• 제목/요약/키워드: FPGA design

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FPGA 기반 센서 노드와 NS3 연동을 통한 다층 무선 센서 네트워크 모의 환경 설계 및 구현 (Design and Implementation of a Multi-level Simulation Environment for WSN: Interoperation between an FPGA-based Sensor Node and a NS3)

  • 석문기;김탁곤;박대진
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.43-52
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    • 2016
  • WSN(Wireless Sensor Network)을 구성하는 노드의 빠른 프로토타이핑을 위해서, 상용 MCU(Microcontroller) 기반의 센서 노드 보다는 하드웨어 재구성이 가능한 FPGA 기반의 구현이 적합하다. 본 논문은 FPGA 기반 센서 노드의 노드와 네트워크 레벨의 다층 분석을 위한 시뮬레이션 환경을 제안하고자 한다. 제안 환경은 FPGA 기반 노드와 네트워크 시뮬레이터인 NS3가 IEEE 연동 표준인 HLA(High-level Architecture) 기반의 연동 미들웨어 RTI에 참여하여 방식을 따른다. 본 환경은 기존의 FPGA 디자인 툴을 server-client 방식으로 설계한 어댑터, FPGA와 연결된 호스트 컴퓨터에서 회로에 신호 입출력이 가능한 디지털 블록, 연동 스크립트를 이용하여 FPGA 에뮬레이션과 연동이 되도록 지원한다. 단독으로 동작하는 NS3 또한 HLA 기반 연동을 위해 수정하였다. FPGA 제안 환경은 에뮬레이션과 이벤트 기반으로 동작하는 NS3 시뮬레이션 간 서로 다른 시간 진행 방식은 문제를 해결하기 위해 pre-simulation 기술을 적용하여 설계하였다. 제안하는 시뮬레이션 환경을 IEEE 802.15.4 저속도 무선 네트워크 통신망 분석에 적용하였다.

FPGA를 이용한 무인기용 통신제어기 설계 및 구현 (Design and implementation of Data Terminal Controller for UAV Using FPGA)

  • 오경환;심형식;박대환;나성웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.454-460
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    • 2012
  • 무인기의 안정된 통신링크 보장을 위해 오류정정 및 시분할 다중화/역다중화 기능을 갖춘 통신제어기를 FPGA를 이용하여 개발하였다. 아울러 데이터링크의 실시간성을 보장하기 위해 RTOS인 VxWorks를 사용하였다. FPGA를 이용한 통신제어기의 설계는 다양한 입출력 장치의 수정 및 확장이 용이하며, S/W 설계 변경의 유연성을 제공하여 다양한 무인기 시스템에 쉽게 적용이 가능하도록 했다.

파이프라인식 비순차실행 수퍼스칼라 프로세서의 FPGA 설계 및 구현 (FPGA Design and Implementation of A Pipelined Out-of-Order Superscalar Processor)

  • 이종복
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.153-158
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    • 2023
  • 국내에서 시스템반도체 설계의 중요성이 대두되고 있으며, 메모리 반도체 설계 기술과의 균형있는 발전을 도모해야 한다. Xilinx에서 제공하는 Vivado 통합 환경 도구를 이용하여 짧은 시간에 큰 비용을 들이지 않고 프로세서를 Xilinx FPGA 반도체 칩에 구현할 수 있다. 본 논문에서는 레코드 자료구조를 지원하여 효율적으로 디지털 시스템을 설계할 수 있는 VHDL을 이용하여 32 비트 ARM 명령어를 실행할 수 있는 파이프라인식 비순차실행 수퍼스칼라 프로세서를 설계하였다. Vivado에서 광범위한 시뮬레이션을 수행한 후에, Xilinx FPGA로 합성, 구현 및 로직아날라이저로 검증하였다. 그 결과, 파이프라인식 비순차실행 수퍼스칼라 프로세서가 FGPA에서 성공적으로 동작하였다.

비선형 함수 연산을 위한 FPGA 기반의 부동 소수점 프로세서의 설계 (Design of a Floating Point Processor for Nonlinear Functions on an Embedded FPGA)

  • 김정섭;정슬
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.251-259
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    • 2008
  • This paper presents the hardware design of a 32bit floating point based processor. The processor can perform nonlinear functions such as sinusoidal functions, exponential functions, and other mathematical functions. Using the Taylor series and Newton - Raphson method, nonlinear functions are approximated. The processor is actually embedded on an FPGA chip and tested. The numerical accuracy of the functions is compared with those computed by the MATLAB and confirmed the performance of the processor.

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VHDL과 Verilog를 이용한 FPGA 로봇설계 (Design of Robort using VHDL and Verilog)

  • 진현수;채규수
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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    • pp.360-362
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    • 2010
  • 본 논문에서는 SoC 키트에 해당하는 iRoV-Lab 3000의 장착된 로봇 모듈인 FPA 모듈, Stepper Motor 모듈, 적외선 송수신 센서 모듈, 카메라 모듈, RF 모듈 LED, TEXT LCD, 7-segment를 제어하기 위한 FPGA를 사용하며, FPGA설계를 위해 Schematic Design 또는 HDL에 대해 연구한다. FPGA의 내부구조를 이해하고 개발환경을 구축할 수 있다. 로봇의 구성요소와 각각의 구성요소(Sensor 모듈, display 모듈, Stepper Motor 모듈, RF 모듈)의 동작 원리를 개발한다.

