• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.60-67
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• 2008

본 논문에서는 Bluetooth, Zigbee, WLAN 등 2.4GHz 대역 ISM-band 응용 분야를 위한 저 전력 주파수 합성기를 설계하였다. 저 전력 특성을 얻기 위해 전류소모가 큰 VCO, prescaler, ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator 등의 전력소모를 최적화하는데 중점을 두고 설계하였다. VCO는 전력소모 측면에서 유리한 NP-core 유형의 구조를 선택하여 위상잡음 특성과 전력소모를 최적화하였으며, prescaler는 정적 전류소모가 거의 없는 동적 회로 기술이 적용된 D-F/F을 사용하여 전력소모를 줄였다. 또한 다수의 로직으로 구성되는 3차 ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator는 'mapping circuit'으로 구조를 단순화하여 작은 면적과 저 전력소모 특성을 갖도록 하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 IC를 제작하여 성능을 측정한 결과 설계된 주파수 합성기는 1.8V 전원전압에서 7.9mA의 전류를 소모하고, 100kHz offset에서 -96dBc/Hz, 1MHz offset에서 -118dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보였다 또한 spur 잡음 특성은 -70dBc이며, 25MHz step의 주파수 변화에 따른 위상 고정 시간은 약 $15{\mu}s$이다. 설계된 회로의 칩 면적은 pad를 포함하여 $1.16mm^2$이며 pad를 제외한 면적은 $0.64mm^2$이다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권12호
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• pp.453-460
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• 2022

고성능 양자 컴퓨터의 개발이 기대됨에 따라 잠재적인 양자 컴퓨터의 공격으로부터 안전한 양자 후 보안 시스템 구축을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 양자 알고리즘 중 하나인 Grover 알고리즘이 대칭키 암호의 키 검색에 사용될 경우, 암호의 보안 강도가 제곱근으로 감소되는 안전성의 문제가 발생할 수 있다. NIST는 암호 알고리즘의 공격에 필요로 하는 Grover 알고리즘의 비용을 기준으로 추정한 양자 후 보안 강도를 대칭키 암호에 대한 양자 후 보안 요구사항으로 제시하고 있다. 대칭키 암호의 공격에 대한 Grover 알고리즘의 추정 비용은 해당하는 암호화 알고리즘의 양자 회로 복잡도에 의해 결정된다. 본 논문에서는 NIST의 경량암호 공모전 최종 후보에 오른 SPARKLE의 AEAD군인 SCHWAEMM 알고리즘의 양자 회로를 효율적으로 구현하고, Grover 알고리즘을 적용하기 위한 양자 비용에 대해 분석한다. 이때, 암호화 순열 과정 중에 사용되는 덧셈기와 관련하여 CDKM ripple-carry 덧셈기와 Unbounded Fan-Out 덧셈기에 따른 비용을 같이 비교한다. 마지막으로, 분석한 비용과 NIST의 양자 후 보안 요구사항을 기반으로 경량암호 SPARKLE SCHWAEMM 알고리즘에 대한 양자 후 보안 강도를 평가한다. 양자 회로 구현 및 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권8A호
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• pp.820-829
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• 2006

