간단한 덧셈, 회전연산, 그리고 XOR 연산자로 구성된 초경량 블록 암호 알고리즘 CHAM은 저사양 사물인터넷과 고사양의 플랫폼 상에서 모두 효율적인 구현이 가능하다. 특히 CHAM 블록 암호 알고리즘은 저사양 사물인터넷 플랫폼 상에서 연산속도를 향상시키는 방안에 대해 심도있게 고민된 알고리즘이다. 본 논문에서는 저사양 사물인터넷 플랫폼 8-비트 AVR 상에서 매우 제한적인 프로그램 메모리 공간을 최소로 하면서 연산속도는 극대화하는 방안에 대해 확인해 보도록 한다. 이를 위해 프로그램 코드는 1 라운드 혹은 2 라운드 기반의 부분 반복문을 활용하였으며 라운드 키 접근을 효율화하기 위해 메모리 공간을 정렬하였다. 최소한의 레지스터 활용 및 데이터 업데이트를 통해 성능 향상 및 코드 크기를 최적화하였다. 그 결과 CHAM 64/128, 128/128, 그리고 128/256의 경우 RANK 파라미터 상에서 29.9, 18.0, 그리고 13.4를 달성하였다. 이는 현존하는 블록암호 알고리즘 구현 중 최상의 결과이다.
International Journal of Advanced Culture Technology
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제8권4호
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pp.299-305
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2020
With the advancement of the 4th Industrial Revolution(4IR), microprocessor education is on the rise due to the explosive demand for IoT (Internet of Things) and M2M devices. However, it is difficult due to many constraints to efficiently transfer training on hardware assembly and implementation through online training. Thus, we developed a cost-effective online content based on Arduino simulations, Atmel Studio 7, and WinAvr simulator that are required for the utilization of AVR 128. These Camtasia videos overcame the limitation of theory focused on-line education by visually introducing the practical utilization of an actual AVR 128. In this paper, the proposed educational content was provided to university students, and the results of student feedback show that it has a strong effect.
본 논문에서는 Atmel사의 AVR 칩인 ATmega128을 이용한 AC 파워서플라이의 제어를 제안한다. 제안한 AC 파워서플라이는 풀브리지 구조를 이용하며, 그 부하로는 냉음극형 형광램프(램프)를 적용하였다. 특별히 램프는 부성저항 특성을 가진 부하이기 때문에 제안한 파워서플라이는 안정기 기능을 포함하며, AVR 칩을 이용하여 구조가 간단한 장점을 가진다. 제안한 파워서플라이의 동작특성은 실험결과로 보인다.
C 언어는 AVR사의 ATmega128을 기반으로 하는 교육용 로봇 팔의 주 프로그래밍 언어다. C 언어는 교육용 로봇 팔을 제어하고 프로그램 학습하기 원하는 중학교 또는 고등학생들에게는 매우 어렵고 복잡하였다. 더구나, 통합개발환경, 디버딩 및 테스팅 환경도 제공하지 못하였다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교육용 로봇을 위한 자바 기반의 통합 개발 플랫폼을 제안하였다. 이 플랫폼은 교육용 로봇 팔을 위한 최신의 초소형 자바 가상 머신(NanoVM), 이클립스 플러그인을 사용한 통합개발환경, 실제 로봇을 연결하지 않아도 테스트 및 디버깅을 할 수 있는 3차원 시뮬레이터를 포함하고 있다. 이러한 자바 개발환경은 어린 학생들이 매우 용이한 교육용 로봇 팔 학습환경을 제공하게 되었다.
모니터링과 제어를 위한 대다수의 산업용 장비들은 항상 확장성 문제와 외부 프로토콜 호환성 문제가 발생하고 있다. 본 논문은 이기종 통신이 발생하는 산업용 통신을 위한 모니터링을 지원하기 위하여 프로토콜 변환이 가능한 보드를 개발하였다. 산업용 통신 모니터링 보드는 메인 보드와 서브 보드로 구성되며, 메인 보드들의 연결로 확장이 가능하다. 메인 보드는 AVR계열의 Atmega 2560을 사용하였고, 서브 보드는 Atmega 256, 128을 사용하였다. 메인보드에는 RS485 시리얼 슬롯 4개를 배치하여 서브 보드를 장착할 수 있게 설계하였다. 서브보드는 아날로그와 디지털 데이터 I/O를 지원하고, CAN과 Ethernet 통신을 이용한 모니터링이 가능하도록 개발하였다.