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FPGA를 이용한 영상처리 구동을 위한 정합모듈 설계 (Design of Interface Module for Driving of Image Processing Using FPGA)

  • 정성혁;김정태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권9호
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    • pp.2071-2077
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    • 2010
  • 본 논문에서는 이미지 센서와 외부의 구성요소 들과의 정합 모듈을 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 설계하였다. 일반적으로, 저준위 이미지의 데이터를 동기화하기 위하여 SRAM이 요구된다. 본문에서는 신호와 픽셀 단위의 크기를 가진 이미지 신호를 동기화하기 위하여 FPGA를 사용하여 인터페이스의 정합 모듈을 설계함을 목적으로 한다. 본 논문에서는 픽셀 단위로 구현함으로써 고화질의 이미지를 얻을 수 있다. 사용한 이미지 센서와 TFT-LCD의 동작 주파수는 각각 50MHz와 6.5MHz이다. 또한, 구현한 대부분의 제어부는 FPGA에 내장되어 있고 Altera사의 Quartus II 저작도구를 사용하였으며, 설계된 논리 게이트의 수는 33,216 개다.

FX3 USB 3 브릿지 칩과 slave FIFO 인터페이스를 사용하는 FPGA 검증 시스템 구현 (Implementation of FPGA Verification System with Slave FIFO Interface and FX3 USB 3 Bridge Chip)

  • 최병윤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.259-266
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    • 2021
  • USB 버스는 편리하게 사용할 수 있고 빠르게 데이터를 전송하는 장점이 있어서, FPGA 개발보드와 PC 사이의 표준적인 인터페이스이다. 본 논문에서는 Cypress FX3 USB 3 브릿지 칩에 대한 slave FIFO 인터페이스를 사용하여 FPGA 검증 시스템을 구현하였다. slave FIFO 인터페이스 모듈은 FIFO 구조의 호스트 인터페이스 모듈과 마스터 버스 제어기와 명령 해독기로 구성되며, FX3 브릿지 칩에 대한 스트리밍 데이터 통신과 사용자 설계 회로에 대한 메모리 맵 형태의 입출력 인터페이스를 지원한다. 설계 검증 시스템에는 Cypress FX3 칩과 Xilinx Artix FPGA (XC7A35T-1C5G3241) 칩으로 구성된 ZestSC3 보드가 사용되었다. C++ DLL 라이브러리와 비주얼 C# 언어를 사용하여 개발한 GUI 소프트웨어를 사용하여, 사용자 설계 회로에 대한 FPGA 검증 시스템이 다양한 클록 주파수 환경에서 올바로 동작함을 확인하였다. 설계한 FPGA 검증 시스템의 slave FIFO 인터페이스 회로는 모듈화 구조를 갖고 있어서 메모리맵 인터페이스를 갖는 다른 사용자 설계 회로에도 응용이 가능하다.

중앙 브릿지 칩셋을 갖춘 Xilinx FPGA, ALTERA CPLD 겸용 Digital Logic Design Training kit (Taining Kit for Xilinx FPGA or ALTERA CPLD Digital Logic Design with Center Bridge Chipset Architecture)

  • 전상현;정완영
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.907-910
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    • 2003
  • We have developed Logic Design Training Kit for studying, actual training, designing of FPGA(Xillinx) or CPLD(ALTERA CPLD), the Digital Logic Device. This training kit has 12 matrix keys, RS232 port for serial communication and uses LED array. six FND(Dynamic), LCD as display part. That is standard specification for digital logic training kit. Special point of this kit is that we make two logic device trainig kit. This two logic device kit have more smaller and simple architecture because only uses one chip. That chip already includes a lot of functions that need for training kit, such as : complex logic circuit needed the two kind of logic devices, 16 way of system clock deviding function, serial communication interrupt....etc. We called that one chip is Center Bridge Chipset ; Xillinx FPGA Spartan2. User can select between using one device of FPGA or CPLD, or uses both them. Because of, Center Bridge Chipset has profitable architecture. it can work as Logic Device's networking with Master-Slave connection When using both logic devices.

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DESIGN OF A FPGA BASED ABWR FEEDWATER CONTROLLER

  • Huang, Hsuanhan;Chou, Hwaipwu;Lin, Chaung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권4호
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    • pp.363-368
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    • 2012
  • A feedwater controller targeted for an ABWR has been implemented using a modern field programmable gate array (FPGA), and verified using the full scope simulator at Taipower's Lungmen nuclear power station. The adopted control algorithm is a rule-based fuzzy logic. Point to point validation of the FPGA circuit board has been executed using a digital pattern generator. The simulation model of the simulator was employed for verification and validation of the controller design under various plant initial conditions. The transient response and the steady state tracking ability were evaluated and showed satisfactory results. The present work has demonstrated that the FPGA based approach incorporated with a rule-based fuzzy logic control algorithm is a flexible yet feasible approach for feedwater controller design in nuclear power plant applications.

FPGA-Based Design of Black Scholes Financial Model for High Performance Trading

  • Choo, Chang;Malhotra, Lokesh;Munjal, Abhishek
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제11권3호
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    • pp.190-198
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    • 2013
  • Recently, one of the most vital advancement in the field of finance is high-performance trading using field-programmable gate array (FPGA). The objective of this paper is to design high-performance Black Scholes option trading system on an FPGA. We implemented an efficient Black Scholes Call Option System IP on an FPGA. The IP may perform 180 million transactions per second after initial latency of 208 clock cycles. The implementation requires the 64-bit IEEE double-precision floatingpoint adder, multiplier, exponent, logarithm, division, and square root IPs. Our experimental results show that the design is highly efficient in terms of frequency and resource utilization, with the maximum frequency of 179 MHz on Altera Stratix V.