SoC 설계는 복잡도 증가 및 빠른 time-to-market에 만족하기 위해 IP에 기반한 설계방식을 채택하고 있다. Mobile 기기의 고성능에 대한 시장의 요구로 인해 embedded용 SoC는 멀티미디어, DMB 및 이미지처리 등 복잡도와 데이터 처리량이 높은 프로그램을 실시간으로 동작시키기 위해 다중 프로세서를 사용한 설계가 요구된다. 시스템 버스와 프로토콜이 상이한 프로세서를 단일 SoC내에서 사용하기 위해선 프로세서 프로토콜을 시스템 버스 프로토콜에 맞도록 변화하여 주는 인터페이스 회로의 설계가 요구된다. 고속으로 동작하는 프로세서의 인터페이스 회로는 데이터 쓰기와 읽기 시의 전송 지연을 최소화하여 시스템 전체의 성능을 향상시켜야 한다. 버퍼를 사용한 인터페이스 회로의 구조는 버퍼에 데이터를 일시 저장하는 동작으로 인하여 데이터 전송 latency가 증가하게 되므로 본 논문에서는 버퍼를 사용하지 않고 버스와 마스터 모듈 프로토콜이 가진 공통된 동작 시퀀스를 이용하여 단일 FSM 구조를 가진 인터페이스 회로를 자동생성하는 방법을 제안한다. 제안된 방법으로 자동생성된 인터페이스 회로는 버퍼를 사용한 인터페이스 회로에 비해 면적은 평균 48.5%의 감소를 보였으며, 데이터 전송 latency는 단일 데이터 전송 시 평균 59.1%의 감소를 보였고 버스트 모드 데이터 전송 시 13.3%의 감소를 보였다. 본 논문에서 제안한 시스템을 사용하여 데이터 전송 latency를 최소화하는 고성능의 인터페이스 회로를 자동으로 생성할 수 있다.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권4호
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• pp.71-81
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• 1999

시간제약 조건하에서 순차회로를 위한 새로운 CPLD(Complexity Programmable Logic Device) 기술 매핑 알고리즘을 제안한다. 본 기술매핑 알고리즘은 주어진 순차회로의 궤환을 검출한 후 궤환이 있는 변수를 임시 입력 변수로 분리한 후 조합논리 부분을 DAG(Directed Acyclic Graph)로 표현한다. DAG의 각 노드를 검색한 후, 출력 에지의 수가 2이상인 노드를 분할하지 않고 노드만을 복제(replication)하여 팬 아웃 프리 트리로 재구성한다. 이러한 구성 방법은 주어진 시간 조건 안에서 최소의 면적을 가질 수 있으며 처리 시간을 고려하기 위한 것이다. 기존의 CPLD 기술 매핑 알고리즘인 TEMPLA의 경우 팬 아웃 프리 트리를 구성할 때 출력 에지의 수가 2이상인 노드를 서브 그래프로 분할함으로서 매핑 결과 시간 제약 조건을 초과할 수 있다. 또한, TMCPLD(Technology Mapping for CPLD)의 경우는 출력 에지의 수가 2 이상인 노드를 포함한 트리를 복제하여 전체의 노드수가 증가되어 전체 수행시간이 길어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 노드만을 복제한 팬 아웃 프리 트리의 구성방법을 제안한다. 시간제약 조건과 조사의 지연시간을 이용하여 그래프 분할이 가능한 다단의 수를 정하고, 각 노드의 OR 텀수를 비용으로 하는 초기비용과 노드 병합 후 생성될 OR 텀수인 전체비용을 계산하여 CPLD를 구성하고 있는 CLB(Configurable Logic Block)의 OR텀수보다 비용이 초과되는 노드를 분할하여 서브그래프를 구성한다. 분할된 서브그래프들은 collapsing을 통해 노드들을 병합하고, 주어진 소자의 CLB안에 있는 OR텀 개수에 맞게 Bin packing를 수행하였다. 제안한 기술매핑 알고리즘을 MCNC 논리합성 벤치마크 회로들에 적용하여 실험한 결과 기존의 CPLD 기술 매핑 툴인 TEMPLA에 비해 CLB의 수가 15.58% 감소되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.105-111
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• 2024

