This paper presents an implementation method of Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) decoder using a general-purpose multicore Digital Signal Processor (DSP), TMS320C6670. Although the DSP provides some useful coprocessors such as turbo decoder, fast Fourier transformer, Viterbi Coprocessor, Bit Rate Coprocessor etc., it is specific to the base station platform implementation not the mobile terminal platform implementation. This paper shows an implementation method of the LTE-A PDSCH decoder using programmable DSP cores as well as the coprocessors of Fast Fourier Transformer and turbo decoder. First, it uses the coprocessor supported by the TMS320C6670, which can be used for PDSCH implementation. Second, we propose a core programming method using DSP optimization method for block diagram of PDSCH that can not use coprocessor. Through the implementation, we have verified a real-time decoding feasibility for the LTE-A downlink physical channel using test vectors which have been generated from LTE-A Reference Measurement Channel (RMC) Waveform R.6.
본 논문은 통신 시스템에서 요구하는 다양한 연산과 고속의 동작을 수행할 수 있는 재구성 가능 코프로세서를 제안하였다. 제안된 재구성 가능 코프로세서는 스크램블링, 인터리빙, 길쌈부호화, 비터비 디코딩, FFT 등과 같은 통신 시스템에 필수적인 연산 동작을 쉽게 구현할 수 있는 특징을 가진다. 제안된 재구성 가능 코프로세서는 VHDL로 설계하여 SEC 0.18$\mu$m 표준셀 라이브러리를 이용해 합성하였으며, 총 35,000 게이트에 3.84ns의 최대 동작 속도를 보였다. 제안된 코프로세서에 대한 성능검증 결과 IEEE 802.11a WLAN 표준에 대해 기존 DSP에 비해서 FFT 연산과 Complex MAC의 경우 약 $33\%$, 비터비 디코딩의 경우 약 $37\%$, 스크램블링 및 길쌈부호화의 경우 약 $48\%\~84\%$의 연산 사이클 감소를 확인하였으며 다양한 통신 알고리즘에 대해 기존 DSP보다 우수한 성능을 나타내었다.
본 논문에서는 SEED 알고리즘을 구현하는 암호 보조 프로세서를 CPLD로 구현하였다. 속도 와면적 사이의 상반 관계를 고려하여, 암호 보조 프로세서는 1 라운드 동작을 3개의 부분 라운드로 나누고, 클록마다 하나의 부분 라운드를 수행하는 구조를 갖는다. 동작속도를 향상시키기 위해서 암호 및 복호 동작의 라운드 키를 온라인 사전 계산 기법을 사용하여 계산하였으며, 다양한 분야에 응용 할 수 있도록 4가지 동작 모드를 지원한다. 설계한 암호 프로세서는 알테라사 EPF10K100GC503-3 디바이스에 구현하고, PC ISA 버스 인터페이스를 통한 문서 파일에 대한 암$\cdot$ 복호화 동작을 통해올바른 동작이 이루어짐을 확인하였다. 설계된 회로는 약 29,300개의 게이트로 구성되며 CPLD상에서 약 18Mhz의 동작 주파수를 가지며, ECB 동작 모드에서 약 44 Mbps의 암$\cdot$복호율의 성능을 얻을 수 있었다.
This paper describes the design of elliptic curve crypto (ECC) coprocessor over binary fields for ECC protocols. Our ECC processor provides the elliptic curve operations for Diffie-Hellman, EC Elgamal and ECDSA protocols. The ECC we have implemented is defined over the fieTd GF(2$\^$163/),which is a SEC-2 recommendation[6].
This research aims at developing a single chip multiprocessor for high-performance computer system. Our design approach is to design a relatively small and simple processor unit and to integrate multiple copies of the unit in an efficient way. The proposed multiprocessor is composed of four CPUs and one graphic coprocessor. The four CPUs share the graphic coprocessor and each CPU implements the 64-bit SPARC-V9 instruction set architecture. This paper gives an overview of the proposed microarchitecture and discusses the considerations made in the course of the design.
본 논문에서는 한국 정보보호진흥원에서 개발한 128 비트 블록 암호 알고리즘인 SEED를 VHDL로 설계하였으며, FPGA의 구현으로 성능 분석을 하였다. 암호화 과정에서의 라운드 키 생성과정을 복호화 과정에서도 동일하게 적용한 수 있게 설계하여 처리속도를 향상시켰고 라운드키 생성과정과 F 함수에서 사용되는 5개의 G함수를 하나의 G함수로 공유하여 게이트 수를 감소시켰다. Xilinx사의 Virtex XCV300 FPGA에 구현하였으며 합성결과 게이트 수는 10,610 개이고 최대 40MHz에서 동작살털 35.7Mbps로 암호화를 수행 할 수 있다.
LTE (Long Term Evolution) 및 5G와 같이 지속적으로 발전하는 이동 통신 표준을 구현하기 위해 소프트웨어 정의 라디오 (SDR, Software Defined Radio) 개념은 뛰어난 유연성과 효율성을 제공한다. 수년 동안, 최고급 디지털 시그널 프로세서 (DSP, Digital Signal Processor) 시스템 온 칩 (SoC, System on Chip)은 멀티 코어 및 다양한 하드웨어 보조 프로세서를 지원하는 방향으로 개발되어왔다. 이 논문에서는 TI의 TCI663x 칩을 사용해 구현한 SDR 플랫폼 하드웨어에 대해 소개하고, 이 플랫폼 상에서 멀티 코어 DSP를 BCP (Bit Rate Coprocessor) 및 TPC (Turbo Decoder Coprocessor)와 연동하여 구현한 LTE 전송 채널 (Transport Channel)의 성능을 다양한 구현 옵션에 따라 평가한다.
Kim, Ho-Won;Wollinger, Thomas;Choi, Doo-Ho;Han, Dong-Guk;Lee, Mun-Kyu
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.
In this paper, a research is focused on implementation of the handwritten Korean-character recognition system using a neural coprocessor for PDA application. The proposed coprocessor is composed of a digital neural network called DMNN and a RISC-based dedicated controller in order to achieve high speed as well as compactness. Two neural networks are used for recognition, one for stroke classification out of extended 11 strokes and the other for grapheme classification. Our experimental result shows that the successful recognition rate of 92.1% over 3,000 characters written by 10 persons can be obtained. Moreover, it can be improved to 95.3% when four candidates are considered. The design verification of tile proposed neural coprocessor is conducted using the ASIC emulator for further hardware implementation.
정보 통신 기술의 발전이 우리 생활을 편리하게 만들고 있지만, 한편으로는 해킹, 도청 등의 부작용이 발생하고 있다. 이러한 부작용을 최소화시키는 결정적인 역할을 하는 분야가 암호 학이다. 현재의 정보 보호 시스템 대부분이 소프트웨어 방식으로 구현되어 있어 암호화 속도 문제 및 해킹에 의한 불법 정보 유출의 위험성이 높은 현실이다. 이러한 점을 해결하기 위해 암호 알고리즘의 하드웨어 구현은 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 암호 알고리즘의 속도 및 안전성 문제를 향상시키기 위해 기존에 많이 이용되고 있는 3-DES를 32 비트 데이터 버스를 이용한 하드웨어로 선계 및 구현하여 검증하고 성능 분석을 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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