• 대한임베디드공학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.363-372
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• 2015

Recent some SoC FPGA Releases that integrate ARM processor and FPGA fabric show better performance compared to the ASIC SoC used in typical embedded image processing system. In this study, using the above advantages, we implement a SoC FPGA-based Real-Time Object Recognition and Tracking System. In our system, the video input and output, image preprocessing process, and background subtraction processing were implemented in FPGA logics. And the object recognition and tracking processes were implemented in ARM processor-based programs. Our system provides the processing performance of 5.3 fps for the SVGA video input. This is about 79 times faster processing power than software approach based on the Nios II Soft-core processor, and about 4 times faster than approach based the HPS processor. Consequently, if the object recognition and tracking system takes a design structure combined with the FPGA logic and HPS processor-based processes of recent SoC FPGA Releases, then the real-time processing is possible because the processing speed is improved than the system that be handled only by the software approach.

• 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.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권12호
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• pp.1554-1563
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• 1999

This paper presents the design of high speed processor for a sequence logic control using field programmable gate array(FPGA). The sequence logic controller is widely used for automating a variety of industrial plants. The FPGA designed by VHDL consists of program and data memory interface block, input and output block, instruction fetch and decoder block, register and ALU block, program counter block, debug control block respectively. Dedicated clock inputs in the FPGA were used for high speed execution, and also the program memory was separated from the data memory for high speed execution of the sequence instructions at 40 MHz clock. Therefore it was possible that sequence instructions could be operated at the same time during the instruction fetch cycle. In order to reduce the instruction decoding time and the interface time of the data memory interface, an instruction code size was implemented by 16 bits or 32 bits respectively. And the real time debug operation was implemented for easy debugging the designed processor. This FPGA was synthesized by pASIC 2 SpDE and Synplify-Lite synthesis tool of Quick Logic company. The final simulation for worst cases was successfully performed under a Verilog HDL simulation environment. And the FPGA programmed for an 84 pin PLCC package was applied to sequence control system with inputs and outputs of 256 points. The designed processor for the sequence logic was compared with the control system using the DSP(TM320C32-40MHz) and conventional PLC system. The designed processor for the sequence logic showed good performance.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.74-76
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• 2007

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 nonlinear functions. Using the Taylor series and the 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.105-110
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• 2022

국내의 메모리 반도체 설계 기술은 세계 최고의 수준이나, 아직까지 프로세서의 설계는 그에 미치지 못하여 메모리와 프로세서의 균형있는 발전을 이루지 못하고 있다. Xilinx에서 제공하는 Vivado 통합 환경을 이용하여 저렴한 비용으로 짧은 시간에 현장에서 즉석으로 쉽게 프로세서를 FPGA 반도체 칩에 구현할 수 있다. 본 논문에서는 유럽 및 전 세계의 대학 및 연구소에서 디지털시스템 설계에 널리 쓰이는 VHDL을 이용하여 32 비트 ARMv4 계열의 프로세서를 설계하고, Vivado에서 Xilinx FPGA로 구현 및 로직아날라이저로 검증하였다. 그 결과, FGPA로 구현된 ARM 프로세서가 ARM 명령어들로 구성된 프로그램을 성공적으로 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.3067-3069
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• 1999

In this paper, A bit processor for controlling sequence logic was implemented, using a FPGA. This processor consists of program memory interface. I/O interface, parts for instruction fetch and decode, registers, ALU, program counter and etc. This FPGA is able to execute sequence instruction during program fetch cycle, because of divided bus system, program bus and data bus. Also this bit processor has instructions set that 16bit or 32bit fixed width, so instruction decoding time and data memory interface time was reduced. This FPGA was synthesized by pASIC 2 SpDE and Synplify-Lite synthesis tool of Quick Logic company. The final simulation for worst cases was successfully performed under a Verilog HDL simulation environment. And the FPGA programmed for an 84 pin PLCC package. Finally, the benchmark was performed to prove that Our FPGA has better performance than DSP(TMS320C32-40MHz) for the sequence logic control of PLC.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.633-640
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• 2022

다양한 분야에 서비스 로봇이 적용됨에 따라 각 임무에 적합한 영상처리 알고리즘을 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 영상처리 프로세서에 관한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 로봇에 적용 가능한 영상처리 프로세서 설계방법을 소개한다. 제안한 프로세서는 CPU, GPU, FPGA가 융합된 형태로 AGX 보드, FPGA 보드, LiDAR-Vision 보드, Backplane 보드로 구성된다. 제안한 방법은 시뮬레이션 실험을 통해 검증한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2022

RISC-V는 오픈 소스 명령어 집합 구조로, 간단한 기본 구조를 가지며 목적에 따라 명령어 집합을 유연하게 확장할 수 있다. 본 논문에서는 소형, 저전력 32-bit RISC-V 프로세서를 설계하여 RISC-V 임베디드 시스템 연구를 위한 기반을 마련하고자 하였다. 설계한 프로세서는 2단계 파이프라인으로 구성하였고, RISC-V ISA 중 FENCE, EBREAK 명령어를 제외한 32-bit 정수형 ISA 및 인터럽트 처리를 위한 특권 ISA를 지원한다. Vivado Design Suite를 이용하여 합성한 결과 Xilinx Zynq-7000 FPGA에서 1895개의 LUT 및 1195개의 플립플롭을 사용하였고, 0.001W의 전력을 소모하였다. 이를 GPIO, UART, 타이머와 함께 시스템을 구성하여 합성하였고, FPGA 상에서 FreeRTOS를 포팅하여 16MHz에서의 동작을 검증하였다. Dhrystone, Coremark 벤치마크를 통해 성능을 측정하여 목적에 따라 확장 가능한 저전력 고효율 프로세서임을 보였다.

• 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.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.25-29
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• 2013

Recently ARM processor's processing power has been increasing rapidly as it has been applied to consumer electronics products. Because of its computing power and low power consumption, it is used to various embedded systems.( including vision processing systems.) Embedded linux that provides well-made platform and GUI is also a powerful tool for ARM based embedded systems. So short period to develop is one of major advantages to the ARM based embedded system. However, for real-time date processing applications such as an image processing system, ARM needs additional equipments such as FPGA that is suitable to parallel processing applications. In this paper, we developed an embedded system using ARM processor and FPGA. FPGA takes time consuming image preprocessing and numerical algorithms needs floating point arithmetic and user interface are implemented using the ARM processor. Overall processing speed of the system is 60 frames/sec of VGA images.