• 센서학회지
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• 제29권1호
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• pp.19-26
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• 2020

Electrocardiogram (ECG) classification has become an essential task of modern day wearable devices, and can be used to detect cardiovascular diseases. State-of-the-art Artificial Intelligence (AI)-based ECG classifiers have been designed using various artificial neural networks (ANNs). Despite their high accuracy, ANNs require significant computational resources and power. Herein, three different ANNs have been compared: multilayer perceptron (MLP), convolutional neural network (CNN), and spiking neural network (SNN) only for the ECG classification. The ANN model has been developed in Python and Theano, trained on a central processing unit (CPU) platform, and deployed on a PYNQ-Z2 FPGA board to validate the model using a Jupyter notebook. Meanwhile, the hardware accelerator is designed with Overlay, which is a hardware library on PYNQ. For classification, the MIT-BIH dataset obtained from the Physionet library is used. The resulting ANN system can accurately classify four ECG types: normal, atrial premature contraction, left bundle branch block, and premature ventricular contraction. The performance of the ECG classifier models is evaluated based on accuracy and power. Among the three AI algorithms, the SNN requires the lowest power consumption of 0.226 W on-chip, followed by MLP (1.677 W), and CNN (2.266 W). However, the highest accuracy is achieved by the CNN (95%), followed by MLP (76%) and SNN (90%).

• 한국정밀공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1161-1169
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• 2013

In this paper an omni-directional mobile robot is suggested for educational robot platform. Comparing to other robots, a mobile robot can be easily designed and manufactured due to its simple geometric structure. Moreover, since it is required to have low DOF motion on planar space, fabrication of control system is also simple. In this research, omni-directional wheels were adopted to remove the non-holonomic characteristic of conventional wheels and facilitate control system design. Firstly, geometric structure of a Mecanum wheel which is a most frequently used omni-directional wheel was demonstrated. Then, the organization of the mobile platform was suggested in aspects of mechanism manufacturing and electronic hardware design. Finally, a methodology of control system development was introduced for educational purpose. Due to an intuitive motion generating ability, simple hardware composition, and convenient control algorithm applicability, the omni-directional mobile robot suggested in this research is expected to be a promising educational platform.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권10호
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• pp.898-906
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• 2002

Antilock Brake System (ABS) is designed to prevent wheels from being locked-up under emergency braking of a vehicle. Therefore it improves directional stability of the vehicle, shortens stopping distance, and enhances maneuvering during braking, regardless of road conditions. Hardware In-the-Loop Simulation (HILS) is an effective tool for design Performance evaluation and test of vehicle subsystems such as ABS, active suspension, and steering systems. This paper describes a HILS model for ABS/ ASR(Acceleration Slip Regulation) system applications. A fourteen degrees-of-freedom vehicle dynamics model is simulated in an alpha-chip processor board. The proposed HILS system is tested with a basic ABS control algorithm. The design and implementation of HILS system for the ABS ECU(Electronic Control Unit) development of commercial vehicle are presented. The results show that the proposed HILS system can be used to test the performance, stability, and reliability of a vehicle under braking.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권2호
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• pp.56-62
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• 1999

본 논문은 음성으로 다이얼링하는 시스템으로써, 화자종속 한국어 숫자음을 인식을 하기 위한 하드웨어를 구성한 논문이다. 음성 다이얼링 시스템은 충격계수를 이용하여 한국어 숫자음을 인식하도록 하였다. 여기서 제안한 음성 다이얼링 시스템은 적분기, 레벨분별회로 그리고 인식프로그램으로 구성하였다. 아날로그 음성 신호는 차단 주파수 4.5(kHz)를 지닌 저주파 필터를 통해 음성 다이얼링 시스템에 입력하였다. 화자 종속 한국어 숫자음 인식은 하드웨어 시스템에 의해 확실하게 인식 되었음을 확인하였다. 실험결과는 한국어 숫자음 음성인식에 대해 평균 64(%)의 인식율이 나왔고, 숫자음 /사/, /오/, /육/, /칠/, /구/, /영/에 대해서는 100(%)의 인식율을 나타내었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.443-448
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• 2018

최근 이산화탄소에 따른 지구온난화 문제와 배기가스의 저감을 위하여 하이브리드 자동차가 각광을 받고 있다. 하이브리드 자동차는 기계적인 엔진과 전기적인 모터시스템이 결합된 동력구조를 갖는다. 차량의 주행조건에 따라 하이브리드 자동차의 구동을 위해 필요로 하는 에너지의 흐름은 달라진다. 본 논문에서는 실시간 모니터링 시스템을 이용한 하이브리드 자동차 교육용 콘텐츠에 관한 연구를 대상으로 한다. 하드웨어와 버추얼 프로그램으로 구성된 실시간 모니터링 시스템을 이용하여 하이브리드 자동차의 전체적인 운행을 주행조건별로 시뮬레이션을 통해 모사하고, 하드웨어를 통해 학습할 수 있는 방법에 대해 기술한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.237-240
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• 2012

