본 논문에서는 MEBP(Modified Error Back-Propagation) 학습 규칙을 간단한 비선형 회로를 이용하여 구현하였다. 인공 신경 회로망(ANNs : Artificial Neural Networks)은 많은 수의 뉴런을 필요하기 때문에 표준 CMOS 기술을 이용하는 간단한 비선형 시냅스(synapse) 회로는 인공 신경 회로망 구현에 적합하다. 학습회로는 비선형 시냅스 회로. 시그모이드(sigmoid) 회로. 그리고 선형 곱셈기로 구성되어 있다. 학습 회로의 출력은 각 입력 패턴에 따라 유일한 값으로 결정되어진다. 제안한 학술회로를 $2{\times}2{\times}1$과 $2{\times}3{\times}1$ 다층 feedforward 신경 회로망 모델에 적용하였다. MEBP 하드웨어 구현은 HSPICE 회로 시뮬레이터를 이용하여 검증하였다. 제안한 학술 회로는 on-chip 학습회로를 포함한 대규모 신경회로망 구현에 매우 적합하리라 예상된다.
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.
본 논문에서는 회로 구현 디바이스에 따른 저전력 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 회로를 구현할 디바이스의 면적과 동작 주파수를 고려하여 저전력의 회로를 구현할 수 있는 방법이다. 저전력의 회로를 구현하기 위해 우선 구현하고자 하는 회로를 구성하고 있는 라이브러리들 중에서 최소의 면적을 가지고 있는 라이브러리들을 선택한다. 선택된 라이브러리들의 면적과 지연시간을 이용하여 회로 구현 대상 소자의 면적에 따라 필수 라이브러리들의 면적을 제외한 나머지 면적에 대해 복제가 가능한 라이브러리들의 수를 구한다. 최대의 지연시간을 가지고 있는 라이브러리부터 면적에 따라 차례로 복제를 수행하여 회로 전체의 수행시간을 감소시킨다. 회로 구현의 라이브러리들과 수가 결정되면 회로 동작이 허용하는 범위내에서 주파수를 조절하여 최소의 소모 전력을 갖는 회로를 구현한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 RT 라이브러리를 이용하여 회로를 구현하여 비교 실험을 수행하였다. 실험결과 8.3%의 소모 전력이 감소된 결과를 나타내어 제안한 알고리즘의 우수성이 입증되었다.
요즘 항산화 활성이 높아 인기가 많은 아로니아와 댕댕이나무의 고랭지 경사밭에 재배시 추비하는 횟수가 이들 열매의 항산화 활성에 미치는 영향을 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 묘목은 2년생 묘를 이용하여 2016년 5월에 정식하였으며 2018년 11월 까지 재배하여 추비하였다. 추비는 매년 1회, 2회, 3회, 4회 처리를 두었으며 3년차인 2018년에 댕댕이나무는 6월 상순, 아로니아는 10월 상순에 수확하여 동결 건조하였으며 분말형태로 갈아 실험에 사용하였다. 분석결과 추비처리에 따른 아로니아 열매의 수율은 유사하였으며 총페놀 함량은 추비 1회 처리에서 76.2mg GAE/g 로 가장 높았고 그다음이 추비 4회, 2회, 3회 순이었다. 총플라보노이드 함량은 4회 추비처리에서 14.5mg QE/g로 가장 높았으며 그다음이 추비 2회, 1회, 3회 처리 순이었다. 그리고 DPPH 활성산소 제거능은 1회 추비처리에서 130.3 IC50(${\mu}g/ml$)으로 가장 효과적인 것으로 나타났으며 그다음이 추비 4회, 2회, 3회 추비처리 순이었다. 또 환원력에 있어서도 $1,000{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 추비 1회에서 높았고 그다음 유사하였다. 이러한 결과로 볼 때, 아로니아 열매의 항산화 활성은 추비를 1회 정도 하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 추비처리에 따른 댕댕이나무 열매의 수율은 추비 4회 처리에서 가장 높았고 그다음이 추비 1회 처리에서 많았고 추비 2회, 3회는 유사하였다. 총페놀 함량은 추비 2회 처리에서 59.1mg GAE/g 로 가장 높았고 그다음이 추비 3회, 4회, 2회 처리 순이었다. 총플라보노이드 함량은 추비 1회 처리에서 152mg QE/g로 가장 높았으며 그다음은 모두 유사하였다. 그리고 DPPH 활성산소 제거능은 2회 추비처리에서 117.8 IC50(${\mu}g/ml$)으로 가장 효과적인 것으로 나타났으며 그다음이 1회, 4회, 3회 추비처리 순이었다. 또 환원력에 있어서도 $1,000{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 추비 1회와 2회 처리에서 높았고 3회 4회 처리는 유사하였다. 이러한 결과로 볼 때, 댕댕이나무 열매의 항산화 활성은 추비를 1-2회 정도 하는 것이 좋은 것으로 사료된다.