격자 그래프의 최소 선형 배열(MinLA)은 선형 복잡도 O(n)의 근사 알고리즘이 적용되고 있으며, 33×33격자의 최적 MinLA는 31,680으로 알려져 있다. 본 논문은 격자의 정확한 해 MinLA를 복잡도 O(1)으로 구하는 분할배열 알고리즘을 제안하였다. 분할배열 알고리즘은 컨테이너에 박스를 넣는 방법으로 m행을 r₁,r₂,r₃로, n열을 c₁,c₂,c₃로 분할하여 7개 컨테이너를 얻고 규칙을 가지도록 분할한다. 분할된 박스들에 있는 정점들 위치 순서로 번호를 부여하여 MinLA를 구한다. m,n≥11에 대해 C₂,C₄,C₆ 박스 크기를 2씩 증가시키면서 MinLA가 증가할 때까지 반복 수행한다. 이 과정은 m,n≤100에 대해 최대 4회 반복 수행하는 특징이 있다. 제안된 알고리즘은 m=n과 m≠n인 모든 격자에 적용할 수 있다. 분할배열 알고리즘을 2≤n≤100 격자에 적용하였으며, 33×33과 100×100 격자에 대해 기존 알고리즘들보다 월등히 좋은 최적의 결과를 얻었다. 제안된 알고리즘은 간단하면서도 보다 정확한 해를 얻을 수 있어 m,n이 무한히 크더라도 쉽게 해를 얻을 수 있어 VLSI 회로 설계 분야에 응용이 될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권7호
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• pp.68-73
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• 2009

본 논문에서는 CMOS 회로를 이용하여 디스플레이포트(DisplayPort)에 사용 가능한 스프레드 스펙트럼 클록 발생기(SSCG)를 제안하고 구현하였다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기를 1-1 MASH 시그마-델타 변조기(Sigma-delta modular)를 이용한 분수형 분주기를 사용하여 분주비를 변화시켜 확산시키는 구조를 사용하였다. MASH 1-1 시그마-델타 변조기를 사용하게 되면 회로구성이 용이해지고 면적일 줄일 수 있는 장점이 있다. 시그마 델타 변조기를 이용한 스프레드스펙트럼 생성기의 장점은 확산비율과 변조율을 시그마 델타 변조기의 입력 값을 변조하여 정확하게 조절할 수 있다는 것이다. 확산비율과 변조율은 디스플레이포트 표준 스펙에 만족되도록 설계하였고, 디스플레이포트 링크심볼클록인 270MHz/162MHz 듀얼 모드 클록에서도 만족하도록 설계하였다. 그리고 변조파형은 33KHz의 삼각파의 형태를 취하고 있고, 0.25%의 다운스프레드 스펙트럼 클록이 발생한다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기의 세부 설계블록들은 모두 풀커스텀 방식으로 설계하였다. 또한 0.18$\mu$m 1P-6M CMOS 공정을 사용하여 설계 및 제작되었으며, 레이아웃 된 전체 블록의 면적은 0.620mm $\times$ 0.780mm이었다. 칩 측정결과 디스플레이포트 동작기준을 잘 만족함을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1375-1382
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• 2008

종래 발표된 D-CRLH 전송 선로의 설계상의 어려움과 주파수가 불가변성 문제를 해결하기 위하여 본 논문은 주파수 가변성이 있는 D-CRLH 전송 선로 구조 두 가지를 제안한다. 첫째 구조(type 1)는 DGS와 DGS 내의 아일랜드 패턴(island pattern)에 버랙터 다이오드를 연결하여 병렬 공진 회로 내의 $C_L$을 조절할 수 있고, 둘째 구조(type 2)는 스터브에 다이오드를 연결하여 직렬 공진 회로 내의 $C_R$을 조절한다. 바이어스 조절에 따라 RH/LH 대역에서 각각 +/-90도의 유의미한 전기적 길이를 갖는 이중 대역 주파수가 가변된다. $1{\sim}12\;V$의 바이어스 전압에 대하여 측정한 결과, LH 영역에서 -90도인 전기적 길이를 갖는 주파수가 type 1과 type 2에서 각각 $4.22{\sim}5.39\;GHz$와 $4.21{\sim}5.05\;GHz$이다. 또한, type 2의 경우에 RH에서 LH 영역으로 전환하는 주파수(${\omega}_{\infty}$)가 $3.26{\sim}4.22\;GHz$의 가변 영역을 갖는다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1749-1753
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• 2003

