• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.55-63
• /
• 2013

사용자 인터페이스 기술은 CLI(Command Line Interfaces), GUI(Graphical User Interfaces)를 거쳐 NUI(Natural User Interfaces)로 발전하고 있다. NUI는 멀티터치, 모션 트래킹, 음성, 스타일러스 등 다양한 입력형식을 사용한다. 기존 GUI 어플리케이션에 NUI를 적용하기 위해서는 이러한 장치관련 라이브러리 추가, 관련 코드 수정, 디버그 등의 과정이 필요하다. 본 논문에서는 기존 이벤트 기반 GUI 어플리케이션의 수정 없이 제스처 기반 인터페이스를 적용할 수 있는 모델을 제안한다. 또한 제안한 모델을 명세하기 위한 XML 스키마를 제시하고, 3D 제스처와 마우스 제스처 프로토타입 개발을 통해 제안모델의 활용방안을 보인다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제48권1호
• /
• pp.108-115
• /
• 2011

본 논문에서는 레고 마인드스톰 NXT 로봇을 이용한 프로그래밍 교육을 위한 가상 로봇 교육 시스템 (VRES; Virtual Robot Education System)을 설계하고 구현한다. 제안된 시스템을 통하여 프로그램 학습자는 소스 코드를 편집, 컴파일, 그리고 로봇에 다운로드하여 자신의 실행 코드를 동작시킨다. 로봇을 관찰하기 위하여 시스템은 웹 카메라를 포함하고 있어 모니터링 서비스를 제공한다. 따라서 학생들은 자신의 프로그램을 다운로드한 로봇의 동작을 자세하게 검증할 수 있으며 필요시 디버깅 할 수 있다. 추가로 간단한 사용자 친화적 프로그래밍 언어와 이에 대한 컴파일러를 설계한다. 이러한 도구를 이용하여 학습자는 자바 언어보다 쉽게 NXT 로봇 프로그램을 생성하여 테스트할 수 있다. 교수자는 시스템에서 제공하는 직접 제어 모드를 이용하여 수업 주제를 위한 로봇의 제어와 관리가 가능하다. 그럼으로. 제안된 시스템은 학생들이 정규 수업 또는 방과 후에 인터넷과 웹브라우저를 사용하여 로봇 프로그래밍을 학습할 수 있도록 지원할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
• /
• pp.397-400
• /
• 2009

본 논문에서는 멀티미디어 어플리케이션을 위한 BTB(Branch Target Buffer)를 이용한 RISC 프로세서 기반 SoC 플랫폼의 ASIC 설계에 대해 기술한다. 제안된 SoC 플랫폼은 성능 개선을 위해 BTB를 포함하며 분기 명령어 패치 시 분기할 타깃 주소를 BTB에 저장함으로써 예측 주소의 명령어를 미리 패치, 파이프라인의 지연을 최소화하였다. 또한, 다양한 멀티미디어 어플리케이션을 위해 VGA 제어기, AC97 제어기, UART 제어기, SRAM 인터페이스, 디버그 인터페이스를 포함한다. 구현된 플랫폼은 다양한 테스트 프로그램을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, Xilinx VIRTEX-4 XC4VLX80 FPGA를 이용해 기능 및 타이밍 검증을 수행하였다. 최종적으로 Chartered 0.18um 공정을 이용하여 단일 ASIC 칩으로 구현되었으며 100MHz에서 정상 동작함을 확인하였고, 이전 OpenRISC 마이크로프로세서를 사용한 플랫폼과의 비교를 위해 산술연산 및 AC97 테스트 프로그램을 이용한 시뮬레이션 결과 5~9%의 성능향상을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제13권6호
• /
• pp.358-370
• /
• 2007

유비쿼터스 컴퓨팅의 인프라가 되는 무선 센서 네트워크의 설계 및 응용 개발을 위하여 소프트웨어 시뮬레이션이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 센서 네트워크 응용프로그램의 동작을 확인할 수 있고, 실행시간 및 전력소모량을 예측할 수 있으며, 많은 수의 센서노드들을 시뮬레이션 할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터는 명령어 수준의 병렬 이산 사건 시뮬레이션 방법을 이용하여 구현되었다. 명령어 수준의 시뮬레이션은 실제 센서보드에 적재되는 실행이미지를 시뮬레이션 작업부하로 사용하기 때문에 시뮬레이션 정밀도가 높다. 병렬 시뮬레이션은 여러 대의 컴퓨터를 사용하여 작업부하를 분산 처리하므로 대규모의 센서 네트워크를 시뮬레이션 할 수 있게 해준다. 구현된 시뮬레이터는 센서보드 내의 모듈 별 동작시간 및 실행된 명령어 수를 근거로 하여 전력소모량을 예측할 수 있다. 또한 다양한 시나리오의 유비쿼터스 응용프로그램의 수행 과정을 시뮬레이션 할 수 있으며, 디버깅도 가능하다. 이 연구에서 시뮬레이션의 작업부하인 명령어 트레이스로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용 크로스컴파일러에 의해 생성된 실행이미지를 사용하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.684-690
• /
• 2010