이 연구는 언어 연결망 분석을 통해 고등학교 학생들이 원자력에 대해 어떤 인식구조를 갖고 있는가를 파악하기 위한 것이다. 6대 광역도시에 소재하는 고등학생 250명을 대상으로 설문조사를 실시한 결과, 출현빈도가 높은 단어들은 발전소(87회), 일본(71회), 위험(59회), 후쿠시마(59회), 방사능(56회), 에너지(47회), 영광(37회), 전기(30회), 체르노빌(29회), 폭발(25회) 등인 것으로 나타났다. 한편, 원자력 수용성이 높은 집단과 낮은 집단으로 구분하여 차이를 분석한 결과, 수용성이 높은 집단은 방사능(25회), 후쿠시마(23회), 에너지(21회), 일본(21회), 발전소(20회), 위험(17회), 영광(16회), 핵(14회) 등이, 수용성이 낮은 집단은 발전소(40회), 일본(31회), 위험(29회), 후쿠시마(23회), 방사능(17회), 에너지(16회), 영광(16회), 체르노빌(15회) 등의 출현빈도가 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로, 원자력과 관련한 대국민 커뮤니케이션은 공중 세분화와 이에 따른 적절한 접근이 필요하다는 사실을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 트랜스컨덕턴스 특성을 개선한 새로운 CMOS Rail-to-Rail 입력단 회로를 설계하였다. 회로 모의 실험기 HSPICE를 통해서 새로운 입력단 회로의 동상 입력 전압 범위에 대한 새로운 회로의 성능을 검증하였다. 새로운 입력단 회로는 기존의 Rail-to-Rail 입력단 회로에 동상 입력 전압에 따라서 동작조건이 변하는 4개의 입력 트랜지스터와 4개의 전류원/싱크를 추가함으로써 구성된다. 새로운 입력단 회로는 두 차동 회로 중에서 어느 한 회로만이 동작하는 영역에서는 신호증폭에 기여하는 트랜지스터의 DC 전류양에는 영향을 미치지 않는 반면, 두 차동 회로가 모두 동작하는 영역에서는 신호증폭에 기여하는 트랜지스터의 DC 전류양을 1/4로 감소시킨다. 그 결과 새로운 입력단 회로는 강반전 영역에서 전 동상 입력 전압 범위에 걸쳐 거의 일정한 트랜스컨덕턴스 특성과 단일 이득 주파수 특성을 보이며 전 동상 입력 전압 범위에 대해서 최적의 주파수 보상을 가능하게 한다.
FLL 회로는 측정된 신호를 voltage to current converter를 거쳐 feedbak coil에 인가함으로써 외부 자장을 상쇄하여 SQUID의 동작점을 원점으로 회귀시켜 선형 구간을 유지하도록 하는 역할을 한다. FLL회로의 동자 범위와 특성을 분석하기 위해서는 일반적인 time-delayed feedback 회로와 사용된 OP amp의 slew rate, filter 의 amplitude 및 위상 특성, SQUID의 critical current, pickup coil 및 SQUID의 inductance 등 다양한 파라미터를 고려하여야 한다. 이러한 SQUID 회로의 복합적인 특성을 SQUID 에뮬레이터를 사용함으로써 FLL 회로를 손쉽게 설계할 수 있고, 또한 회로의 최적화도 쉽게 이를 수 있다. 또한 초전도에서 동작하는 SQUID 나 자기 차폐실이 없어도 FLL 회로 등을 개발할 수 있기 때문에 생체자기시스템의 개발 초기 단계에 널리 활용될 수 있다. 따라서 이 논문의 목적은 FLL을 포함한 SQUID 제어 회로를 SQUID 센서와 분리하기 위한 방법을 제안하는 것으로 자기적으로 coupling되어 있는 feedback 회로를 회로적으로 addition을 수행하게 함으로써 SQUID와 분리하여 회로의 동작 및 특성을 측정할 수 있다.
회로망이론 및 시스템의 관심분야는 이론과 실제 및 새로 출현하는 기술과 연관하는 분야이며 다음과 같이 구분할 수 있다. 1)회로와 시스템의 해석과 설계에 대한 새로운 개념과 접근방법이다. 회로와 시스템은 대형회로와 시스템 집적회로를 포함한 디지탈 아날로그 소리드스테이트회로 수동 및 능동필터, 집중 및 마이크로웨이브회로망, 비선형 및 시변회로와 시스템, 그라프이론과 응용, 아날로그와 디지탈 신호로세싱시스템, 다차충필터에 관한 것. 2)컴퓨터협조기술로서 여기에는 해석, 설계, 레이아웃, 회로와시스템의 시험과 제작, 그리고 신산법과 사용자 오리엔트된 언어가 포함된다. 3)신호프로세싱, 통신, 계장과 제어에 있어서 모델화, 해석, 응용을 포함하는 신장치와 회로 4)생물학적 경제학적 시스템의 회로개념과 기술의 응용 등이다.
일반적으로 카오스 회로에는 Chua's 회로, Lorenz 회로, Duffing 회로 등이 있다. 이들 카오스 회로 중에서 Chua's 회로가 전자부품을 이용하여 가장 쉽게 구성할 수 있는 회로로 알려져 있다. Chua's 회로는 일반적으로 저항성분인 R, 인턱터 성분인 L, 캐패시터 성분인 C로 구성하는 선형요소와 비선형 저항으로 구성하는 비선형 요소로 구성된다. 그러나 L 요소는 포화특성으로 인하여 시중에서 구입한 부품으로는 실제 하드웨어를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R,L,C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 자지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로 제작 기법을 PSpice로 해석하고, 그 결과를 확인한다.
펌프의 coastdown이나 회로의 고장 또는 자연 순환같은 회로 내의 과도 현상을 모사하기 위해 간단한 fast-running computer code가 개발되었다. 본 논문에서는 특히 다회로의 자연순환계에 관한 수치 해석적 연구에 중점을 두었으며, 이를 위해 5개의 지배 방정식이 유도되고, space-time 적분 방법에 의해 discretization되었다. 개발된 전산 프로그램은 몇가지 예제에 적용되었는데, 이는 2-회로 유동에서 1-회로 유동으로의 과도 현상, 1-회로 유동에서 2-회로 유동으로의 과도 현상, 그리고 2-회로의 열교환기가 작동할 때 decay power에서의 과도 현상 등이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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