• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.2021-2026
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• 2007

본 논문에서는 다중객체 인식 시스템과 같은 저용량 데이터전송의 저전력 무선센서네트워크 분야에 적용 가능한 새로운 펄스 방식의 저 속도 무선 비동기식 UWB(Wireless Asynchronous Ultra-Wide band) 시스템을 제안하고 이를 설계 및 구현한다. 특히, 펄스방식의 저전력 UWB시스템을 구현하기 위해서 전형적인 통신시스템의 수신기 구조인 RF단의 믹서, 상관기와 A/D 변환기를 없애고 최대한 단순화된 구조의 무선 비동기 방식의 UWB 송수신기를 설계하였다. 또한, 설계된 무선 비동기식 UWB 시스템의 테스트베드를 구현하였고, 구현된 무선 비동기식 UWB 시스템의 응용 시스템 예로 홈 내 또는 강의실과 같은 곳에서 하나의 송신 무선 비동기식 UWB 송신기 측에서 10 m 거리 범위 내에 있는 다수의 수신 무선 비동기식 UWB 측으로 동시에 그림이나 글을 전송할 수 있는 1:N HD(Half Duplex) 방식의 저전력 무선 캔버스(CANVAS) 시스템을 실제 구현하였다. 이를 통해, 제안된 무선 비동기식 UWB 시스템은 LOS(Line of Sight) 채널상태의 전송거리 10m에서 안정적으로 최대 115kbps 급의 전송속도가 지원 가능함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.75-82
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• 2000

본 논문에서는 새로운 16비트 저전력 ALU(Arithmetic Logic Unit) 구조 및 회로를 제안하여 트랜지스터 레벨로 설계, 제작 및 테스트하였다. 설계한 ALU는 16개의 명령어를 수행하며 2단계 파이프라인 구조를 가진다. 제안한 ALU는 switched capacitance를 줄이기 위해 논리연산시에는 덧셈기가 스위칭하지 않도록 하였으며, P(propagation)블록의 출력을 듀얼버스(dual bus)구조로 하였다. 또한 이와 같은 ALU구조를 위한 새로운 효율적인 P 및 G(generation)블록을 제안하였다. 그 외에 저전력 실현을 위하여 ELM덧셈기, 이중모서리 천이 플립플롭double-edge triggered flip-flop) 및 조합형 논리형태(combination of logic style)을 사용하여 ALU를 구현하였다. 모의실험결과, 제안한 구조는 기존의 구조$^{[1.2]}$에 비교하여 수행되는 산술연산의 사용횟수에 대하여 논리연산의 사용횟수가 증가할수록 전력감축의 효과가 증가하였다. 수행되는 산술연산 대 논리연산의 전형적인 비율을 7:3이라고 가정할 때, 제안한 구조는 기존 구조에 비해서 12.7%의 전력감축을 보였다. 설계한 ALU는 0.6${\mu}m$ 단일폴리, 삼중금속 CMOS 공정으로 제작하였다. 칩 테스트 결과 최대동작 주파수는 53MHz로 동작하였고 전력소모는 전원전압 3.3 V, 동작 주파수 50MHz에서 33mW를 소모하였다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.18-29
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• 2019

동적 적응 스트리밍 서버는 일시에 많은 양의 트랜스코딩 연산을 처리하기 때문에 높은 프로세서 전력을 소모한다. 많은 연산량을 위하여 다중 프로세서 구조가 필요하고, 이에 대한 효과적인 트랜스코딩 태스크 분배가 필요하다. 본 논문에서는 2 티어 (프론트엔드 노드 (frontend node)와 백엔드 노드 (backend node)) 트랜스코딩 서버의 전력 상한을 보장하고 스트리밍 되는 비디오의 인기도 및 품질을 고려한 트랜스코딩 서버의 설계 및 구현 방법을 제안한다. 이를 위하여 1) 각 백엔드 노드에 트랜스코딩 태스크 분배, 2) 백엔드 노드에서의 태스크 스케줄링, 3) 프론트엔드와 백엔드 노드 통신 기법들을 구현하고, 테스트베드를 구축하였다. 실제 테스트베드에서의 예상 소모 전력과 실제 소모 전력을 비교하는 실험을 진행함으로써 본 시스템의 효용성을 확인했다. 또한 본 시스템이 각 노드의 부하를 감소시킴으로써 트랜스코딩에 사용되는 전력 및 시간 최적화가 가능함을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.495-496
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• 2008