기존에 사용되는 대부분의 SoC는 공유버스 구조를 가지고 있어, 병목현상이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점은 SoC의 내부의 IP 수가 많을수록, 전체적인 SoC의 성능을 저하시키게 되어, CPU 자체의 속도보다는 전체적인 통신 분배에 의해 SoC의 성능이 좌우 된다. 본 논문에서는 공유버스의 단점인 병목현상을 줄이고 SoC의 성능을 향상시키기 위해 크로스바 스위치버스 구조를 제안한다. 크로스바 스위치 버스는 마스터 모률 8개, 슬레이브 모듈 16개까지 연결이 가능하며, 다중 버스 채널구조로 되어 있어 병렬통신이 가능하다. 또한 각 16개의 슬레이브 인터페이스마다 우선순위 정보가 저장된 아비터가 내장되어 하나의 마스터가 슬레이브를 독점하는 것을 방지하는 것과 동시에 효율적인 통신을 지원한다. OpenRISC 프로세서, VGA/LCD 제어기, AC97 제어기, 디버그 인터페이스, 메모리 인터페이스로 구성되는 SoC 플랫폼의 WISHBONE 온칩 공유버스 구조와 크로스바 스위치 버스구조의 성능을 비교한 결과, 기존의 공유버스보다 26.58%의 성능이 향상되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권1호
• /
• pp.76-84
• /
• 2009

본 논문에서는 교육적 활용과 어플리케이션 개발에 응용 가능한 SoC 플랫폼을 제안한다. 플랫폼 하드웨어는 OpenRISC 프로세서, 범용 입출력장치, 범용 직렬 인터페이스, 디버그 인터페이스, VGA/LCD 제어기 등의 주변장치와 온 칩 SRAM 및 WISHBONE 인터커넥터로 구성되며 전체 합성 가능하도록 설계 되었다. 모든 하드웨어 구조는 재구성 가능하여 매우 유연한 구조로 되어있다. 또한 개발된 SoC 플랫폼의 하드웨어/소프트웨어 디버깅과 플랫폼 상에서 구현될 소프트웨어 개발을 위해 컴파일러, 어셈블러, 디버거, 운영체제 등의 SW 개발환경이 구현 및 검증되었다. 설계된 IP와 SoC는 Verilog HDL로 기술된 테스트벤치를 이용한 모듈 수준 기능검증, 최상위 블록 수준 기능검증, ISS를 이용한 구조적, 명령어 수준 검증, FPGA 프로토타입을 이용한 시스템 수준 에뮬레이션 방법을 통해 검증되었다. 검증된 플랫폼을 이용한 멀티미디어 SoC를 Magnachip 0.18 um CMOS 라이브러리를 이용하여 ASIC으로 구현하여 91MHz의 클록 주파수에서 동작을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권9호
• /
• pp.79-84
• /
• 2008

기술의 발달과 함께 회로의 동작 주파수와 신호의 스위칭 속도가 증가하였다. 신호의 스위칭 밀도에 대하여 정확히 에측 할 수 있다면 보다 안정된 파워 플래인을 설계할 수 있다. 칩에서 예기치 못한 신호의 지연이 발생했을 때 문제를 해결하는데 많은 어려움이 있다. 파라서 회로를 수정하거나 칩의 특성을 정하는 단계에서 스위칭 밀도의 증가를 파악하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 보간법을 이용하여 회로 설계단계에서 스위칭 밀도를 계산하는 방법을 제안했다. 여기서는 링 오실레이터의 스위칭 빈도와 신호의 지연 사이의 관계를 이용하여 보간법을 통해 신호의 스위칭 밀도를 계산하였다. 링 오실레이터는 스위칭이 많이 일어나서 신호의 지연이 축적된 후에 그라운드 바운스의 영향을 측정하기 위해 사용되었다. 실험은 동부 하이텍의 0.18um CMOS 공정 파리미터를 통해 진행하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권4호
• /
• pp.50-61
• /
• 2010

