본 논문은 BLDC 팬모터의 속도제어 선형성(linearity)에 관한 것이다. PWM으로 모터의 속도를 제어할 때에 입력 duty cycle이 증가함에 따라 모터 속도가 선형적으로 증가하지 않는 문제가 발생한다. 모터를 구동하는 드라이브 IC의 출력 PWM duty cycle을 속도제어의 입력값에 해당하는 입력 PWM duty cycle과 비선형적으로 출력함으로써, 모터 속도의 입력 PWM duty cycle에 대해 선형성을 향상시켰다. 또한, 비휘발성 메모리에 설정값을 저장하여 선형성 정도를 조절가능하도록 하였다. 0.35um CMOS 공정으로 단상 BLDC 모터 드라이브 IC를 설계 및 제작하고, 모터 샘플을 이용하여 PWM 입력 duty cycle과 모터 속도와의 선형성 정도를 측정하였다.
센서 네트워크는 센서가 설치된 지역에서 감지된 데이터를 무선으로 전달하는 기술로서, 기존 방식과 달리 에너지 효율이 매우 중요한 성능요소이다. 이러한 특성에 따라 많은 WSN MAC 프로토콜에서는 Wakeup과 Sleep을 반복하여 수행하는 Duty Cycle 기법을 활용하고 있지만, 고정적인 Wakeup 구간의 설정에 따라 획일화된 에너지 성능과 수신 성공률로 인하여 성능이 제한적이다. 본 논문에서는 이러한 Duty Cycle 기반의 MAC 프로토콜을 개선하기 위하여, 채널 환경에 따라 동적으로 Wakeup 구간을 가변화시키는 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 트래픽이 높은 환경에서 Wakeup 구간을 증가시켜 수신 성공률을 높이고, 트래픽이 낮은 환경에서 Wakeup 구간을 줄여 에너지 성능을 향상시켰다. 또한 본 논문에서는 제안하는 방식의 성능에 대한 효율적인 평가를 위하여 기존 동기식 및 비동기식 MAC의 결과와 제안방식을 적용한 MAC의 결과를 비교하고 이를 분석하였다.
무선 센서 네트워크에서 중요한 이슈 중 하나는 배치되는 센서 노드들이 최대한 요래 지속되도록 전력 소비를 줄이는 것과, 네트워크를 시간 동기화 하는 것이다. 기존의 저 전력 시간 동기화 알고리즘은 취침모드에 대한 고려 없이 교환되는 패킷의 수를 줄이거나, 네트워크 토폴로지에 따라 다른 시간 동기화 방법을 사용하는 하이브라드 방법이 전부였다. 무선 센서 네트워크에서 효율적인 에너지 절약 방법은 노드의 취침을 통한 duty cycle의 감소이기 때문에, 본 논문에서는 노드의 취침을 통해 duty cycle을 줄일 수 있는 시간 동기화 알고리즘을 제안하였다. 알고리즘 제안 시, 실험을 통해 노드 구성요소의 특성을 파악하여 모델을 세운 후 접근하였다. 제안한 알고리즘의 성능 파악을 위해 네트워크에 요구되는 시간 동기화 정확도가 있을 때, 이를 만족시키기 위한 시간 동기화 주기 값을 구해보았으며, 노드 사이의 편차율을 구할 때 걸리는 시간을 확률적인 개념을 사용해 분석하여 보았다. 제안된 알고리즘을 $3{\times}3$ 격자(grid) 구조에서 구현해본 결과, duty cycle 5%, 시간동기 주기 10초일 때, 107.57 $\mu{s}$의 평균 시간동기 오차를, duty cycle 2.5%, 시간동기 주기 20초일때, 130 $\mu{s}$의 평균 시간동기 오차를 보여주었다.
In this paper, we propose a method to reduce the amount of current through the Timing Control of the duty cycle and the Report Attribute Control at the MAC Layer in consideration of the Sleep Mode under the IoT wireless environment. The use of a duty cycle is an effective way to reduce energy consumption on wireless sensor networks where the node is placed in sleep mode periodically. In particular, we studied how to control power efficiency through duty rate in Short Transition Time and ACK Time processing while satisfying radio channel limitation criterion. When comparing before and after the improvement considering the delay time constraint, we validated the correlation of the electrical current reduction.
Oxide coatings were prepared on Al-1050 substrates by an environment-friendly plasma electrolytic oxidation (PEO) process using an electrolytic solution of $Na_2SiO_3$ (8 g/L) and NaOH (3 g/L). The effects of three different duty cycles (20%, 40%, and 60%) and frequencies (50 Hz, 200 Hz, and 800 Hz) on the structure and micro-hardness of the oxide coatings were investigated. XRD analysis revealed that the oxides were mainly composed of ${\alpha}-Al_2O_3$, ${\gamma}-Al_2O_3$, and mullite. The proportion of each crystalline phase depended on various electrical parameters, such as duty cycle and frequency. SEM images indicated that the oxide coatings formed at a 60% duty cycle exhibited relatively coarser surfaces with larger pore sizes and sintering particles. However, the oxides prepared at a 20% duty cycle showed relatively smooth surfaces. The PEO treatment also resulted in a strong adhesion between the oxide coating and the substrate. The oxide coatings were found to improve the micro-hardness with the increase of duty cycle. The structural and physical properties of the oxide coatings were affected by the duty cycles.
