• 전자공학회논문지S
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• 제36S권5호
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• pp.112-121
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• 1999

본 연구에서는 사운드 합성에 응용할 목적으로 설계된 오디오 복호화기에 대한 내용을 담고 있다. 악기음을 ROM에 저장한 후 그 데이터를 이용하여 사운드 합성을 하는 PCM 방식에서 많은 악기음 데이터를 저장하면 할수록 더욱 좋은 음질의 사운드를 합성할 수 있다. 따라서 한정된 용량에 더욱 많은 악기음을 저장하기 위해서는 압축이 꼭 필요하다. 이를 위해서는 미리 압축한 악기음을 ROM에 저장한 후 그것을 필요시 복호화해 줄 복호화기만 있으면 된다. 그와 동시에 많은 악기음을 내기 위해서는 빠른 복호화기 필수적이다. 그래서 MPEG-1 오디오의 layer-1을 기본으로 하여 44.1 KHz의 샘플링 주파수로 32가지 악기음에 대한 실시간 복호화를 수행한다. 여기서는 음원 압축이라는 특수한 목적에 맞추어 압축의 효율성을 높이고 스스로 루프를 만들어서 합성의 편의를 제공하고 기존의 MPEG-1 오디오 layer-1에서 변형이 된 새로운 포맷과 추가된 기능에 관한 내용을 담고 있으며 이러한 복호화기를 설계하고 FPGA를 이용하여 검증하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권3호
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• pp.76-81
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• 2006

최근 멀티미디어 통신 시스템에서 유한체는 암호화 알고리즘에 적용되어지고 있으며. 특히 타원곡선 알고리즘 및 리드 솔로몬 등의 에러정정 코드는 유한체 상에서 정의 되어진다. 또한 많은 응용분야에서 유한체 연산의 실시간 처리를 요하므로 유한체 연산을 위한 전용 하드웨어 설계가 필요하게 되었고 이에 대한 많은 연구가 수행되어지고 있다. 본 논문에서는 합성체(Composite Field)를 이용하여 GF($2^8$)의 유한체의 역원을 계산할 수 있는 알고리즘을 제시하고 이를 하드웨어로 구현하여 현재 사용되어 있는 'Itoh and Tsujii' 하드웨어 구조와 면적 및 계산 속도의 성능을 비교 하였다. 또한 AES의 SubBytes 블록에 이를 삽입하여 FPGA 에뮬레이터 보드 상에서 구현하여 성능평가를 통하여 제시된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권5호
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• pp.107-114
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• 2004

본 논문에서는 CDMA 및 TDMA 기술을 기반으로 하는 무선 원격계측 시스템용 모뎀에 적합한 최적 하드웨어 구조 및 VLSI 설계에 대해서 제시한다. 무선 원격계측 시스템은 계측이 필요한 다수의 지점에 소형 무선계측기(RT: Remote Terminal)를 설치하고, 설치된 무선계측기로부터 계측데이터를 무선으로 수집하기 위해 제안된 시스템이다. 무선 원격계측 시스템은 계측데이터를 전송하기 위한 다수의 RT와 RT로부터 데이터를 수집하는 1개의 CU(Central Unit)로 구성된다. 본 논문에서는 이러한 RT와 CU용 모뎀에 적합한 최적 하드웨어 구조를 제안하였고, 제안된 구조를 Verilog HDL로 설계 및 검증하였다. Verilog HDL로 설계된 모뎀은 Synopsys/sup TM/툴을 이용하여 게이트 수준으로 합성되었고, 합성결과 RT 및 CU용 모뎀은 0.6㎛ 공정에서 각각 약 27K 게이트와 222K 게이트의 하드웨어 복잡도를 가졌다. 제안된 모뎀은 Altera/sup TM/ FPGA로 구현 및 검증되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권3_4호
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• pp.149-159
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• 2003

