• 한국통신학회논문지
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• 제35권12B호
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• pp.1175-1182
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• 2010

본 논문에서는 항공기와 지상국 사이의 방위정보와 거리를 측정하는 전술항공운행 장비인 TACAN(tactical air navigation)을 위한 디지털 회로를 FPGA로 구현하였다. TACAN의 신호처리를 위한 모든 기능을 하나의 FPGA에 집적하여 구현하였다. 제안한 하드웨어는 입력 인터페이스, 레지스터 파일, 디코더, 신호 발생기, 그리고 주 제어기로 구성된다. 구현한 하드웨어는 TACAN이 요구하는 방위정보를 위한 펄스쌍 그룹을 생성하는 기능과 거리를 측정하기 위한 항공기 응답 기능을 모두 포함하고 있고, 그 밖에 지상국의 ID를 제공하는 기능 등을 모두 포함하였다. 제안한 하드웨어는 ALTERA의 FPGA를 이용하여 구현하였고, 7,071개의 logic element를 사용한다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.7-16
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• 2019

신경 회로망을 구현하기 위해 다양한 시도들이 이루어지고 있으며, 하드웨어적인 개선을 위해 전용 칩 개발이 이루어지고 있다. 이러한 신경 회로망을 웨어러블 디바이스에 적용하기 위해서는 소형화와 저전력 동작이 필수적이다. 이러한 관점에서 적합한 구현 방법은 FPGA (field programmable gate array)를 사용한 디지털 회로 설계이다. 이 시스템을 구현하기 위해서는 성능 향상을 위해 신경 회로망의 많은 부분을 차지하는 학습 알고리즘을 FPGA 내에 구현하여야 한다. 본 논문에서는 FPGA를 이용하여 다양한 학습 알고리즘 중 역전파 알고리즘을 구현하였으며, 구현 된 신경 회로망은 OR 게이트 연산을 통해 검증되었다. 또한 이러한 신경 회로망을 활용하여 다양한 사용자의 생체 신호 측정 결과를 분석할 수 있음을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.43-49
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• 2021

소형 적외선영상 호밍시스템은 지상의 표적에 대하여 주야간 적외선 영상처리를 통하여 표적을 식별하고 주요 표적에 대하여 표적을 탐색, 탐지하여 추적하는 적외선 영상센서를 보유한 추적시스템이다. 본 논문에서는 지상의 표적을 주야간 적외선 영상을 통하여 표적 정보를 획득하여 실시간 영상처리를 통하여 표적을 식별하기 위한 고속의 CPU와 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 탑재된 보드 개발의 내용을 설명한다. CPU, FPGA 선정과 영상신호처리를 위한 CPU-FPGA 결합 아키텍처에 대하여 제안하고 또한 김발구조의 적외선센서를 제어하기 위한 FPGA를 활용에 대하여 설명한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.424-434
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• 2015

위상배열 레이더 시스템에서 간섭과 재밍을 제거하기 위하여 적응빔 형성 알고리즘이 폭넓게 사용되고 있다. 최근에 와서 FPGA 기술의 발전으로 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하게 되었다. 본 논문에서는 능동위상배열 레이더를 개발하기 위해 전단신호처리기에 적용한 적응빔 형성기의 FPGA 기반 실시간 구현방법을 제안하였다. 개방형 VPX 벡플레인을 통한 통신의 상용 FPGA 보드를 활용하여 콤팩트한 적응빔 형성기를 개발하였다. 이 적응빔 형성기는 역행렬을 구하기 위해 QR 분해와 역 치환을 포함한 수많은 고속의 복소 신호처리와 벡터 및 행렬 연산으로 구성하였다. 구현 결과, FPGA를 통한 적응빔 형성 결과와 매트랩을 통한 시뮬레이션 결과가 일치함을 보였다. 또한, FPGA를 통한 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하여 능동위상배열 레이더 시스템에 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권7호
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• pp.1332-1339
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• 2001

SoC(System on Chip) 기술은 높은 융통성을 제공하므로 실장제어 분야에서 널리 활용되고 있다. 실장제어 시스템은 소프트웨어와 하드웨어를 동시에 개발하여야 하므로 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 설계시간과 비용을 줄이기 위해 고급언어 컴파일러에 적합한 명령어 세트를 가지는 마이크로프로세서가 요구된다. 또한 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의한 설계검증이 가능해야 한다. 본 논문에서는 소형 실장제어 시스템에 적합한 EISC(Extendable Instruction Set Computer) 구조에 기반한 16 비트 FPGA 마이크로프로세서인 EISC16을 제안한다. 제안한 EISC16은 짧은 길이의 오프셋과 작은 즉치값을 가진 16 비트 고정 길이 명령어 세트를 가진다. 그리고 16 비트 오프셋과 즉치 값은 확장 레지스터와 확장 플래그를 사용하여 확장한다. 또한, IBM-PC와 SUN 워크스테이션 상에서 C/C++ 컴파일러 빛 응용 소프트웨어를 설계하였다. 기존 16 비트 마이크로프로세서들의 C/C++ 컴파일러를 만들고 표준 라이브러리의 목적 코드를 생성하여 크기를 비교한 결과 제안한 EISC16의 코드 밀도가 높음을 확인하였다. 제안한 EISC16은 Xilinx의 Vertex XCV300 FPGA에서 RTL 레벨 VHDL로 설계하여 약 6,000 게이트로 합성되었다. EISC16은 ROM, RAM, LED/LCD 판넬, 주기 타이머, 입력 키 패드, 그리고 RS-232C 제어기로 구성한 테스트 보드에서 동작을 검증하였다. EISCl6은 7MHz에서 정상적으로 동작하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.934-936
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• 2004

