• 센서학회지
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• 제33권3호
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• pp.147-151
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• 2024

The importance of Wireless Sensor Networks is becoming more evident owing to their practical applications in various areas. However, the energy problem remains a critical barrier to the progress of WSNs. By reducing the energy consumed by the sensor nodes that constitute WSNs, the performance and lifespan of WSNs will be enhanced. In this study, we introduce an energy-efficient ternary modulator that employs multi-threshold CMOS for logic conversion. We optimized the design with a low-power ternary gate structure based on a pass transistor using the MTCMOS process. Our design uses 71.69% fewer transistors compared to the previous design. To demonstrate the improvements in our design, we conducted the HSPICE simulation using a CMOS 180 nm process with a 1.8V supply voltage. The simulation results show that the proposed ternary modulator is more energy-efficient than the previous modulator. Power-delay product, a benchmark for energy efficiency, is reduced by 97.19%. Furthermore, corner simulations demonstrate that our modulator is stable against PVT variations.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권1호
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• pp.7-14
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• 2011

전력분석공격은 스마트카드와 같은 저전력 보안장치에 대한 매우 강력한 공격방법이나, 측정된 전력신호와 암호알고리듬 실행 시 추정되는 중간 값과의 상관도를 연산하는 시점이 시간적으로 일치되어야 가능하다. 보안장치에 랜덤클럭을 적용하면 측정된 전력신호 분석 시점이 서로 일치하지 않게 되므로 랜덤클럭이 전력분석 공격에 대한 방어대책으로 사용된다. 본 논문에서는 전력분석공격에서 랜덤클럭 전력신호에 대한 일정피치 기반의 시간적 정렬 방법을 제안한다. 제안방법은 랜덤클럭이 적용된 보안 장치로부터 측정된 전력신호를 일정한 크기를 갖는 기준피치에 맞추어 시간 축 상의 위치와 크기를 정렬하므로 랜덤 클럭 방어대책을 공격할 수 있는 새로운 방법이다. 마지막으로, 랜덤클럭이 적용된 스마트카드 환경에서 실행된 AES 블럭 암호화 알고리듬에 대하여 제안된 방법을 적용하여 그 공격 가능성을 검토한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.89-95
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• 2008

본 논문에서는 필터방식 얼굴검출 하드웨어를 저전력 설계하고 그에 따른 전력 소모량을 분석하였다. 얼굴검출 하드웨어는 입력되는 영상에서 얼굴의 위치를 검출하며 내부적으로 6개 모듈과 11개의 모듈 간 버퍼가 삽입되어 각 모듈이 순환 연산한다. 따라서 저전력 설계를 위해 SLEEP 모드와 ACTIVE 모드를 적용하였고, 해당 하드웨어에 모듈별 그리고 레지스터별 클럭게이팅(Clock Gating) 기술을 적용하였다. 추가적으로 모듈간 버퍼는 메모리 파티션을 통해 메모리에서 소비하는 전력양을 줄였으며 게이트 레벨에서도 저전력 설계 기술(Gate level power optimization)을 적용하였다. 이는 삼성 0.18um 공정의 STD130 라이브러리를 사용하여 Synopsis(사)의 Power-Compiler를 통해 구현되었으며 동사의 Prime-Power에 의해 소비 전력량을 측정하였다. 그 결과 저전력 설계 기술을 적용하기 전과 비교하여 ACTIVE 모드일 경우 약 68%의 전력 소모를 줄였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권1호
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• pp.49-54
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• 2010

최근 차세대 이동통신 기술로 각광받고 있는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 기지국에서의 power saving에 관한 연구가 이슈화 되고 있다. 이는 무선통신 네트워크에서 가장 많은 에너지를 소모하는 부분이 기지국 부분이기 때문이다. 또한 기지국에서의 power saving은 세계가 주목하고 있는 저탄소 배출 녹색 기술에도 부합하는 내용이기도 하다. 따라서 본 논문에서는 UE(User Equipment)의 Traffic의 종류에 따라 DRX/DTX의 주기를 차등적으로 적용함으로써 기존에 일정한 DRX/DTX 주기를 적용하는 방식에 비해 성능은 떨어지지 않으면서 에너지 효율을 극대화하는 방식을 제안한다. 제안된 방식에 따른 모의실험 결과 기존의 방식에 비해서 개선된 power saving 성능을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 LTE 기지국과 UE가 통신하는 환경에서 기지국의 에너지를 절약할 수 있는 MAC 프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 성능이 향상되었음을 확인한다

