• 제목/요약/키워드: 전력소모비

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저전력 Single-Slope ADC를 사용한 CMOS 이미지 센서의 설계 (Design of a CMOS Image Sensor Based on a Low Power Single-Slope ADC)

  • 권혁빈;김대윤;송민규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권2호
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    • pp.20-27
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    • 2011
  • 모바일 기기에 장착되는 CMOS 이미지 센서(CIS) 칩은 배터리 용량의 한계로 인해 저전력 소모를 요구한다. 본 논문에서는 전력소모를 줄일 수 있는 데이터 플립플롭 회로와 새로운 저전력 구조의 Single-Slope A/D Converter(SS-ADC)를 사용한 이미지 센서를 설계하여 모바일 기기에 사용되는 CIS 칩의 전력 소모를 감소시켰다. 제안하는 CIS는 $2.25um{\times}2.25um$ 면적을 갖는 4-Tr Active Pixel Sensor 구조를 사용하여 QVGA($320{\times}240$)급 해상도를 갖도록 설계되었으며 0.13um CMOS 공정에서 설계되었다. 실험 결과, CIS 칩 내부의 SS-ADC 는 10-b 해상도를 가지며, 동작속도는 16 frame/s 를 만족하였고, 전원 전압 3.3V(아날로그)/1.8V(Digital)에서 25mW의 전력 소모를 보였다. 측정결과로부터 제안된 CIS 칩은 기존 CIS 칩에 비해 대기시간동안 약 22%, 동작시간동안 약 20%의 전력이 감소되었다.

비동기 회로 및 시스템 설계 (Asynchronous Circuit and System Design)

  • 박영수;박인학
    • 전자통신동향분석
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    • 제13권1호통권49호
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    • pp.41-51
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    • 1998
  • 전역 클럭을 사용하는 동기 회로 설계 기술은 설계의 단순화 및 자동화가 용이하기 때문에 현재 많이 사용하는 설계 기술이다. 그러나 다양한 기능과 고성능을 필요로 하는 대규모 시스템이나 회로 설계에서는 전역 클럭 사용으로 인한 신호 지연, 전력 소모 등이 문제로 부각되면서 비동기 회로 설계 기술이 각광을 받고 있다. 비동기 회로 설계 기술은 1940년대에 개발된 기술이지만 설계 자체가 어렵고 면적 증가 등의 단점으로 제한된 분야에서 이용되었다. 현재 이러한 단점을 극복하기 위한 연구가 회로 설계, 검증, 동기/비동기 인터페이스, 그리고 저전력 회로 등의 분야에서 많이 진행되고 있다.

비부호화 블록의 개수를 이용하여 최적 공급 전압을 결정하는 저전력 동영상 복호화 기법 (Low-Power Video Decoding with Optimal Supply Voltage Determination Based on the Number of Non-Coded Blocks)

  • 이성수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제8권8호
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    • pp.1042-1050
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    • 2005
  • 본 논문에서는 멀티미디어 휴대 통신을 위한 새로운 저전력 동영상 복호화 기법을 제안한다. 일반적으로 동영상 압축에서는 양자화된 DCT 계수가 모두 0이 되기 때문에 부호화되지 않는 블록이 다수 존재한다. 만약 복호화기가 프레임을 복호화하기 시작하는 시점에서 이들 부호화되지 않는 블록의 개수를 미리 알 수 있다면 프레임 전체를 복호화하는데 필요한 실제 연산량이 얼마나 감소하는지를 정확하게 추정할 수 있다. 연산량이 감소하면 복호화기 VLSI 회로의 동작 속도를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 VLSI 회로의 공급 전압을 감소시킴으로서 전력 소모를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안하는 기법에서는 부호화되지 않는 블록의 개수를 비트열의 프레임 헤더에 저장하고, 복호화기는 이 정보를 이용하여 전력 소모를 효과적으로 줄일 수 있다. 모의실험에 따르면 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 전력 소모를 약 1/20으로 줄일 수 있었다.