TV주파수 대역을 효율적으로 이용하기 위해 방송대역 공용파라미터 분석은 필수적인 사항이다. 간섭 송신기의 전송확률은 채널을 공용하는 시스템들의 성능분석의 척도로 사용될 수 있다. TV 방송 대역내의 동일채널을 이종시스템이 공용할 방안을 얻기 위한 파라미터로 duty cycle을 고려하였다. 간섭 송신기의 전송확률을 전체 전송 시간 중에서 개체가 활동중인 비율을 의미하는 duty cycle 값으로 가정하여 분석을 수행하였다. 두 시스템간의 duty cycle과 성능 관계를 분석하기 위해 간섭 송신기가 WiBro이고 WLAN이 희생 수신기인 경우를 고려하였다. 분석된 상호공존 결과는 향후 동일 주파수 환경에서 다양한 통신 프로토콜을 이용하는 무선기기에 대한 상호 공존 조건을 마련하는 기술개발에 활용할 수 있을 것이다.
최근 저전력 고속 디지털 데이터 통신을 구현 하기위해 많은 기술들이 개발되고 있는 추세이며 듀티사이클 보정에 관련된 기술도 그중 하나이다. 본 논문에서는 전압제어 링 발전기용 저-면적 듀티사이클 보정 회로를 제안하였다. 듀티사이클 보정 회로는 전압제어 링 발진기의 180도 위상차이를 이용하여 듀티사이클을 보정하는 회로이며, 제안된 저-면적 듀티사이클 회로는 기존의 플립플롭을 TSPC(True Single Phase Clocking) 플립플롭으로 변경하여 회로를 구성하였고 이로 인하여 저-면적 고성능 회로를 구현하였다. 일반적인 플립플롭을 대신하여 TSPC플립플롭을 사용하여 기존 회로 대비 저-면적으로 회로 구현이 가능하며 고속 동작에 용이하여 저-전력용 고성능 회로에 활용될 것으로 기대된다.
목 적 : 외부표지자 호흡움직임 측정 장치(RPM; Real-time Position Management, Varian Medical System, USA)를 이용한 간암 호흡동조 방사선치료 시 호흡신호와 방사선 조사 시간 및 실제 조사된 호흡위상을 분석하여 호흡움직임 측정 장치를 이용한 호흡동조 방사선 치료의 정확도를 평가하였다. 대상 및 방법 : 2014년 5월부터 9월까지 Novalis Tx.(Varian Medical System, USA)와 RPM을 이용하여 간암 호흡동조 방사선치료(Duty Cycle 20%, Gating window 40% ~ 60%)를 시행한 환자 총 16명의 치료 시 기록된 호흡움직임을 분석하였다. RPM에 기록된 외부표지자의 호흡움직임을 후행적 분석을 통해 호흡위상으로 재구성하였으며, 재구성된 호흡위상을 이용하여 기록된 Beam-on Time과 Duty Cycle에 대해 RPM을 사용한 호흡동조 방사선치료의 예측 정확도를 분석하고, 호흡움직임의 재현성에 따른 Duty Cycle과 예측 정확도의 상관관계를 분석하였다. 결 과 : 대상 환자 16명의 치료계획 시와 실제 치료 시 호흡주기 차이는 평균 -0.03초(범위 -0.50초 ~ 0.09초)로 분석되었으며 두 호흡간의 통계적 차이는 확인할 수 없었다(p=0.472). 치료 시 평균 호흡주기는 4.02 sec (${\pm}0.71sec$), 치료 중 호흡주기 표준편차의 평균값은 7.43%(범위 2.57% ~ 19.20%)로 분석되었다. 실제 Duty Cycle은 평균 16.05%(범위 13.78% ~ 17.41%)로 나타났고 이 중 후행적 분석을 통해 평균 56.05%(범위 39.23% ~ 75.10%)가 계획된 호흡위상(40% ~ 60%)에서 조사되었음을 확인하였다. 호흡주기의 표준편차와 Duty Cycle과 계획된 호흡위상에서 조사된 비율의 상관관계는 각각 -0.156 (p=0.282)와 -0.385 (p=0.070)으로 분석되었다. 결 론 : 본 연구는 실제 치료 중 기록된 외부표지자의 호흡움직임을 후행적으로 분석하여 치료 중 호흡움직임의 재현성 및 Duty Cycle, 계획된 호흡동조창에서의 실제 치료 비율 등을 확인하였다. 4DCT를 이용한 치료계획과의 오차를 최소화하고 효율적인 치료를 위해 호흡훈련 및 호흡신호 모니터링의 강화가 필요 할 것으로 판단된다.
무선 센서 네트워크에서는 다대일로 수렴하는 상향 트래픽의 특성으로 인해 네트워크의 혼잡이 빈번히 발생한다. 기존에 제안된 무선 센서 네트워크의 혼잡 제어 기법은 혼잡 발생 시 전송 주기 변경을 통해 혼잡을 회피할 수 있으나 MAC(Medium Access Control) 계층의 듀티사이클 동작에 대한 고려가 부족하였다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 혼잡 제어를 위하여 네트워크의 트래픽에 따라 센서 노드의 듀티사이클을 적응적으로 변화시키는 DCA(Duty-cycle Based Congestion Avoidance) 기법을 제안하였다. DCA 기법은 듀티사이클 조절을 이용하여 혼잡 발생 시 수신 노드의 패킷 수신율 증가를 통한 리소스 제어를 수행하고 송신 노드의 패킷 전송률 감소인 트래픽 제어를 수행하여 혼잡을 회피한다. 실험을 통해 DCA 기법은 듀티사이클 기반의 센서 네트워크에서 에너지 효율성으로 동작하며 혼잡 제어로 인해 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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