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.555-562
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• 2008

본 논문에서는 RTL 수준에서의 클록 게이팅을 이용한 실제적인 저전력 설계 기술에 대해서 제안하고자 한다. 상위 수준의 회로 설계자에 의해 시스템의 동작을 분석하여 클록 게이팅을 위한 제어기를 이용하는 것이 가장 효율적인 전력 감소를 가져 온다. 또한 직접적으로 클록 게이팅을 수행하는 것보다는 합성툴이 자연스럽게 게이팅된 클록을 맵핑할 수 있도록 RTL 수준에서 유도하는 것이 바람직하다. RTL 코딩 단계에서부터 저전력이 고려되었다면 처음 코딩단계에서부터 클록을 게이팅 시키고, 만일 고려되지 않았다면 동작을 분석한 후에 대기 동작인 부분에서 클록을 게이팅 한다. 그리고 회로의 동작을 분석한 후에 클록의 게 이팅을 제어하기 위한 제어기를 설계하고 합성 툴에 의해 저전력 회로에 해당하는 netlist를 얻는다. 결과로부터 상위수준의 클록 게이팅에 의해 레지스터의 전력이 922 mW에서 543 mW로 42% 감소한 것을 확인할 수 있다. Power Theater 자체의 synthesizer를 이용하여 netlist로 합성한 후에 전력을 측정했을 경우에는 레지스터의 전력이 322 mW에서 208 mW로 36.5% 감소한 것을 확인할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1158-1164
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• 2020

국내의 경우 수입 에너지에 대한 의존도가 매우 높아 낭비되는 전력을 저하시키고 전력 효율성을 향상시키기 위해 저전력 기술인 Zigbee를 기반으로 대기전력 저감 연구가 이루어지고 있다. 그러나 Zigbee는 IoT 표준 프로토콜이 아니고, 네트워크 기반이 아니기 때문에 별도의 게이트웨이를 두어 네트워크를 구축해야 하며, 국제적으로 제시하고 있는 기기 전력 소비량에 대한 기준도 모호하기 때문에 대기전력에 대한 연구는 미흡한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 기존 Zigbee 기술에 IoT 표준 프로토콜인 MQTT를 적용하여 별도의 게이트웨이 없이 네트워크망을 구축하고, 대기전력 저하 및 사용자의 패턴을 수집하는 대기전력 저감 시스템을 설계 및 구현하였다. 기존 시스템과 평가한 결과 기존 시스템 대비 약 7.11%의 대기전력이 소모된 것을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권3호
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• pp.402-407
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• 2014

본 연구에서는 단벌기 바이오매스 생산림(Short rotation forest, SRF)에 식재되어 있는 속성수인 이태리포플러(Populus euramercicana)을 이용하여 수확 시 소요되는 동력을 측정하여 수확기계 동력원을 선정하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 실험 수준은 밀기속도(0.41, 1.25, 2.5 m/s) 3수준, 절단속도(800, 1,000, 1,200 rpm) 3수준, 근원경(50, 70, 90, 110, 130 mm) 5수준으로 선정하였다. 목표로 하는 바이오매스 추정량은 20~30 ton/ha이나 3년 후 수확(근원경 50 mm) 시 이를 못 미치는 10.5 ton로 나타났다. 목표량에 도달할 수 있는 바이오매스 추정량은 근원경 90, 110 mm으로 각각 23.5, 32.5 ton/ha으로 추정되었다. 실험결과, 밀기속도 0.41 m/s에서 최소절단속도(800 rpm)로 절단 시 소요되는 동력은 각각 128.2, 175.8 W로 나타났고, 작업면적이 0.3 ha/h에서 작업능률은 각각 16.5, 22.8 ton/h을 처리할 수 있는 것으로 사료된다. 밀기속도 1.25 m/s에서는 소요되는 동력은 각각 113.8, 153.7 W, 작업면적이 1 ha/h에서 작업능률은 각각 23.5, 32.5 ton/h을 처리할 수 있는 것으로 사료된다. 밀기속도 2.5 m/s에서는 소요되는 동력은 각각 119.8, 166.9 W, 작업면적 2 ha/h에서 작업능률은 각각 47.0, 65.5 ton/ha을 처리할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 목표로 하는 바이오매스 추정량을 처리할 수 있는 밀기속도 1.25, 2.50 m/s, 절단속도 800 rpm 일 때의 수확기계의 동력원을 선정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 환경정책연구
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• 제9권2호
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• pp.21-39
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• 2010