최근 SoC 가 주목받으면서 검증이 더욱 중요해졌다. SoC 설계 추세는 구조 및 RTL(Register Transistor Logic) 레벨의 HW(Hardware) 설계 및 내장형 프로세서에서 수행 될 SW(Software) 개발을 동시에 진행하는 HW/SW 통합 설계이다. 테크놀로지가 DSM(Deep-Submicron)으로 가면서 SoC 내부 상태를 확인하는 것은 매우 어려운 일이 되었다. 이와 같은 이유 때문에 SoC 디버거는 매우 어려운 분야이며 디버깅에 매우 많은 시간이 소모된다. 즉 신뢰성이 있는 디버거 개발이 필요하다. 본 논문에서는 JTAG을 기반으로 하는 하드웨어 디버거 OCD를 개발하였다. OCD는 Core-A를 대상으로 하여 개발 된 것이다. 개발된 OCD는 Core-A에 내장하여 SW 디버거와 연동하여 검증까지 마치고 디버거로서의 기능 및 신뢰성을 확인하였다. Core-A에 내장한 OCD는 약 14.7%의 오버헤드를 보이며 OCD의 2% gate count를 차지하는 DCU를 수정함으로써 다른 프로세서에도 쉽게 적용할 수 있는 디버거 유닛으로 사용할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제40권6호
• /
• pp.431-441
• /
• 2003

본 논문은 FPGA를 이용하여 시퀀스 제어용 32비트 마이크로프로세서를 설계하였다. 이를 위해 VHDL을 이용하여 톱-다운 방식으로 마이크로프로세서를 설계하였으며, 고속처리의 문제점을 해결하기 위해 프로그램 메모리부와 데이터 메모리부를 분리하여 설계함으로써 인스트럭션을 페치 하는 도중에 시퀀스 명령을 실행할 수 있는 Harvard 구조로 설계하였다. 또한 마이크로프로세서의 명령어들을 시퀀스제어에 적합하도록 RISC형태의 32 비트 명령어로 고정하여 명령어의 디코딩 시간과 데이터 메모리의 인터페이스 시간을 줄였다. 특히 설계된 마이크로프로세서의 실시간 디버깅 기능을 구현하기 위해 싱글 스텝 런, 일정 프로그램 카운터 브레이크, 데이터 메모리와 일치시 정지 기능 등을 구현함으로써 구현된 프로세서의 디버깅을 쉽게 하였다. 또한, 시퀀스제어에 적합한 펄스명령, 스텝 콘트롤 명령, 마스터 콘트롤 명령 등과 같은 비트 조작 명령과, BIN형과 BCD형 산술명령, 배럴 쉬프트명령 등을 구현하였다. 이와 같은 기능들을 FPGA로 구현하기 위하여 자이링스(Xilinx)사의 V600EHQ240(60만 게이트)과 Foundation 4.2i를 사용하여 로직을 합성하였다. Foundation 합성툴 환경에서 시뮬레이션과 실험에서 성공적으로 수행되었다. 본 논문에서 구현된 시퀀스 제어용 마이크로프로세서의 우수성을 보이기 위해 시퀀스제어용 명령어를 많이 가지고 있는 Hitachi사의 마이크로프로세서인 H8S/2148과 성능을 비교하여 본 논문에서 설계된 시퀀스 제어용 프로세서가 우수함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제49권9호
• /
• pp.251-258
• /
• 2012

SSD (Solid-state Drive), 더 나아가 SSS (Solid-state Storage System)와 같은 고성능 스토리지 요구 사항을 지원하기 위해 최근 낸드 플래시 메모리도 DRAM에서와 같이 SDR (Single Data Rate)에서 고속 DDR (Double Data Rate) 신호구조로 진화하고 있다. 이에 따라 PHY (Physical layer) 회로 기술을 적용하여 협소 타이밍 윈도우 내에서 유효 데이터를 안정적으로 래치하고, 핀 간 데이터 스큐를 최소화하는 것 등이 새로운 이슈로 부각되고 있다. 또한, 낸드 플래시 동작 속도의 증가는 낸드 플래시 컨트롤러의 동작 주파수 상승으로 이어지고 동작 모드에 따라 컨트롤러 내부 소모 전력 변동성이 급격히 증가한다. 공정 미세화와 저전력 요구에 의해 컨트롤러 내부 동작 전압이 1.5V 이하로 낮아지면서 낸드 플래시 컨트롤러 내부 전압 변화 마진폭도 좁아지므로 이러한 소모 전력 변동성 증가는 내부 회로의 정상 동작 범위를 제한한다. 컨트롤러의 전원전압 변동성은 미세공정으로 인한 OCV (On Chip Variation)의 영향이 증가함에 따라 더 심화되는 추세이고, 이러한 변동성의 증가는 순간적으로 컨트롤러의 보장된 정상 동작 범위를 벗어나게 되어 내부 로직의 오류를 초래한다. 이런 불량은 기능적 오류에 의한 것이 아니므로 문제의 원인 규명 및 해결이 매우 어렵게 된다. 본 논문에서는 낸드플래시 컨트롤러 내부의 비정상적 전원 전압 변동하에서도 유효 타이밍 윈도우를 경제적인 방법으로 유지할 수 있는 회로 구조를 제안하였다. 실험 결과 기존 PHY회로 대비 면적은 20% 감소한 반면 최대 데이터 스큐를 379% 감소시켜 동등한 효과를 보였다.