아두이노는 비전공자를 위한 마이크로컨트롤러 플랫폼의 하나로 학습용으로 널리 사용되고 있다. 아두이노 보드에는 여러 종류의 AVR 시리즈 마이크로컨트롤러가 사용되지만, ATmega128은 사용하지 않는다. ATmega128은 아두이노 보드에 사용되는 ATmega328이나 ATmega2560과 비교했을 때 확장성이 우수하고 가격 경쟁력이 높아 지금도 많이 사용되고 있으므로, ATmega128을 아두이노 환경에서 사용할 수 있도록 함으로써 기존 하드웨어의 활용성을 높일 수 있음은 물론 아두이노 플랫폼 역시 활용할 수 있는 장점이 있다. 이 논문에서는 ATmega128과 아두이노 플랫폼의 장점을 결합할 수 있도록 ATmega128을 기반으로 하는 아두이노 호환 보드 설계와 이를 활용하는 방법을 제시한다. 이러한 아두이노 플랫폼의 확장은 기존 하드웨어를 활용하면서 아두이노 플랫폼의 장점을 사용할 수 있어 다양한 마이크로컨트롤러 관련 교육에서 학습 효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 AVR 마이크로 컨트롤러를 사용하여 임베디드 태양추적장치를 개발하였다. 본 시스템은 Atmega128 마이크로 컨트롤러, 스텝 모터, 스텝 드라이브 모듈, CdS 센서 그리고 GPS 모듈 및 기타 부품들로 구성되어 있다. 태양추적장치는 광학적 방법과 천문학적인 방법에 의해 작동된다. 최초 태양추적은 천문학적인 계산방법에 의해 얻어진 결과에 따라 이루어지고 CdS에 의해 미세 조정이 이루어진다. 태양추적장치가 설치된 지점에서 GPS는 UTC(Universal Time Coordinated)와 위도 및 경도 데이터를 마이크로 컨트롤러에 전송한다. 전송되어진 데이터에 의해 실시간으로 태양위치, 일출 및 일몰시간이 계산되어 진다. 태양 추적에 필요한 데이터들은 범용 비동기화 송수신기(UART)를 통하여 컴퓨터로 전송 받을 수 있다.
경량 암호는 컴퓨팅 파워가 부족한 저사양 프로세서를 위해 개발되었다. CHAM은 국산 경량 암호 중 하나로, 세 가지의 규격을 제공하며 ARX 구조를 사용한 암호이다. CHAM 발표 이후, 라운드 수를 조절하여 성능을 향상시킨 Revised CHAM이 제안되었다. 기존 CHAM은 8-bit AVR 프로세서 상에서 최적 구현이 이루어졌지만, 최신 기술인 Revised CHAM은 해당 구현물이 존재하지 않는다. 따라서 8-bit AVR 프로세서를 대상으로 Revised CHAM-64/128을 최적 구현하여 최상의 성능으로 연산이 진행되도록 한다. 본 논문에서는 최적 구현에 사용한 기법들을 소개하며, 기존에 제안된 기법과 성능 비교를 통해 본 기법의 우수함을 서술한다.
인더스트리 4.0 시대의 도래로 첨단의 자동화 시스템을 구축하기 위해서는 각 장비들의 정보를 수집, 분석, 가공, 저장 등의 작업을 수행하여야 하며 각 장비들은 시분할 방식으로 모든 정보를 균일하게 수집, 분석, 저장하여 균등하게 처리하여 시스템의 자원을 잘 활용하여야 한다. 시분할 시스템은 인더스트리 4.0의 시대의 핵심 기술이라 할 수 있다 본 연구에서 8bit 버스를 가진 MCU Atmega128A에 RTOS를 포팅 하여 시분할 시스템이 동작 되는 것을 확인하였다.
본 논문은 초음파센서와 적외선센서를 이용하여 그 신호를 받아 주 모터를 제어한 것으로, 센서를 이용한 선풍기의 풍향 및 풍속을 제어하였다. 풍향제어는 인체감지센서와 ATmega128, DC모터를 사용하였고, 기본적으로 WmAVR과 PonyProg를 사용하여 소스코딩 및 다운로딩을 하였으며, 모터 구동드라이버는 모터제어에 범용으로 쓰이는 L298 칩을 사용하였다. 풍속제어는 초음파센서와 ATmeBa16, DC모터를 사용하여 제작하였고, 풍향제어부와 마찬가지로 WinAVR과 PonyProg 및 L298 칩을 사용하여 소스코딩 및 다운로딩을 하였다. 풍향제어는 물체가 정면에 위치하면 회전을 멈추고, 좌우로 $100^{\circ}$ 반경이내에서 거리 1m내외의 물체를 감지하도록 설계하였다. 풍속제어는 물체까지의 거리를 최소 3cm 최대 3m 이내에서 물체를 감지하여 모터의 속도를 제어할 수 있도록 하였고, 모터속도는 DC모터를 PWM 방식으로 제어하여 속도를 조절하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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