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멀티코어 이기종메모리 환경에서의 유전 알고리즘 기반 실시간 전력 절감 스케줄링 (Real-Time Power-Saving Scheduling Based on Genetic Algorithms in Multi-core Hybrid Memory Environments)

  • 류수현;조예원;조경운;반효경
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.135-140
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    • 2020
  • 최근 사물인터넷, 지능형 시스템 등의 활성화로 실시간 임베디드 시스템의 전력 절감 기술이 중요해지고 있다. 본 논문은 멀티코어 이기종메모리 환경에서 실시간 시스템의 전력 소모량을 절감하는 P-GA (parallel genetic algorithm) 스케줄링 알고리즘을 제안한다. P-GA는 멀티코어를 위한 PF (proportional fairness) 알고리즘에 기반한 프로세서의 전압 및 주파수 동적 조절 기법에 차세대 비휘발성메모리 기술을 결합하여 시스템의 전력 소모를 더욱 줄인다. 특히, 유전 알고리즘을 사용하여 태스크별 수행 프로세서의 전압 및 주파수 모드와 메모리의 종류를 최적화하여 태스크 집합의 전력 소모량을 최소화한다. 시뮬레이션 실험을 통해 P-GA가 기존 방식 대비 최대 2.85배의 전력 소모량을 감소할 수 있음을 보인다.

스캔 분할 기법을 이용한 저전력 Test-Per-Scan BIST (A Low-power Test-Per-Scan BIST using Chain-Division Method)

  • 문정욱;손윤식;정정화
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.1205-1208
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    • 2003
  • 본 논문에서는 분할된 스캔을 이용한 저전력 BIST 구조를 제안한다. 제안하는 BIST는 내부 스캔 패스를 회로의 구조적인 정보와 테스트 패턴 집합의 특성에 따라 4개의 스캔 패스로 분할하고 일부 스캔 패스에만 입력패턴이 인가되도록 설계하였다. 따라서 테스트 패턴 입력 시에 스캔 패스로의 쉬프트 동작 수를 줄임으로써 회로 내부의 전체 상태천이 수를 줄일 수 있다. 또한 4개로 분할되는 스캔패스의 길이를 고려하여 각 스캔 패스에 대해 1/4의 속도로 낮춰진 테스트 클럭을 인가함으로써 전체 회로의 전력 소모를 줄일 수 있도록 하였다. ISCAS89 벤치마크 회로에 대한 실험을 통하여 제안하는 BIST 구조가 기존 BIST 구조에 비해 최대 21%까지 전력소모를 줄일 수 있음을 확인하였다.

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센서 네트워크에서 전력소모와 지연시간 개선을 위한 MAC 계층 프로토콜 연구 (MAC Layer Protocol for Improvement in Power Consumption and Time Delay in a Sensor Network)

  • 신재관;박동찬;김석찬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권2호
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    • pp.366-368
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    • 2015
  • 이 논문은 재난감지 시스템과 같이 비주기적 패킷이 발생하는 센서 네트워크를 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 기존 무선 센서 네트워크에 사용되던 B-MAC은 짧은 지연시간을 가지지만 과도한 프리엠블과 오버히어링으로 인한 전력손실이 발생하며, S-MAC은 동기화로 인한 전력소모가 많은 단점을 가진다. 따라서 이 논문에서는 S-MAC의 전력 소모를 개선하고 B-MAC의 오버헤드와 오버히어링을 개선한 H-MAC을 제안하고 성능을 분석한다.

WPAN 기반의 WSN 환경에서 저전력 송신을 위한 센서 프레임워크 설계 (A Design of Sensor Framework for Low-Power Transmission in the WSN Environment based on WPAN)

  • 김용태;정윤수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.339-346
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    • 2011
  • 기존의 RF 통신 기반의 WPAN 환경에서는 센서에 대한 시스템 초기화 시 송신 전력의 출력값을 설정하고 고정적으로 송신하므로 과도한 송신 전력에 의한 배터리 수명의 저하와 센서간의 간섭 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제의 해결을 위하여 각각의 센서들이 자신의 수신 세기(RSSI)에 따라 상대에 대한 송신 전력을 적절히 제어하여 전력 소모를 감소하는 저전력 송신 방법 및 프레임워크를 제안한다. 제안 시스템은 센서 네트워크 내에서 주변 센서의 송신 강도에 의해 연결된 센서의 수신 세기에 따라 송신 전력을 적절히 제어하여 전력 소모를 감소하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 프레임워크는 신호 수신 모듈, 신호 송신 모듈, 송신 전력 탐색 모듈, 송신 전력 관리 모듈 그리고 데이터 송신 모듈을 포함한다.