본 논문에서는 국내 표준(KS)으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 하드웨어 구현을 제안한다. 제안된 ARIA 암 복호 코어는 표준에 제시된 세 가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트를 모두 지원하도록 설계되었으며, ECB, CBC, CTR, OFB와 같은 4개의 암호 운영모드를 지원한다. 회로의 크기를 줄이기 위해 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였다. 설계된 ARIA 암 복호 코어를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 1.07 Gbps@167 MHz의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 센서학회지
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• 제27권1호
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• pp.59-63
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• 2018

Among Internet of things (IoT) applications, the most demanding requirements for the widespread realization of many IoT visions are security and low power. In terms of security, IoT applications include tasks that are rarely addressed before such as secure computation, trusted sensing, and communication, privacy, and so on. These tasks ask for new and better techniques for the protection of data, software, and hardware. An integral part of hardware cryptographic primitives are secret keys and unique IDs. Physical Unclonable Functions(PUF) are a unique class of circuits that leverage the inherent variations in manufacturing process to create unique, unclonable IDs and secret keys. In this paper, we propose a low power Arbiter PUF circuit with low error rate and high reliability compared with conventional arbiter PUFs. The proposed PUF utilizes a power gating structure to save the power consumption in sleep mode, and uses a razor flip-flop to increase reliability. PUF has been designed and implemented using a FPGA and a ASIC chip (a 0.35 um technology). Experimental results show that our proposed PUF solves the metastability problem and reduce the power consumption of PUF compared to the conventional Arbiter PUF. It is expected that the proposed PUF can be used in systems required low power consumption and high reliability such as low power encryption processors and low power biomedical systems.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.36-43
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• 2013

본 논문에서는 움직임 추정기의 하드웨어 자원이 유한하게 주어졌을 때, 동작 중에 적응적으로 작업량을 제어함으로서 주어진 경성 실시간 동작 조건 내에서 최적의 성능을 얻는 움직임 추정 기법을 제안한다. 제안하는 움직임 추정 기법은 작업량과 탐색 단계를 적응적으로 결정함으로서 경성 실시간 동작을 보장하는 범위 내에서 최대한의 탐색을 수행할 수 있다. 이 기법은 하드웨어 크기를 기존 기법의 1/4~1/400까지 줄이면서도 PSNR 저하는 0.02~0.44 dB에 불과하며, 하드웨어의 사용 효율도 기존 기법의 3.7~21.5배에 달하였다. 이 기법은 기존의 고속 탐색 기법에 쉽게 적용이 가능하므로 실시간 처리가 가능한 인코더 칩을 설계하는데 유용하다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_2호
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• pp.1029-1036
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• 2022

The traditional outdoor advertising market has been stagnant recently, but the digital advertising market has been steadily increasing, and the digital signage market has been expanding despite the recent corona pandemic. However, in terms of hardware, new displays are required due to excessive power consumption, lack of visibility in sunlight, and continuous operating expenses. Since the e-paper display does not require a light emitting device therein, it is advantageous to solve above problems. In addition, it has the advantage of consuming power only when converting an image due to bistability, so it is suitable as hardware that implements images rather than moving pictures. Currently, one of the most successful examples of commercializing e-paper displays is ESL devices. According to a recent market study, the market for large-sized panels larger than 10 inches has grown at an annual rate of 21.6%, and the market is expected to exceed 30% by 2026. It is judged that it will be relatively easy to apply the roll-to-roll technology, which is currently developing the technology applied to OLED, to the e-paper display. Therefore, mass production technology and market expansion for ESL panel enlargement are expected, and a new market is also expected to be formed at the same time. New markets will be traffic signs, public displays, billboards, façades, kiosks, digital signage, and so on.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1117-1124
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• 2023

이미지 콘텐츠를 포함한 정보의 보안은 오늘날 통신 기술의 필수적인 부분이며 보안 전송에 매우 중요하다. 본 논문에서는 신분증 등 민감한 정보가 포함된 이미지에 대해 실시간 데이터 전송이 필요한 환경에 적합한 보안 수준으로 신속하게 이미지를 암호화할 수 있는 암호화 알고리즘을 제안한다. 제안되는 알고리즘은 하드웨어 구현이 가능하고, 하드웨어 친화적 연산이 가능한 1차원 5-이웃 셀룰러 오토마타를 기반으로 한 알고리즘이다. 제안된 암호 알고리즘에 대하여 다양한 실험과 분석을 수행하여 다양한 무차별 대입 공격으로부터 안전함을 검증한다.