• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.337-340
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• 2001

This paper presented a new structure of RSA cryptosystem using modified Montgomery algorithm and CSA(Carry Save Adder) tree. Montgomery algorithm was modified to a radix-4 modified Booth algorithm. By appling radix-4 modified Booth algorithm and CSA tree to modular multiplication, a clock cycle for modular multiplication has been reduced to (n＋3)/2 and carry propagation has been removed from the cell structure of modular multiplier. That is, the connection efficiency of full adders is enhanced.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권12호
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• pp.1539-1547
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• 1999

캐리-세이브 가산기 (CSA)는 회로 설계 과정에서 빠른 연산 수행을 위해 가장 널리 이용되는 연산기 중의 하나이다. 그러나, 현재까지 산업체에서 CSA를 이용한 설계는 설계자의 경험에 따른 수작업에 의존하고 있고 그 결과 최적의 회로를 만들기 위해 매우 많은 시간과 노력이 소비되고 있다. 이에 따라 최근 CSA를 기초로 하는 회로 합성 자동화 기법에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있는 상황에서, 본 논문은 연산 속도를 최적화하는 효율적인 CSA 할당 알고리즘을 제안한다. 우리는 CSA 할당 문제를 2단계로 접근한다: (1) 연산식의 멀티 비트 입력들만을 고려하여 최소 수행 속도 (optimal-delay)의 CSA 트리를 할당한다; (2) (1)에서 구한 CSA 트리의 수행 속도 증가가 최소화 (minimal increase of delay) 되는 방향으로 CSA들의 캐리 입력 포트들에 나머지 싱글 비트 입력들을 배정한다. 실제 실험에서 우리의 제안된 알고리즘을 적용하여 연산식들의 회로 속도를 회로 면적의 증가 없이 상당한 수준까지 줄일 수 있었다.Abstract Carry-save-adder (CSA) is one of the most widely used implementations for fast arithmetics in industry. However, optimizing arithmetic circuits using CSAs is mostly carried out by the designer manually based on his/her design experience, which is a very time-consuming and error-prone task. To overcome this limitation, in this paper we propose an effective synthesis algorithm for solving the problem of finding an allocation of CSAs with a minimal timing for an arithmetic expression. Specifically, we propose a two step approach: (1) allocating a delay-optimal CSA tree for the multi-bit inputs of the arithmetic expression and (2) determining the assignment of the single-bit inputs to carry inputs of the CSAs which leads to a minimal increase of delay of the CSA tree obtained in step (1). For a number of arithmetic expressions, we found that our approach is very effective, reducing the timing of the circuits significantly without increasing the circuit area.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2000년도 추계종합학술대회논문집
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• pp.229-232
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• 2000

각종 범용 컴퓨터 및 디지탈 신호처리에서 중요한 역할을 하는 16비트 정수형, 2의 보수 형태의 곱셈연산을 수행하기 위한 고속 승산기구조를 설계하고 시뮬레이션 하였다. 부분곱을 합하는 부분은 일반적으로 전체 곱셈기 처리 지연시간의 절반정도를 차지하므로 이 부분의 설계방법이 곱셈기의 궁극적인 속도향상에 직접적인 영향을 미친다. 부분곱의 개수를 줄이기 위하여 Booth encoder를 사용하였고, partial product(부분곱)의 덧셈시간을 줄이기 위하여 4:2 CSA(can save adder)와 3:2 CSA로 CSA tree를 구성 하였으며, 최종결과는 carry look- ahead tree로 얻어진다. Hyundai CMOS 0.35$\mu\textrm{m}$ 1-poly 4-metal 공정으로 layout하여 설계하였으며, 곱셈시간은 2.7ns(tipical case)이하로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.94-104
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• 2008