We proposed several systems for 1Giga bit Modem. The first, Binary ASK(Amplitude Shift Keying) system has a high speed shutter transmitter and no IF(Intermediate Frequency) receiver only by symbol synchronization. The advantage of proposed system is that circuitry is very simple without IF process. The disadvantage of proposed system are that line spectrum occurs interference to other channels, and enhancement to 4-level system is impossible due to its large SNR degradation. The second, Binary phase modulation system has a high speed shutter transmitter and IF-VCO(IF-Voltage Controlled Oscillator) control by base-band phase rotation. Polarity of shutter window is changed by the binary data. The window should be narrow same as above ASK. The advantage of proposed system is which error rate performance is superior. The disadvantage of proposed system are that Circuitry is more complex, narrow pull-in range of receiver caused by VCO and spectrum divergence by the non-linear amplifier. The third, 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)system has a nyquist pulse transmitter and IF-VCO control by symbol clock. The advantage of proposed system are that signal frequency band is a half of 1GHz, reliable pull-in of VCO and possibility of double speed transmission(2Gbps) by keeping 1GHz frequency-band. The disadvantage of proposed system are that circuit complexity of pulse shaping and spectrum divergence by the non-linear amplifier.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.23-32
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• 2005

회로도면 자동생성 분야는 지난 수십 년간 HDL기반 설계과정에서 사용되어 왔다. 그러나 회로 도면은 더욱 복잡해져서 레지스터 및 시스템 레벨에서 자동 생성된 회로도면을 보고 신호의 흐름을 파악하기 어렵다. 이와 같이 복잡해진 회로도면의 가독성을 향상시키기 위해 본 논문에서는 4가지 기법, 즉 i ) 심볼이나 터미널들과 같이 반복되는 회로 패턴을 벡터 형태로 치환, ii) 피드백 루프 절단 알고리즘 개선, iii) 번들 네트 생성시 발생하는 다단 연결을 간결 화할 수 있는 압축 탭, iv) 연결도에 따라 블록열을 구분하고 정렬하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 회로도면 생성 기법의 효용성을 확인하기 위해 도면 자동생성 프로그램을 개발하고, 계층적으로 설계된 미디어 프로세서의 다양한 모듈의 도면을 생성시켰다. 실험한 결과 도면 면적을 비롯하여 배선 수, 길이 등을 $90\%$까지 감소시키고 가독성을 높이는 효과를 보였으며 블록의 분산 및 빈 공간 발생을 억제하는 효과를 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.74-82
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• 2015

전자장치의 복잡도 증가와 전원 전압 감소 추세에 따라, 내부 또는 외부에서 발생되는 노이즈에 대한 칩 또는 모듈의 전자기 내성 평가는 필수적이다. 칩 레벨 EMS 표준 시험방법으로 IEC 62132-4의 Direct Power Injection(DPI) 방법이 있지만, 실제 칩 내성은 모듈 상 보드 PDN 구조에 영향 받는다. 이 논문에서는 PLL의 내성을 평가하고 보드의 PDN 구조에 따른 잡음 전달 특성을 비교하였다. 여러 PDN을 만들기 위해 다양한 값의 커패시터들과 LDO 사용 유무 조건이 적용되었다. IC의 전자기 요구사항과 IC 및 보드로 구성된 모듈의 전자기 요구사항 간 불일치를 평가하기 위해, PDN들에 따른 노이즈 전달 특성을 분석하는 것은 강건한 EM 특성을 갖도록 설계하는데 중요한 정보를 줄 수 있음을 보였다. DPI 측정 결과는 LDO 사용에 따라 PLL 저주파 영역의 내성이 크게 개선되었음을 보여주며, DPI에 따른 PLL의 주파수 변화를 TEM cell 스펙트럼 측정으로도 확인 할 수 있었다.