• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.520-528
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• 2000

마이크로 프로세서의 동작 속도가 빨라지면서 메모리의 데이터 전송 폭이 시스템 성능을 제한하는 중요 인자로 대두되면서 코드 밀도가 높은 컴퓨터 구조에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 코드 밀도가 높은 32비트 마이크로 프로세서 구조로 16비트와 32비트 2종류 길이의 명령어를 가지는 가칭 2가지 길이 명령어 세트 컴퓨터(Bi-length Instruction Set Computer : BISC)를 제안한다. 32비트 BISC는 16개의 범용 레지스타를 가지며, 오프셋과 상수 오퍼랜드의 길이에 따라서 2종류의 명령어를 가진다. 제안한 32비트 BISC는 FPGA로 구현하여 1.8432MHz에서 모든 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였고, 크로스 어셈블러와 크로스 C/C++ 컴파일러 및 명령어 시뮬레이터를 설계하고 동작을 검증하였다. BISC의 코드 밀도는 기존 RISC의 130~220%, 기존 CISC의 130~140%로 높은 장점을 가진다. 따라서 데이터 전송 폭을 적게 요구하므로 차세대 컴퓨터 구조로 적합하고, 프로그램 메모리 크기가 작아지므로 실장 제어용 마이크로 프로세서에 적합하기 때문에 폭 넓은 활용이 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.100-105
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• 2009

방송용 디지털 콘텐츠의 저작권 보호를 위한 워터마킹은 실시간 처리가 가능하도록 만들어져야한다. 본 논문에서는 HD/SD 디지털 방송의 저작권 보호를 위한 실시간 비디오 워터마킹 칩 및 시스템을 제안한다. 제안한 칩은 ALTERA사의 STRATIX칩을 사용하여 하드웨어에 최적화된 워터마크 삽입 알고리듬을 이용하여 구현하였고, HD/SD 비디오 신호처리를 위한 시스템은 GENNUM사의 GS1560A와 GS1532를 사용하여 구현하였다. 구현 결과 원본 비디오와 워터마크 삽입된 비디오의 주관적인 화질에 대한 측정을 하였을 경우 워터마킹 때문에 약간의 인위적 화질 열화가 나타났다. 삽입된 워터마크는 A/D 변환과 같은 자연적인 비디오 공격 그리고 MPEG 압축 공격과 같은 강인성 실험 후에도 모두 추출되었다. 구현된 워터마킹 하드웨어 시스템은 고화질의 실시간 처리가 필요한 저작권 보호 시스템이 적용되는 방송국, 영화제작 환경에서 유용하게 사용될 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.251-253
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• 2019

마이크로프로세서에 블록암호 크립토 코어를 인터페이스한 보안 SoC (System-on-Chip) 프로토타입 구현에 대해 기술한다. 마이크로프로세서로 Cortex-M0를 사용하였고, ARIA와 AES를 단일 하드웨어에 통합하여 구현한 크립토 코어가 IP로 사용되었다. 통합 ARIA-AES 크립토 코어는 ECB, CBC, CFB, CTR, OFB의 5가지 운영모드와 128-비트, 256-비트의 두 가지 마스터키 길이를 지원한다. 통합 ARIA-AES 크립토 코어를 Cortex-M0의 AHB-light 버스 프로토콜에 맞게 동작하도록 인터페이스 하였으며, 보안 SoC 프로토타입은 BFM 시뮬레이션 검증 후, FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어-소프트웨어 통합검증을 하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2002

본 논문에서는 Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘 기반의 고속 RSA 지수승 연산기의 구현 방법을 제시하고 검증하였다. Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘을 구현하기 위해 Booth receding 연산 알고리즘을 사용하였으며 최대 radix-16 연산을 위해 2K-byte 메모리와 2개의 전가산기와 3개의 반가산기의 지연을 갖는 CSA(carry-save adder) 어레이를 사용하였다. CSA 어레이 출력인 캐리와 합을 고속으로 가산하기 위해 마지막 덧셈기로써 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 적용하였다. 또한, 주어진 공정에서 동작 주파수와 처리량의 관계를 통해 Radix-$2^k$에서 설계 가능한 radix 값을 제시하였다. Altera FPGA EP2K1500E를 사용하여 기능을 검증한 후 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 공정을 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 하였으며 radix-16 모듈라 곱셈 알고리즘을 사용할 경우 모듈라 곱셈에 (n+4+1)14 의 클럭을 사용하여 1,024-bit RSA를 처리하는데 50MHz에서 5.38ms의 연산 속도를 측정하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.113-116
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• 2011