본 논문에서는 고속의 곱셈-누적 연산을 수행할 수 있는 새로운 MAC의 구조를 제안한다. 곱셈과 누적 덧셈 연산을 통합하고 하이브리드 형태의 CSA 구조를 고안하여 임계경로를 감소시키고 출력율을 개선하였다. 즉, 가장 큰 지연시간을 갖는 누적기 자체를 제거하고 누적기의 기능을 CSA에 포함시킴으로써 전체적인 성능을 향상시킨다. 제안된 CSA 트리는 1의 보수 기반의 MBA 알고리즘을 이용하고, 연산자의 밀도를 높이고자 부호비트를 위한 수정된 배열형태를 갖는다. 또한 최종 덧셈기의 비트수를 줄이기 위해서 CSA 트리 내에 2비트 CLA를 사용하여 하위 비트의 캐리를 전파하고 하위 비트들에 대한 출력을 미리 생성한다. 또한 파이프라인의 효율을 최적화시켜 출력율을 증가시키고자 최종 덧셈기의 출력이 아닌 합과 캐리 형태의 중간 연산결과들을 누적시킨다. 제안한 하드웨어를 설계한 후에 $250{\mu}m,\;180{\mu}m,\;130{\mu}m$, 그리고 90nm CMOS 라이브러리를 이용하여 합성하였다. 이론 및 실험적인 결과를 토대로 제안한 MAC의 하드웨어 자원, 지연시간, 그리고 파이프라인 등의 결과에 대해 분석하였다. 지연시간은 수정된 Sakurai의 alpha power low를 이용하였다. 결과를 살펴보면 제안한 MAC은 표준 설계에 대해서는 여러 측면에서 매우 우수한 특성을 보였고, 최근 연구와 비교할 때 클록속도는 거의 유사하면서 성능은 두 배로 우수하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권6호
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• pp.447-458
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• 2003

고속동작을 하는 곱셈기는 DSP의 기본 블록 설계에 있어서 필수적이다. 전형적으로 신호처리분야에 있어서 반복 알고리듬은 다량의 곱셈연산을 필요로 하고, 이 곱셈연산을 첨가하고 실행하는데 사용된다. 본 논문은 32×32-b RST를 적용한 병렬 구조 곱셈기의 매크로 블록을 제시한다. Tree part의 속도를 향상시키기 위해 변형된 부분곱 발생 방법이 구조레벨에서 고안되었다. 이것은 4 레벨을 압축된 3 레벨로 줄였고, 4-2 압축기를 사용한 월리스 트리 구조에서도 지연시간을 감소시켰다. 또한, tree part가 CSA tree를 생성하기 위한 4개의 모듈러 블록과 결합이 되게 하였다. 그러므로 곱셈기 구조는 부스 셀렉터, 압축기, 새로운 부분곱 발생기(MPPG : Modified Partial Product Generator)로 구성된 같은 모듈에 규칙적으로 레이아웃 될 수 있다. 회로레벨에서 적은 트랜지스터 수와 엔코더로 구성된 새로운 부스 셀렉터가 제안되었다. 부스셀렉터에서의 트랜지스터 수의 감소는 전체 트랜지스터 수에 큰 영향을 끼친다. 설계된 셀렉터에는 9개의 PTL(Pass Transistor Logic)을 사용한다. 이것은 일반적인 트랜지스터 수의 감소와 비교했을 때 50% 줄인 것이다. 단일폴리, 5중금속, 2.5V, 0.25㎛ CMOS공정을 사용하여 설계하고, Hspice와 Epic으로 검증하였다. 지연시간은 4.2㎱, 평균 전력소모는1.81㎽/㎒이다. 이 결과들은 발표된 성능이 우수한 일반적인 곱셈기보다도 성능이 우수하다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권11호
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• pp.56-65
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• 2016

본 논문에선 병렬 십진 곱셈기의 축약 단계의 면적과 지연시간을 감소시켜 성능을 향상시키기 위해 다중 피연산자 십진 CSA과 개선된 십진 CLA를 이용한 트리 구조를 제안한다. 제안한 부분곱 축약 트리는 십진수 부분곱에 대해 다중 피연산자 십진 CSA를 사용하여 빠르게 부분곱을 축약한다. 각 CSA에서는 리코딩에 입력의 범위를 제한함으로써 가장 간단한 리코더 로직을 얻는다. 그리고 각 CSA는 특정한 아키텍처 트리의 특정한 위치에서 범위가 제한된 십진수를 더하기 때문에 부분곱 축약 단계의 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 사용되는 십진 CLA의 로직을 개선하여 BCD 결과를 빠르게 얻을 수 있다. 제안한 십진 부분곱 축약 단계의 성능의 평가를 위해 Design Compiler를 통해 SMIC사의 180nm CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성하였다. 일반 방법을 이용하는 축약 단계에 비해 제안한 부분곱 축약 단계의 지연시간은 약 15.6% 감소하였고 면적은 약 16.2% 감소하였다. 또한 십진 CLA의 지연시간과 면적이 증가가 있음에도 불구하고 전체 지연시간과 전체 면적이 감소함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.53-61
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• 2004