최근 들어, 정보 보호의 필요성이 높아지면서, 암호화 및 복호화에 관한 관심이 커지고 있다. 특히, 대용량 정보의 실시간 고속 전송에 사용되기 위해서는 매우 빠른 암호화 및 복호화 기법이 요구되었다. 이를 위한 방안중의 하나로서 기존의 암호화 알고리즘을 하드웨어 회로로 구현하는 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 기존 연구의 경우, 구현되는 회로 크기를 최소화하기 위해, 암호화 알고리즘들의 주요 특성인 병렬 수행 가능성을 무시한 채, 동일 회로를 여러번 반복 수행시키는 방법으로 설계하였다. 이에 본 논문에서는 1998년 한국정보보호센터에서 개발한 국내 표준 암호화 알고리즘 SEED의 병렬 특성을 충분히 활용하는 새로운 회로 설계 방법을 제안한다. 이 방법에서는 암호 연산부의 획기적인 속도 개선을 위해 암호 블록의 16 라운드 각각을 하나의 단계로 하는 16 단계의 파이프라인 방식으로 회로를 구성한다. 설계된 회로 정보는 VHDL로 작성되었으며, VHDL 기능 시뮬레이션 검증 결과, 정확하게 동작함을 확인하였다. 또한 FPGA용 회로 합성 도구를 이용하여, 회로 구현시 필요한 회로 크기에 대한 검증을 실시한 결과, 하나의 FPGA 칩 안에 구현 가능함을 확인하였다. 이는 단일 FPGA 칩에 내장될 수 있는 고속, 고성능의 암호화 회로 구현이 가능함을 의미한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.483-492
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• 2013

SURF는 영상의 특징점을 추출하고 서술자를 생성하는 알고리즘으로 객체인식 및 추적, 파노라마 이미지 생성 등 여러 영상처리 시스템에 응용되고 있다. SURF 알고리즘은 영상의 크기, 회전, 시점 등의 변화에 강인한 특징을 갖지만 복잡하고 반복적인 연산이 많아 실시간 처리가 어렵다. 실제 PC(Pentium, 3.3GHz) 환경에서 1000개 정도의 특징점이 추출되는 VGA($640{\times}480$) 해상도의 영상을 이용하여 실험한 결과 특징점 추출 및 서술자 생성에 총 240ms 이상이 걸려 약 4frame/sec로 실시간 처리가 불가능한 것을 확인하였다. 본 논문에서는 SURF 알고리즘의 메모리 접근 패턴을 분석하여 라인 메모리를 효율적으로 구성해 메모리 사용을 최소화하고 반복적으로 수행되는 연산을 병렬처리 하는 방법으로 하드웨어를 설계하였다. 하드웨어 설계 검증 결과 Xilinx사의 Virtex5LX330 FPGA를 타겟으로 합성 시 101,348LUTs(66%)와 1,367KB의 내부 메모리를 사용하고, 100MHz 동작 클록에서 30 frame/sec로 실시간 처리가 가능함을 볼 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1289-1295
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• 2007

본 논문에서는 유 무선 네트워 킹을 지원하는 TRS 중계기의 전체적인 RF 시스템들을 디지털 방식으로 제어 할 수 있는 고성능 병렬 제어 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 순 역방향 LPA(Linear Power Amplifier), 순 역방향 LNA(Low Noise Amplifier), 채널카드, 직렬통신(RS-232), 유 무선 TCP/IP 통신의 제어를 담당하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 칩과 전체 시스템의 제어를 관장하는 마스터(Master) 마이크로프로세서, 순 역방향 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyzer, SA)를 내장하여 현재 통신되고 있는 채널의 주파수 스펙트럼을 5KHz 단위의 해상도로 관찰할 수 있도록 하는 슬레이브 마이크로프로세서, 각각의 채널카드들을 개별적으로 감시하고 채널카드내의 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)를 프로그래밍하기 위한 10개의 채널카드용 마이크로프로세서, 그리고 그 밖의 몇 가지 주변기기들과 회로들로 구성된다. 전체 시스템은 동작의 효율성과 병렬성을 비롯하여 구현의 적합성과 비용을 고려하여 H/W(Hardware) 및 S/W(Software) 부분으로 나누었고, H/W도 FPGA과 마이크로프로세서로 나누어서 최적화를 이루고자 노력하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.9-17
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• 2002