에너지 효율적인 홈 네트워크를 위한 트래픽 기반 전력 절감 모드 결정 알고리즘의 설계 및 성능 분석 (Design and Performance Analysis of a Traffic-based Power Saving Mode Decision Algorithm for Energy-efficient Home Networks)

  • 공인엽;황원주
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1392-1402
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    • 2008
  • 홈 게이트웨이는 유비쿼터스 홈 서비스를 지속적으로 제공하기 위해 24시간 가동되므로 연간 소모하는 전력의 규모가 크다. 네트워크의 유휴 시간에 최소 전력을 사용하는 전력 절감 모드를 적용하면 이러한 전력 소모를 줄일 수 있다. 본 논문의 전력 절감 모드 결정 알고리즘은 유휴 시간이 시작되면 유휴 시간의 누적된 정보를 토대로 현재의 유휴 시간의 길이를 예측하고, 그 결과에 따라 전력 절감 모드로 전환한다. 전력 절감 모드에서 간단한 제어용 프로토콜 데이터는 활성 모드로의 전환 없이 프록시로 처리한다. 그리고 사용자 트래픽이 존재할 경우에만 활성 모드로 전환한다. 이러한 알고리즘을 검증하기 위해서는 흠 네트워크에서 트래픽 데이터를 수집하여, 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 기존 방식에 비해 최소 14%에서 최대 49%의 전력 절감 효과를 보였다.

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무선 시스템 환경에서 대화형 응용을 위한 전력제어기법 (Power Management Mechanism for Interactive Applications in Wireless Network Systems)

  • 민정희;차호정
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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    • pp.185-188
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    • 2006
  • 본 논문은 모바일 무선 시스템의 가용시간을 늘리고자 최근 사용량이 증가하고 있는 웹 응용으로 대표되는 대화형 응용을 사용할 때 시스템의 에너지를 효율적으로 줄일 수 있는 통합 전력 제어 기법을 제시한다. 기존의 방법들은 CPU와 WNIC의 소모 에너지 절감을 위하여 상호간에 영향이 없다는 가정하에 CPU와 WNIC에 대하여 각각의 정책을 수립하였다. 하지만 제시되는 매커니즘은 대화형 응용을 처리할 때 WNIC에서 얻을 수 있는 정보들을 CPU의 전압과 주파수 조절에 사용함으로써 시스템 레벨의 에너지 소모를 효율적으로 줄일 수 있다. 실험결과는 제시되는 매커니즘에 의해 기존의 CPU와 WNIC의 모드를 별개로 제어한 방법에 비해 평균 46%, 최대 62%의 소모 에너지 절감 효과를 보였다.

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고속철도 콘크리트궤도 체결구 최적 수직강성 (Optimal Vertical Stiffness of Fastener of Concrete Track in High-Speed Railway)

  • 양신추
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.43-52
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    • 2015
  • 궤도의 유지보수비와 전력소모비의 합이 최소로 되는 최적 체결구의 강성을 평가하여 가급적 이 값을 갖도록 체결구를 제작 및 유지관리하는 것은 국내 콘크리트궤도의 부설이 급격하게 증가하는 시점에서 철도의 경제성 제고 차원에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트궤도에서 궤도의 유지보수비와 차량운행에 따른 전력소모비의 합을 최소로 하는 최적 체결구 강성을 평가하는 방법을 제시한 후, 국내 고속철도 콘크리트궤도에 맞는 최적 체결구 강성을 평가하였다. 체결구 강성에 따른 궤도 유지보수비를 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트궤도에 적합한 체결구 강성에 따른 궤도손상모델을 제시하였으며, 궤도손상에 따른 궤도 유지보수비 상관관계를 도출하였다. 윤중 계산 시 고도화된 수치해석적 기법을 적용하여 각 궤도구성품의 거동특성이 반영될 수 있도록 함으로써 체결구 강성에 따른 윤중변동을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 하였다.