본 논문에서는 UHF 대역 RFID 의 국제표준인 ISO/IEC 18000-6C 표준을 만족하는 태그 칩을 위한 저전력 고성능 아날로그 회로를 설계하였다. 설계된 아날로그 회로는 성능 테스트를 위해 메모리 블록을 포함하고 있으며, 태그의 인식률과 경제성을 위해 저 전력 및 칩 면적의 최소화에 중점을 두고 설계하였다. 설계된 UHF 대역 RFID 태그용 아날로그 회로는 0.24Vpeak의 RF 입력으로 동작이 가능하며, 칩 면적은 $552.5{\mu}m{\times}338.8{\mu}m$, UHF 대역 RFID 태그 칩에 적합한 작은 면적을 갖는다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.111-119
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• 2015

스마트 그리드(Smart Grid)는 기존의 전력망에 정보 통신 기술을 접목하여 양방향으로 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망이다. 스마트 그리드 구현을 위한 HPGP 통신 규격은 신흥 스마트 에너지, 홈 자동화, 전기 자동차 통신 어플리케이션 구동을 위해 개발되었다. HPGP 통신 규격은 이전 규격인 HPAV과 상호 운용이 가능하며 저비용, 저전력의 장점이 있다. 새로운 통신 규격의 도입을 위해서는 신뢰성 및 상호 운용성 검증을 위한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 스마트 그리드의 중요한 응용프로그램 중 하나인 전기차와 충전기간 전력선 통신에 대한 신뢰성 테스트 방안으로써 스니퍼 테스트 방법을 제안한다. 또한, 전기차와 충전기 간 HPGP 기반 전력선 통신 환경에서 QCA7000 Device, AVitar, Tool Kit을 이용한 스니퍼 테스트 결과를 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.43-48
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• 2008

일반적으로 자체 테스트 동작은 입력 벡터들 사이에 상호 연관성이 없기 때문에 더 많은 전력을 소비하는 것으로 알려져 있다. 이러한 점은 회로에 손상을 유발할 뿐 아니라 배터리 수명에도 악영향을 미치기 때문에 반드시 해결되어야 할 과제 중 하나이다. 이를 위해 본 논문에서는 새로운 방식의 BIST(Built-In Self Test) 구조를 제안하여 테스트 동작에서의 천이를 감소시키고, 이를 통해 전력소모를 줄이고자 한다. 제안하는 구조에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)을 통해 생성되는 pseudo-random 테스트 벡터가 스캔 경로로 들어가기 전에 3 bit씩 모아 더 적은 천이를 가지는 4 bit의 패턴으로 변형한다. 이러한 변형과 그에 대한 복원 과정은 기존의 스캔 BIST 구조에서 Bit Generator와 Bit Dropper라는 모듈을 추가하여 간단히 구현하였다. 제안하는 구조를 ISCAS'89 benchmark 회로에 적용한 결과 약 62%의 천이 감소를 확인하였고 이를 통해 제안하는 구조의 효율성을 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권10호
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• pp.1275-1283
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• 1999

본 논문은 CMOS 디지털 회로에서의 전력 소모의 주원인인 신호의 천이중에서 회로의 동작에 직접적인 영향을 미치지 않는 불필요한 신호의 천이인 글리치를 줄이기 위한 효율적인 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘은 회로의 지연 증가 없이 게이트 사이징과 버퍼 삽입에 의해 경로 균등(path balancing)을 이룸으로써 글리치를 감소시킨다. 경로 균등화를 위하여 먼저 게이트 사이징을 통해 글리치의 감소와 동시에, 게이트 크기의 최적화를 통해 회로 전체의 캐패시턴스까지 줄일 수 있으며, 게이트 사이징 만으로 경로 균등화가 이루어지지 않을 경우 버퍼 삽입으로 경로 균등화를 이루게 된다. 버퍼 자체에 의한 전력 소모 증가보다 글리치 감소에 의한 전력 감소가 큰 버퍼를 선택하여 삽입한다. 이때 버퍼 삽입에 의한 전력 감소는 다른 버퍼의 삽입 상태에 따라 크게 달라질 수 있어 ILP (Integer Linear Program)를 이용하여 적은 버퍼 삽입으로 전력 감소를 최대화 할 수 있는 저전력 설계 시스템을 구현하였다. 제안된 알고리즘은 LGSynth91 벤치마크 회로에 대한 테스트 결과 회로의 지연 증가 없이 평균적으로 30.4%의 전력 감소를 얻을 수 있었다.Abstract This paper presents an efficient algorithm for reducing glitches caused by spurious transitions in CMOS logic circuits. The proposed algorithm reduces glitches by achieving path balancing through gate sizing and buffer insertion. The gate sizing technique reduces not only glitches but also effective capacitance in the circuit. In the proposed algorithm, the buffers are inserted between the gates where power reduction achieved by glitch reduction is larger than the additional power consumed by the inserted buffers. To determine the location of buffer insertion, ILP (Integer Linear Program) has been employed in the proposed system. The proposed algorithm has been tested on LGSynth91 benchmark circuits. Experimental results show an average of 30.4% power reduction.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권1A호
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• pp.104-112
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• 2005