본 논문에서 설계한 CSIX 모듈은 ATM, IP, MPLS, Ethernet과 같은 데이터 통신의 응용을 위해 트래픽 매니저와 스위칭 패브릭 사이의 표준화된 인터페이스 규격인 CSIX-L1(Common Swithch Interface-Level1)을 따른다. 이 모듈은 전달하고자 하는 데이터를 CSIX 정보 유닛인 CFrame으로 생성하고 수신측에서는 수신한 CFrame에서 데이터를 추출하는데 사용된다. CSIX 모듈은32, 64, 96, 128-bit interface를 지원하며, 가변길이의 CFrame 및 Idle CFrame을 생성하고, Padding byte를 생성하며, Vertical parity를 지원한다. Xilinx ISE 4.1i를 사용하여 전체적인 작업이 이루어 졌으며, 설계된 모듈에 대한 테스트를 수행한 후, Xilinx FPGA XCV1000EHQ240C 칩에 다운로드하여 기능을 검증하였다. 합성된 CSIX모듈은 27MHz에서 동작한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.2632-2640
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• 2011

본 논문은 다수의 프로세싱 유닛의 데이터 처리할 수 있는 메모리 제어기를 설계하였다. 메모리 제어기는 마스터 중재기에 의해 마스터들의 요구 신호를 받아 순서에 맞추어서 데이터 충돌 없이 메모리에 전송하는 역할을 한다. 구현된 메모리 제어기는 마스터 인터페이스, 마스터 중재기, 메모리 인터페이스, 메모리 가속기로 구성된다. 제안한 메모리 제어기는 VHDL을 이용하여 설계하였고, 삼성의 메모리 모델을 이용하여 동작을 검증하였다. FPGA 합성 및 검증을 위해서는 ATERA사의 Quartus II를 이용하였고, 구현된 하드웨어는 Cyclone II 칩을 사용하였다. 시뮬레이션을 위해서는 Cadence사의 ModelSim을 이용하였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.564-571
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• 1996

본 논문에서는 새로운 ASIC 구조로 최근에 관심을 모으고 있는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑에 관한 것이다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑방법은 먼저 6개 또는 7개의입력을가지는 조합 및 순차 노드에대해서 전처리 기를 사용하여 한 출력 CLB에매핑하고, 매핑안된나머지 중 순차회로합병 조건에 만족 하는 6개 혹은 7개 입력 변수를 갖는 노드부터 CLB에 매핑한다. 본 고에서 제안한 순차 회로 기술 매핑 방법이 간단하면서 만족스런 수행 시간과 결과를 얻었다. 여러개의 벤치마크 화로를 sis-pga(map_together 및 map_scparate)순차회로 합성 시스템과 비교 하였으며, 실험결과는 본 시스템이 sis-pga 보다 17% 이상 성능이 좋다는 결과를 보여 주고 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.10-14
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• 2021

본 논문에서는 기존 CIE1931 색 좌표계를 이용한 색상 보정 연산의 복잡성을 개선한 하드웨어를 제안한다. 기존 알고리즘은 연산 과정에서 큰 비트 수를 계산하기 위해 사용되는 4-Split Multiply 연산으로 인해 하드웨어가 커지는 단점이 있다. 제안하는 알고리즘은 기존 알고리즘의 정의된 R2X, X2R 연산을 미리 계산하여 하나의 행렬로 만들어 영상에 적용함으로써 연산량 감소와 하드웨어 크기 감소가 가능하다. Verilog로 설계된 하드웨어의 Xilinx 합성 결과를 비교함으로써 하드웨어 자원 감소와 4K 환경 실시간 처리를 위한 성능을 확인할 수 있다. 또한, FPGA 보드에서의 실행 결과를 제시함으로써 하드웨어 탑재 동작을 검증하였다.