• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.257-260
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• 1999

We have designed a 32-bit RISC microprocessor with 16/32-bit fixed-point DSP functionality. This processor, called YRD-5, combines both general-purpose microprocessor and digital signal processor (DSP) functionality using the reduced instruction set computer (RISC) design principles. It has functional units for arithmetic operation, digital signal processing (DSP) and memory access. They operate in parallel in order to remove stall cycles after DSP and load/store instructions with one or more issue latency cycles. High performance was achieved with these parallel functional units while adopting a sophisticated 5-stage pipeline structure and an improved DSP unit.

• ETRI Journal
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• 제30권3호
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• pp.365-376
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• 2008

This paper presents the design and implementation of a hyperelliptic curve cryptography (HECC) coprocessor over affine and projective coordinates, along with measurements of its performance, hardware complexity, and power consumption. We applied several design techniques, including parallelism, pipelining, and loop unrolling, in designing field arithmetic units, group operation units, and scalar multiplication units to improve the performance and power consumption. Our affine and projective coordinate-based HECC processors execute in 0.436 ms and 0.531 ms, respectively, based on the underlying field GF($2^{89}$). These results are about five times faster than those for previous hardware implementations and at least 13 times better in terms of area-time products. Further results suggest that neither case is superior to the other when considering the hardware complexity and performance. The characteristics of our proposed HECC coprocessor show that it is applicable to high-speed network applications as well as resource-constrained environments, such as PDAs, smart cards, and so on.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권8호
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• pp.3103-3120
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• 2015

This paper presents a single-phase energy metering chip with built-in calibration function to measure electric power quantities. The entire chip consists of an analog front end, a filter block, a computation engine, a calibration engine, and an external interface block. The key design issues are how to reduce the implementation costs of the computation engine from repeatedly used arithmetic operations and how to simplify calibration procedure and reduce calibration time. The proposed energy metering chip simplifies the computation engine using time-division multiplexed arithmetic units. It also provides a simple and fast calibration scheme by using integrated digital calibration functionality. The chip is fabricated with 0.18-μm six-layer metal CMOS process and housed in a 32-pin quad-flat no-leads (QFN) package. It operates at a clock speed of 4096 kHz and consumes 9.84 mW in 3.3 V supply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권3호
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• pp.86-93
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• 2008

다양한 무선 통신 표준 규격을 수용하는 멀티모드 단말기 모뎀은 가변적인 워드 길이와 광범위한 데이터율을 처리한 수 있는 다기능 산술 연산 회로를 필요로 한다. 일반적으로 이런 목표를 위한 하드웨어는 요구되는 최고 성능을 달성하도록 설계되어지므로 종종 전력 소모 측면에서 낭비적인 요소가 있으며 특히 낮은 데이터율에서 심화되는 경향이 있다. 따라서 동작 속도와 전력에 적합한 산술 연산 치로는 무선 통신 응용 분야에서 매우 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 계층적인 캐리스킵 로직을 기본 구성 블록으로 하는 전력 효율적 다기능 가산기 구조를 제안하고 다양한 동작 모드에서의 면적, 성능, 전력 효율을 보임으로써 효과를 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권5호
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• pp.29-38
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• 2005

본 논문은 생태계 군집 시스템을 네트워크 기술에 응용한 적응형 라우팅 알고리즘인 AntNet을 기존의 상용 네트워크 프로세서 기반에서 최적화할 수 있도록 개선된 알고리즘을 제안하는 연구이다. 현재 사용되고 있는 네트워크 프로세서는 단순한 패킷 프로세싱만을 위해 설계되어 AntNet과 같은 복잡한 연산이 필요한 적응형 라우팅 알고리즘을 구현하는데 많은 문제점을 가지고 있다. 이를 분석하고 해결하기 위해 AntNet의 강화인자를 연산하는 부분을 중심으로 적응 성능은 유지하면서도 효율적으로 연산실행시간을 줄일 수 있는 개선된 AntNet알고리즘을 제안하였다. 이를 시뮬레이션을 통해 비교분석함으로서 제안한 개선된 AntNet알고리즘의 효용성을 검증한다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권9호
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• pp.11-20
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• 1998

고속 복소수 연산장치는 채널등화, 동기신호 복원, 변조 및 복조 등 디지탈 통신 시스템의 기저대역 신호처리에 필수적인 기능블록이다. 본 논문에서는 redundant binary (RB) 연산과 radix-4 Booth recoding을 결합한 새로운 복소수 승산 알고리듬을 제안한다. 제안되는 복소수 승산 방법은 실수 승산기를 사용하는 기존의 방법과 비교하여 부분곱의 수를 반으로 감소시키며, 단순화된 병렬구조로 구현되므로 고속 동작 및 저전력 소모를 가능하게 한다. 제안된 알고리듬을 적용하여 10-bit operand를 갖는 prototype 복소수 승산-누적기(complex-number multiplier-accumulator ; CMAC) 코어를 0.8-㎛ N-Well CMOS 공정으로 설계, 제작하였다. 제작된 CMAC 칩은 18,000여개의 트랜지스터로 구성되며, 코어부분의 면적은 약 1.60 × 1.93 ㎟이다. 제작된 칩을 테스트 보드에 실장하여 특성을 평가한 결과, 전원전압 V/sub DD/=3.3-V에서 120-MHz의 속도로 동작함을 확인하였으며, 이때의 전력소모는 약 63-mW로 측정되었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제15C권2호
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• pp.133-140
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• 2008