최근 IT 기술의 급격한 발전으로 개인정보, 환경 등 다양한 정보를 수시로 수집 및 관리하면서 사용자가 원할시 즉각적인 정보서비스를 제공하고 있다. 그러나 유 무선상의 데이터 전송은 정보의 도청, 메시지의 위 변조 및 재사용, DoS(Denial of Service)등 외부의 공격으로부터 쉽게 노출된다. 이러한 외부 공격은 개인 프라이버시를 포함한 정보서비스 시스템 전반에 치명적인 손실을 야기 시킬 수 있기 때문에 정보보호 시스템의 필요성은 갈수록 그 중요성이 부각되고 있다. 현재까지 정보보호 시스템은 소프트웨어(S/W), 하드웨어(ASIC), FPGA(Field Progr- ammable Array) 디바이스를 이용하여 구현되었으며, 각각의 구현방법은 여러 가지 문제점이 있으며 그에 따른 해결방법이 제시되고 있다. 본 논문에서는 다양한 환경에서의 정보보호 서비스를 제공하기 위한 재구성형 SoC 구조를 제안한다. 제안된 SoC는 비밀키 암호알고리즘(AES), 암호학적 해쉬(SHA-256), 공개키 암호알고리즘(ECC)을 수행 할 수 있으며, 마스터 콘트롤러에 의해 제어된다. 또한 정보보호 시스템이 요구하는 다양한 제약조건(속도, 면적, 안전성, 유연성)을 만족하기 위해 S/W, ASIC, FPGA 디바이스의 모든 장점을 최대한 활용하였으며, MCU와의 효율적인 통신을 위한 I/O 인터페이스를 제안한다. 따라서 제안된 정보보호 시스템은 기존의 시스템보다 다양한 정보보호 알고리즘을 지원할 뿐만 아니라 속도 및 면적에 있어 상충 관계를 개선하였기 때문에 저비용 응용뿐만 아니라 고속 통신 장비 시스템에도 적용이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권4B호
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• pp.403-410
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• 2004

일반적으로 교환 시스템은 프로세서 보드, 입출력처리 보드 및 데이터 저장 장치등 그 기능별로 다수의 서브시스템들로 구성되어 있다. 또한 신뢰성을 확보하기 위하여 모든 서브 보드들은 이중화로 되어 있다. 교환시스템에서 저장 장치에는 시스템에 관련된 정보나 과금 정보등과 같은 작업 관련 데이터를 저장하며 비 휘발성 메모리에 저장해야 한다. 일반적으로 비 휘발성 저장장치를 구현할 때는 플래시메모리(flash memory) 또는 배터리 백업 메모리(battery backup memory)를 사용한다. 그러나 메모리는 단위 용량당 가격이 높고 백업(backup) 하지 않은 데이터를 손실했을 때 복구할 수 없다. 본 논문에서는 마이크로 컨트롤러를 이용하여 단위 용량당 가격이 저렴하고, 대용량의 데이터를 저장함과 동시에 이중화를 만족시키는 on-board 형태의 소형 디스크 모듈을 설계 구현하였다. 본 논문에서 구현된 이중화 저장장치는 사용 중인 엑티브(active) 디스크에 결함이 생겨 사용할 수 없을 경우에 리빌딩(rebuilding)과정을 동해 스탠바이 모듈로부터 데이터를 복구하며, 리빌딩 중에도 호스트 시스템은 스탠바이 디스크모듈을 이용하여 지속적으로 서비스를 제공할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서 개발된 저장장치는 교환시스템에서 플래시 메모리와 같은 값비싼 저장 장치를 대체 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권7호
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• pp.65-75
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• 2011

SoC 설계기술이 발전함에 따라 디버깅이 차지하는 비중은 더욱더 증가되고 있으며 사용자는 빠르고 정확한 디버거를 원하고 있다. 본 논문에서는 새로 설계되는 RISC 프로세서에 적용할 디버거를 위한 변형된 JTAG을 제안 및 설계하여 디버깅 기능 수행에 필요한 사이클을 줄임으로써 빠른 디버거를 구현하였다. 구현된 JTAG은 Core-A의 OCD에 내장하여 SW 디버거와 연동하여 FPGA 레벨까지 검증 마치고 디버거로서의 기능 및 신뢰성을 확인하였다. Core-A의 OCD에 내장된 제안한 JTAG은 기존의 JTAG과 비교하였을 경우, 디버깅 수행 사이클은 수행되는 디버깅 기능에 따라 약 8.5~72.2% 감소되고 추가적으로 게이트 카운트도 약 31.8%감소되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권7호
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• pp.623-629
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• 2013