본 논문에서는 고속의 곱셈-누적 연산을 수행할 수 있는 새로운 MAC(Multiplier- Accumulator)의 구조를 제안하였다. 부분 곱의 생성을 위해서 1의 보수 기반의 고속 Booth 알고리즘(Modified Booth Algorithm, MBA)를 이용하였고 다수의 부분 곱을 더하기 위해서 CSA(Carry Save Adder)를 이용하였다. 부분 곱을 더하는 과정에서 Booth 인코딩 시 이용한 1의 보수 체계를 2의 보수 체계로 보상하고 이전 합과 캐리를 누적하는 연산을 수행하여 고속의 누적 연산이 가능한 구조를 제안한다. 또한 부분 곱의 덧셈에서 하위 비트들을 2 비트 CLA(Carry Look-ahead Adder)를 이용하여 연산함으로써 최종 덧셈기의 입력 비트수를 줄임으로써 전체적인 임계경로를 감소시켰다. 제안된 MAC을 JPEG2000을 위한 DWT (Discrete Wavelet Transform) 필터링 연산에 적용하여 고속의 디지털 신호처리가 가능함을 보였고 기존의 연구와 비교하여 향상된 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.20-35
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• 2016

본 논문에선 병렬 십진 곱셈기의 축약 단계의 면적과 지연시간을 감소시켜 성능을 향상시키기 위해 다중 피연산자 십진 CSA과 개선된 십진 CLA를 이용한 트리 구조를 제안한다. 제안한 부분곱 축약 트리는 십진수 부분곱에 대해 다중 피연산자 십진 CSA를 사용하여 빠르게 부분곱을 축약한다. 각 CSA에서는 리코딩에 입력의 범위를 제한함으로써 가장 간단한 리코더 로직을 얻는다. 그리고 각 CSA는 특정한 아키텍처 트리의 특정한 위치에서 범위가 제한된 십진수를 더하기 때문에 부분곱 축약 단계의 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 사용되는 십진 CLA의 로직을 개선하여 BCD 결과를 빠르게 얻을 수 있다. 제안한 십진 부분곱 축약 단계의 성능의 평가를 위해 Design Compiler를 통해 SMIC사의 180nm CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성하였다. 일반 방법을 이용하는 축약 단계에 비해 제안한 부분곱 축약 단계의 지연시간은 약 15.6% 감소하였고 면적은 약 16.2% 감소하였다. 또한 십진 CLA의 지연시간과 면적이 증가가 있음에도 불구하고 전체 지연시간과 전체 면적이 감소함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권6호
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• pp.671-676
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• 2003

본 논문에서는 고속 병렬 곱셈기에서 속도향상을 위해 부분 곱을 가산하는 과정에 구성되는 CSA(Carry Select Adder) 트리에 새로운 압축기를 적용한 새로운 첫 번째 부분 곱가산(First Partial Product Addition : FPA)를 제안하여 기존의 전가산기를 이용한 병렬가산기보다 부분곱을 계산하는 속도를 약 20% 개선할 수 있게 했다. 새로운 회로는 새로운 FPA 구조를 사용하여 최종 합 CLA 비트를 N/2로 줄인다. 2.5v 0.25um CMOS 기술을 이용하여 제작된 16${\times}$16 곱셈기는 5.14nS의 곱셈 고속을 얻었다. 이 곱셈기의 구조는 파이프라인 설계에 용이하며 고성능을 낸다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제14권4호
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• pp.41-54
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• 2011

Tree roots can enhance soil shear strength and slope stability. However, there has been a limited study about root reinforcement of major tree species in Korea because of some experimental difficulties. Thus, this study was conducted to analyze the performance of Japanese larch (Larix kaempferi) and Korean pine (Pinus koraiensis) which are two common plantation species in Korea. Profile wall method was used to measure the spatial distribution of root system and its diameter within 15 soil walls of Japanese larch stand and 13 soil walls of Korean pine stand in Taehwa University Forest, Seoul National University, Korea. Root tensile properties of each species were assessed in the laboratory, and root reinforcements were estimated by Wu model. The study observed that the number and cross-sectional area (CSA) of root in both species could tend to decrease with soil depth. Especially, CSA were well-fitted to exponential functions of soil depth. Mean root area ratios (RAR) were 0.03% and 0.10% for Japanese larch and Korean pine, respectively. Estimated root reinforcement from Wu model were, on the average, 4.04 kPa for Japanese larch and 12.26 kPa for Korean pine. Overall, it was concluded that root reinforcement increased the factor of safety (Fs) of slope for small-scale landslide as the result of two-dimensional (2-D) infinite slope stability analysis considering vegetation effects.