본 논문의 목적은 AES(Advanced Encryption Standard)로 선정된 Rijndael 암호 및 복호 알고리즘을 하드웨어로 설계하고 이를 저비용의 FPGA로 구현하는 것이다. 설계된 AES 암호프로세서는 20만 게이트 급 이하의 FPGA로 구현한다는 비용의 제약 조건 하에서 대용량의 데이터를 암호화, 복호화 하기에 적합한 성능을 가지도록 하였다. 또한 구현 단계에서는 설계한 AES 암호프로세서와 UART 모듈을 동일 FPGA상에서 통합하여 실용성 및 면적 효율성을 보였다. 구현된 Rijndael 암호 프로세서는 20만 게이트를 갖는 Xilinx사의 Spartan-II 계열의 XC2S200 칩 사용시 53%의 면적을 차지하였고, Static Timing Analyzer로 분석한 결과 최대 29.3MHz 클럭에서 동작할 수 있고 337Mbps의 최대 성능을 가진다. 구현된 회로는 실제 FPGA를 이용하여 검증을 수행하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.485-488
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• 2009

본 논문에서는 블록 채널 부호 계열에서 다중 오류정정 능력을 갖는 BCH Encoder를 FPGA로 구현한 논문이다. 또한 부호율의 변경이 가능하게 하여 다양화 부호 율에 따른 부호를 생성할 수 있게 하였다. 본 논문에서는 FPGA 구현을 위해 Matlab을 이용하여 시뮬레이션을 하였고, 이를 HDL로 설계하고, 동시에 Xilinx사의 System Generator를 사용하여 구현하였고, Timming Analysis와 Resource estimation도 하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권5호
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• pp.231-236
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• 2008

본 논문에서는 FPGA 기반와 논리 회로를 에뮬레이션 하는 저비용 플랫폼인 LAPG-2의 구조 설계와 구현을 제안한다. 본 논문에서 제안한 에뮬레이션 플랫폼은 기존에 제안 LAPG(logic Analyzer and Pattern Generator)의 성능을 향상시키고, 더 많은 기능을 추가하였다. 따라서, LAPG-2는 기존 LAPG의 향상된 버전이라고 할 수 있다. 본 논문에서 제안한 LAPG-2는 크게 FPGA 기반 하드웨어 엔진과 에뮬레이션을 구동하고 결과를 모니터링 할 수 있는 소프트웨어 부분으로 구성된다. 호스트 컴퓨터와 FPGA 보드 사이의 양방향 직렬 통신 링크를 통한 새로운 통신 프로토콜을 제안함으로써 효과적인 상호 작용할 수 있는 검증 환경을 제공한다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 에뮬레이션 방법은 다른 방식들과 비교했을 때, $55%{\sim}99%$의 통신 오버헤드 절감 효과를 얻었다. 하드웨어 면적의 경우는, 간단한 회로보다 입출력 포트 수가 많은 복잡한 회로에서 보다 더 효율적이었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.109-119
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• 2020

FPGA는 초기 제작 후 다시 설계 할 수 있는 반도체로 신호 처리, 자동차 산업, 국방 및 군사 시스템 등과 같은 다양한 임베디드 시스템 분야에서 사용된다. 하지만 하드웨어 설계의 복잡성이 증가하고 설계 및 제조 과정이 세계화됨에 따라 하드웨어에 삽입되는 하드웨어 악성기능에 대한 우려가 커져가고 있다. 이러한 위협에 대응하기 위해 많은 탐지 방법들이 제시되었지만, 기존 방법 대부분은 IC칩을 대상으로 하고 있어 IC칩과 구성요소가 다른 FPGA에 적용하기 어렵다. 또한 FPGA 칩을 대상으로 하는 하드웨어 악성기능탐지 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 FPGA의 LUT-level netlist에서 나타나는 하드웨어 악성기능의 정적인 특징을 기계학습을 통해 학습하여 하드웨어 악성기능을 탐지하는 방법을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.634-643
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• 2021

본 논문에서는 실시간 SAR (synthetic aperture radar) 영상 생성을 위한 RDA (range Doppler algorithm)의 FPGA 기반 가속화 기법을 제안한다. RDA의 연산 과정인 거리 및 방위 압축 연산을 가속하기 위한 시스토릭 어레이 구조 기반 정합 필터와 RCM (range cell migration)을 보상해 주기 위한 고속의 sinc 보간 연산기의 하드웨어 구조를 제시하고, Xilinx Alveo FPGA에 다채널 커널 형태로 구현하여 가속을 진행하였다. 제안된 구조의 하드웨어를 사용하여 4096×4096 크기의 영상 생성시간을 측정한 결과, Nvidia RTX3090 GPU를 사용하여 SAR 영상을 생성하는 시간보다 약 2배 가속이 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 가속 하드웨어는 60,247개의 CLB LUT, 103,728개의 CLB register, 20개의 block RAM tile과 592개의 DPS로 구현 가능하며, 최대 동작속도는 312 MHz임을 확인하였다.