본 논문에서는 고속, 저전력 8-비트 ADC를 설계하는 기법들을 제안하였다. 비교적 적은 전력 소모를 가지면서 고속으로 동작 시키기 위해 기존의 파이프라인 구조인 MDAC를 이용한 폐쇄형 구조 대신에 개방형 구조를 채택하였다. 또한 Distributed THA와 캐스캐이드 형태의 구조를 이용하여 높은 샘플링 속도에 최적화 하였다. 제안한 각 단의 크로싱 지점을 판별하는 기법은 증폭기의 개수를 줄일 수 있도록 함으로서 저전력과 좁은 면적의 ADC 구현을 가능하게 하였다. 모의 실험 결과 500-MHz의 샘플링 속도와 1.8V 전원 전압에서 테스트에 필요한 디지털 회로까지 포함, 210mW의 전력을 소비함을 확인 할 수 있었다. 또한 1.2Vpp(Differential) 입력 범위와 200-MHz까지의 입력 주파수에서 8-비트에 가까운 ENOB를 가짐을 볼 수 있었다. 설계된 ADC는 $0.18{\mu}m$ 6-Metal 1-Poly CMOS 공정을 이용, $900{\mu}m{\times}500{\mu}m$의 면적을 차지한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.130-136
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• 2008

본 논문에서는 $UHF(860{\sim}960MHz)$ 대역 RFTD 태그(tag) 칩을 위한 저전력 고성능 아날로그 회로를 설계하였다. 설계된 아날로그 front-end 블록은 국제표준인 ISO/IEC 18000-6C(EPCglobal class1 generation2) 표준규격을 따르며, 성능테스트를 위한 메모리 블록을 포함하고 있다. 모든 회로를 1V에서 동작하도록 하여 세부 회로들의 전력소모를 최소화하였으며, 보다 정확한 복조를 위해 전류모드 슈미트 트리거를 포함한 ASK 복조기를 제안하였다. 제안된 복조기는 0.014% 복조오차를 갖는다. 설계된 회로를 0.18um CMOS 공정 변수를 이용하여 모의실험 한 결과 최소 $0.2V_{peak}$ 입력으로 동작 가능하며, 1V 전원전압에서 $2.63{\mu}A$의 전류소모를 갖는다. 칩 면적은 $0.12mm^2$이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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• pp.509-514
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• 2008

동적 전력 관리 기법은 임베디드 시스템과 같은 저전력성이 요구되는 시스템에서 널리 활용되고 있다. 동적 전력 관리 기법은 처리율과 소비전력 간의 상관 관계를 통해, 프로세서의 전압과 주기를 조절하여 소비 전력당 처리율을 높이는 기법이다. 이러한 동적 전압 관리 기법이 실시간 특성이 필요한 임베디드 시스템에 적용되는 경우, 실시간 스케줄러에 큰 영향을 끼치게 된다. 실시간 스케줄러에서는 주어진 임계 시간 이내에 작업의 수행을 마치기 위하여, 스케줄 가능성 테스트를 수행하여 적합한 작업들만을 실행하도록 한다. 하지만, 인터럽트 처리 등으로 인한 선점 가능성은 스케줄 가능성에 대한 분석을 복잡하게 만들고 있다. 본 논문에서는 인터럽트 처리를 고려한 실시간 스케줄링 분석 연구를 기반으로 하여, 동적 전력 관리가 추가된 경우의 영향을 분석하도록 한다. 동적 전력 관리로 인한 실시간 처리 요구 사항의 증가와 실제 적용 가능한 사례를 보인다.