본 논문에서는 뇌파 전송 프로토콜 설계하고 이를 검증할 테스트 플랫폼 제작 결과를 소개한다. 건식 전극에서 검출된 뇌파는 인접한 ADC(analog-to-digital converter)를 거쳐 디지털 신호로 변환되고, 각 센서 노드에서 디지털 신호로 변환된 뇌파는 $I^2C$(inter-integrated circuit) 프로토콜을 통해서 DSP(digital signal processor) 플랫폼으로 전송된다. DSP 플랫폼에서는 뇌파 전처리 알고리즘 수행 및 뇌 특성 벡터 추출 등의 기능을 수행한다. 본 연구에서는 각 채널당 10비트 또는 12비트 ADC를 사용하여 최대 16채널의 데이터를 전송하기 위하여 $I^2C$ 프로토콜을 적용하였다. 실험결과 4바이트 데이터 버스트전송을 수행하면 통신오버헤드가 2.16배로 측정이 되어 10 비트 또는 12 비트 1 ksps ADC를 16채널로 사용시 총 데이터전송율이 각각 345.6 kbps, 414.72 kbps 로 확인되었다. 따라서 400 kbps 고속전송모드 $I^2C$를 사용할 경우 ADC 비트에 따라서 슬레이브와 마스터의 채널비가 각각 16:1, $(8:1){\times}2$ 로 되어야 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권12호
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• pp.136-144
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• 2021

The purpose of this study was to develop and verify a precision transmission error measurement system for a gear pair. The transmission error measurement system of the gear pair was developed as a measurement unit, signal processing unit, and signal analysis unit. The angular displacement for calculating the transmission error of the gear pair was measured using an encoder. The signal amplification, interpolation, and transmission error calculation of the measured angular displacement were conducted using a field-programmable gate array (FPGA) and a real-time processor. A high-pass filter (HPF) was applied to the calculated transmission error from the real-time processor. The transmission error measurement test was conducted using a gearbox, including the master gear pair. The same test was repeated three times in the clockwise and counterclockwise directions, respectively, according to the load conditions (0 - 200 N·m). The results of the gear transmission error tests showed similar tendencies, thereby confirming the stability of the system. The measured transmission error was verified by comparing it with the transmission error analyzed using commercial software. The verification showed a slight difference in the transmission error between the methods. In a future study, the measurement and analysis method of the developed precision transmission error measurement system in this study may possibly be used for gear design.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권4호
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• pp.231-239
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• 2007

본 논문에서는 국내 표준 128비트 블록 암호화 알고리즘인 SEED를 하드웨어로 설계할 경우 면적-성능간의 trade-off 관계를 보여준다. 본 논문에서 다음 4가지 유형의 설계 구조를 비교한다. (1) Design 1 : 16 라운드 완전 파이프라인 방식, (2) Design 2 : 단일 라운드의 반복 사용 방식 (3) Design 3 : G 함수 공유 및 반복 사용 방식 (4) Design 4 : 단일 라운드 내부 파이프라인 방식. (1),(2),(3)의 방식은 기존의 논문들에서 제안한 각기 다른 설계 방식이며 (4)번 설계 방식이 본 논문에서 새롭게 제안한 설계 방식이다. 본 논문에서 새롭게 제안한 방식은, F 함수 내의 G 함수들을 파이프라인 방식으로 연결하여 면적 요구량을 (2)번에 비해서 늘이지 않으면서도 파이프라인과 공유블록 사용의 효과로 성능을 Design 2와 Design 3보다 높인 설계 방식이다. 본 논문에서 4가지 각기 다른 방식을 각각 실제 하드웨어로 설계하고 FPGA로 구현하여 성능 및 면적 요구량을 비교 분석한다. 실험 분석 결과, 본 논문에서 새로 제안한 F 함수 내부 3단 파이프라인 방식이 Design 1 방식을 제외하고 가장 throughput 이 높다. 제안된 Design 4 가 단위 면적당 출력성능(throughput)면에서 다른 모든 설계 방식에 비해서 최대 2.8배 우수하다. 따라서, 새로이 제안된 SEED 설계가 기존의 설계 방식들에 비해서 면적대비 성능이 가장 효율적이라고 할 수 있다.