확장 (Extensions of CORBA Component Model for improving Energy Efficiency in Mobile Computing Environments)

  • 차창호;이병훈;고영배;김재훈
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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    • pp.889-891
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    • 2005
  • 이동 컴퓨팅 환경에서 휴대용 기기의 저전력 설계는 매우 중요한 문제 가운데 하나라고 할 수 있다. 그동안 저전력 설계를 위한 한 방안으로 수행되어야 하는 작업을 전력이 풍부한 일반 개인용 컴퓨터 혹은 서버로 이전하는 방안이 제시되어왔다. 한편, 최근 컴포넌트 기반 시스템이 이동 컴퓨팅 환경에 적합한 환경으로 제시되고 있다. 본 논문에서는 대표적인 컴포넌트 기반 환경인 CORBA에서 전력이 풍부한 원격 컴퓨터에서 전력을 많이 소비하는 컴포넌트를 실행함으로써 전력 소비를 줄이는 방안을 제시한다.

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웨어러블 컴퓨터를 위한 저전력 실시간 운영체제 eRTOS 설계 및 구현 (Design and Implementation of eRTOS Real-time Operating Systems for Wearable Computers)

  • 조문행;최찬우;이철훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.42-54
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    • 2008
  • 오늘날의 내장형 시스템은 군사 무기체계, 로봇, 인공위성 등과 같이 전통적인 내장형 시스템과 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), PDAs(Personal Digital Assistants)와 같이 통신과 멀티미디어 기기가 결합된 디지털 컨버전스 시스템에서 먹는 PC, 웨어러블 컴퓨터와 같은 차세대 PC 개념으로 진화하고 있다. 차세대 PC는 문서작성 인터넷 검색 데이터 관리 등에서 사용되었던 기존의 PC에서 분기된 네트워크 기반의 인간중심 디지털 정보기기이다. 웨어러블 컴퓨터는 극히 전력과 메모리 제한적인 시스템으로, 구성 하드웨어의 제약 사항을 극복하고 사용자 서비스의 QoS를 제공하기 위해 초소형이면서 저전력 기능을 갖춘 실시간 운영체제를 사용해야만 한다. 본 논문에서는 웨어러블 컴퓨터를 위한 저전력 실시간 운영체제 eRTOS를 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 eRTOS는 18KB의 풋프린트(footprint)로 동적 전력 관리 기법(Dynamic Power Management)과 장치 전력 관리 기법(Device Power Management)의 저전력 기법이 구현되어 있다. 웨어러블 컴퓨터의 응용프로그램을 실험하여 47%의 전력 소모 감축효과를 확인하였다.