본 논문에서는 $GF(2^{163})$타원곡선 암호 프로세서를 제안한다. 제안한 암호 프로세서는 타원곡선 정수 곱셈을 위해 수정된 Loez-Dahab Montgomery 알고리즘을 채택하고, $GF(2^{163})$상의 산술 연산을 위해 가우시안 정규 기저(Gaussian Normal Basis: GNB)를 이용한다. 높은 처리율을 위해 Lopez-Dahab 방식에 기반한 규칙적인 주소화 방식의 병렬 타원곡선 좌표 덧셈 및 배 연산 알고리즘을 유도하고 $GF(2^{163})$상의 연산을 수행하는 두 개의 워드-레벨 산술 연산기(Arithmetic Unit: AU)를 설계한다. 제안된 타원곡선 암호 프로세서는 Xilinx사의 XC4VLX80 FPGA 디바이스에 구현되었으며, 24,263개의 슬라이스를 사용하고 최대 동작주파수는 143MHz이다. 제안된 구조를 Shu 등의 하드웨어 구현과 비교했을 때 하드웨어 복잡도는 약 2배 증가 하였지만 4.8배의 속도 향상을 보인다. 따라서 제안된 타원곡선 암호 프로세서는 네트워크 프로세서와 웹 서버등과 같은 높은 처리율을 요구하는 타원곡선 암호시스템에 적합하다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.81-87
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• 2013

In this paper, we present an implementation of Long Term Evolution (LTE) Uplink (UL) system on a Software Defined Radio (SDR) platform using a conventional Personal Computer (PC), which adopts Graphic Processing Units (GPU) and Universal Software Radio Peripheral2 (USRP2) with URSP Hardware Driver (UHD) for SDR software modem and Radio Frequency (RF) transceiver, respectively. We have adopted UHD because UHD provides flexibility in the design of transceiver chain. Also, Cognitive Radio (CR) engine have been implemented by using libraries from UHD. Meanwhile, we have implemented the software modem in our system on GPU which is suitable for parallel computing due to its powerful Arithmetic and Logic Units (ALUs). From our experiment tests, we have measured the total processing time for a single frame of both transmit and receive LTE UL data to find that it takes about 5.00ms and 6.78ms for transmit and receive, respectively. It particularly means that the implemented system is capable of real-time processing of all the baseband signal processing algorithms required for LTE UL system.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.820-822
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• 2005

본 논문에서는 16비트 혹은 32비트 고정 소수점 연산을 지원하는 디지털 신호처리 기능을 강화한 명령어 축소형 마이크로프로세서를 설계하였다. 설계한 마이크로프로세서는 명령어 축소형 마이크로 아키텍쳐의 표준에 따라서 범용 마이크로프로세서의 기능과 디지털 신호처리 프로세서의 기능을 함께 갖추고 있다. 산술연산기능 유닛, 디지털 신호처리 유닛, 메모리 제어 유닛으로 구성되어 있으며, 이 연산 유닛들이 병렬적으로 수행되어 디지털 신호처리 명령이나 로드/스토어 명령어의 지연된 시간을 보상할 수 있게 설계되었다. 이 연산유닛들을 병렬적으로 동작하게 함으로써 5단계 파이프라인의 구조로 고성능 마이크로프로세서를 구현하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권1호
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• pp.57-67
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• 2005

고속 스칼라곱 연산은 타원곡선 암호 응용을 위해서 매우 중요하다. 보안 상황에 따라 유한체의 크기를 변경하려면 타원곡선 암호 보조프로세서가 크기 가변 유한체 연산 장치를 제공하여야 한다. 크기 가변 유한체 연산기의 효율적인 연산 구조를 연구하기 위하여 전형적인 두 종류의 스칼라곱 연산 알고리즘을 FPGA로 구현하였다. Affine 좌표계 알고리즘은 나눗셈 연산기를 필요로 하며, projective 좌표계 알고리즘은 곱셈 연산기만 사용하나 중간 결과 저장을 위한 메모리가 더 많이 소요된다. 크기 가변 나눗셈 연산기는 각 비트마다 궤환 신호선을 추가하여야 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이로 인한 클록 속도저하를 방지하는 간단한 방법을 제안하였다. Projective 좌표계 구현에서는 곱셈 연산으로 널리 사용되는 디지트 serial 곱셈구조를 사용하였다. 디지트 serial 곱셈기의 크기 가변 구현은 나눗셈의 경우보다 간단하다. 최대 256 비트 크기의 연산이 가능한 크기 가변 유한체 연산기를 이용한 암호 프로세서로 실험한 결과, affine 좌표계 알고리즘으로 스칼라곱 연산을 수행한 시간이 6.0 msec, projective 좌표계 알고리즘의 경우는 1.15 msec로 나타났다. 제안한 타원곡선 암호 프로세서를 구현함으로써, 하드웨어 구현의 경우에도 나눗셈 연산을 사용하지 않는 projective 좌표계 알고리즘이 속도 면에서 우수함을 보였다. 또한, 메모리의 논리회로에 대한 상대적인 면적 효율성이 두 알고리즘의 하드웨어 구현 면적 요구에 큰 영향을 미친다.