본 논문에서는 우리나라 산업의 연간 물소비량을 최초로 추정하고 이를 이용하여 물소비 분석용 산업연관 모형을 작성하였다. 그리고 이를 이용하여 산업활동에 따른 직 간접 물소비 유발효과를 분석하였으며 물량기준 총효과를 요인별로 분해하여 보았다. 우리나라 산업(농림어업 제외)은 해수를 제외한 상수도, 지하수, 하천수, 재이용수 등 육지의 물 기준으로 2003년중 약 76억 9,200만 톤의 물을 소비한 것으로 추산되었다. 업종별로는 전력 수도가 49.5%로 거의 절반가량을 차지하였으며 제철 등의 가공금속 산업이 24.3%, 화학산업이 5.0%를 차지하였다. 물소비 분석용 산업연관 모형을 이용하여 산업별 직 간접 물소비 유발계수를 도출한 결과 전력 수도가 산출액 백만원당 113.8톤의 물을 소비하였으며, 제1차금속(49.6톤), 섬유 가죽제품(16.8톤), 일반기계(11.9톤) 등의 순으로 높게 나타났다. 동유발계수를 직접효과와 간접효과로 나누어 본 결과, 전력가스 및 수도 산업을 제외하고는 대부분의 산업에서 직접효과보다는 간접효과가 큰 것으로 나타나 물 관련 정책 수립시 제품간 물소비 연관관계를 충분히 고려할 필요가 있음을 시사하였다. 아울러 동 연구결과는 제품간 물소비구조 파악과 제품별 물소비지표 개발 등에도 활용될 수 있을 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.335-340
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• 2014

친환경 및 에너지 효율에 대한 관심이 증대되고 있는 가운데 LED(Light Emitting Diode)는 제어방식이 정 전류구동과 SMPS(Switching Mode Power Supply)방식으로 구동하므로 소형화 및 경량화를 이룰 수 있고 전력 소모가 적으며 효율이 높아 광원 및 조명장치에 활용하는데 유용하다. LED 생산업체는 고출력 LED 모듈의 칩 설계 원천기술의 확보가 필요하고, LED 를 조명으로 적용시키기 위해 전력손실을 줄일 수 있는 고출력 LED 모듈 개발을 위한 구동회로 설계와 역률 개선의 방안 연구가 필요하다. 산업현장에서 교류(AC) 직결 LED 구동소자인 HV9910를 일반적으로 사용하고 있다. 본 논문에서 HV9910에 PFC와 Noise Filter를 추가한 구동회로의 역률 및 효율에 대한 개선방법을 시뮬레이션을 통해 검증하는데 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.89-97
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• 2007

본 논문에서는 새로 개발된 전력품질 보상장치의 성능을 실험실에서 효과적으로 분석하기 위해 필요한 새로운 부하모의장치를 제안하였다. 제안하는 부하모의장치는 2대의 PWM 인버터가 직류 단을 공유한 구조로 선형과 비선형부하를 단일기기로 시험 가능하도록 설계되어 있다. 그리고 전력품질보상기의 하나인 능동전력필터와 연계시험을 수행하였다. 본 논문에서는 제안하는 부하모의장치와 능동전력필터의 연계 특성을 분석할 목적으로 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션 실시하였고 또한 실적용시 타당성을 검증할 목적으로 20kVA 용량의 부하모의장치와 10kVA용량의 능동전력필터를 제작하여 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 하드웨어 실험결과 제안하는 부하모의장치는 능동전력필터의 다양한 보상 능력 검증에 충분히 활용가능함을 알 수 있었다.