• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1460-1471
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• 2007

휴대용 임베디드 기기에서의 삼차원 엔진은 크게 바이트 코드를 실시간으로 해석하며 실행하는 자바 기반의 JSR184와 C언어 기반의 OpenGL/ES가 있다. 이들 두 표준에서 자바 객체를 지원하는 JSR184는 OpenGL/ES에 비하여 상대적으로 많은 프로세서의 자원을 사용하여 제한된 연산능력을 보유하고 있는 임베디드 기기에 적용할 경우 제약이 따를 수 밖에 없다. 반면에 기존 개인용 컴퓨팅 환경에서 사용되는 삼차원 컨텐츠는 자바의 장점을 이용하여 제작되었기 때문에 유럽에서 많은 사용자 층을 확보하고 있고, 또한 그 컨텐츠의 품질이 우수하여 상용 통신망인 GSM 망에서 많이 서비스 되고 있다. 따라서 GSM 망에서 사용되는 휴대용 임베디드 기기에 기존의 자바 기반 삼차원 컨텐츠를 별도의 변환 과정 없이 지원할 수 있는 JSR184의 지원이 필요하지만, 현재 개발되어 사용되는 자바 기반 삼차원 엔진은 휴대용 기기가 보유한 연산능력에 비하여 상대적으로 많은 연산량을 필요로 하기 때문에 상용제품에 적용하기에 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 휴대용 임베디드 기기가 가지고 있는 충분하지 않은 연산능력을 바탕으로 자바 객체의 장점을 수용하면서 삼차원 컨텐츠의 처리속도를 향상 시킬 수 있는 바인딩 기법을 제안하였다. 제안된 바인딩 기법은 자바를 이용한 삼차원 컨텐츠를 지원하기 위하여, JSR184의 표준 인터페이스를 상위 계층에서 지원하고, OpenGL/ES와 JSR184를 서로 연결하기 위하여 이기종 코드 변환 언어인 KNI(Kilo Native Interface)를 중간 계층에서 사용하였고, 하위 계층에서 OpenGL/ES의 표준을 구현하였다. 제안하는 바인딩 기법은 모의실험을 통하여 기능을 검증하였고, ARM을 장착한 FPGA를 사용하여 그 성능을 평가하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권11호
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• pp.86-94
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• 2012

본 논문에서는 고속으로 홀로그램을 생성할 수 있는 하드웨어의 구조를 제안하고 이를 구현하였다. 제안한 하드웨어는 홀로그램 평면의 행 단위로 병렬 연산을 수행할 수 있는 구조를 가지고 있고, 한 행의 각 홀로그램 화소들이 독립적으로 연산될 수 있는 알고리즘을 이용하였다. 이러한 연산 방법을 통해서 홀로그램 생성 하드웨어서 가장 문제가 되는 메모리 접근량을 대폭 감소시킴으로써 하드웨어 처리능력의 실시간성을 대폭 향상시켰다. 제안한 하드웨어는 입력 인터페이스, 초기 파라미터 연산기, 홀로그램 화소 연산기, 라인 버퍼, 그리고 메모리 제어기로 구성된다. 제안한 하드웨어는 기존의 하드웨어와 동일한 처리 능력을 가지면서도 메모리 접근횟수는 약 20,000배 감소시킬 수 있었다. 구현한 하드웨어는 198MHz에서 안정적으로 동작할 수 있었고, 168,960개의 LUT, 153,944개의 레지스터, 그리고 19,212개의 DSP 블록을 사용하였다.

• 천문학논총
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• 제21권2호
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• pp.67-74
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• 2006

We have developed a control electronics system for an infrared detector array of KASINICS (KASI Near Infrared Camera System), which is a new ground-based instrument of the Korea Astronomy and Space science Institute (KASI). Equipped with a $512{\times}512$ InSb array (ALADDIN III Quadrant, manufactured by Raytheon) sensitive from 1 to $5{\mu}m$, KASINICS will be used at J, H, Ks, and L-bands. The controller consists of DSP(Digital Signal Processor), Bias, Clock, and Video boards which are installed on a single VME-bus backplane. TMS320C6713DSP, FPGA(Field Programmable Gate Array), and 384-MB SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory) are included in the DSP board. DSP board manages entire electronics system, generates digital clock patterns and communicates with a PC using USB 2.0 interface. The clock patterns are downloaded from a PC and stored on the FPGA. UART is used for the communication with peripherals. Video board has 4 channel ADC which converts video signal into 16-bit digital numbers. Two video boards are installed on the controller for ALADDIN array. The Bias board provides 16 dc bias voltages and the Clock board has 15 clock channels. We have also coded a DSP firmware and a test version of control software in C-language. The controller is flexible enough to operate a wide range of IR array and CCD. Operational tests of the controller have been successfully finished using a test ROIC (Read-Out Integrated Circuit).

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.35-41
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• 2020

FFT(fast Fourier transform) 프로세서는 통신, 영상, 생체 신호처리와 같은 다양한 응용에 폭 넓게 사용된다. 특히, 고성능 저전력 FFT 연산은 OFDM 전송방식을 사용하는 통신시스템에서는 필수적이다. 본 논문에서는 연산복잡도가 적고 하드웨어 효율이 우수한 새로운 radix-26 FFT 알고리즘을 제안한다. 7차원 인덱스 매핑을 사용하여 회전인자를 분해하고 radix-26 FFT 알고리즘을 유도한다. 제안한 알고리즘은 기존 알고리즘과 비교하여 회전인자가 간단하고 복소 곱셈 수가 적어 회전인자를 저장하는 메모리 크기를 줄일 수 있다. 한 스테이지에서 회전인자의 계수가 적을 때 복소 곱셈기 대신 복소 상수곱셈기를 사용하면 복소곱셈을 효율적으로 처리할 수 있다. 복소 상수곱셈기는 CSD(canonic signed digit)과 CSE(common subexpression elimination) 알고리즘을 사용하여 보다 효율적으로 설계할 수 있다. 제안한 radix-26 알고리즘에서 필요한 복소 상수곱셈기를 CSD와 CSE를 이용하여 효율적으로 설계하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능을 평가하기 위해 SDF(single-path delay feedback) 구조를 사용하여 256 포인트 FFT를 설계하고 FPGA로 합성한 결과, 제안한 알고리즘은 기존 알고리즘 보다 약 10% 정도 하드웨어를 적게 사용하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권9호
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• pp.459-466
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• 2007

최근 Gbps 이상의 고속 네트워크 상에서 호스트 CPU에 많은 오버헤드를 발생시키는 TCP/IP의 문제점을 해결하기 위해 네트워크 어댑터 상에서 TCP/IP를 처리함으로써 호스트 CPU의 작업부하를 줄이는 TCP/IP Offload Engine(TOE) 기술이 연구되고 있다. TOE의 구현 방법에는 범용 임베디드 프로세서에서 소프트웨어로 TCP/IP를 처리하는 방법과 전용 ASIC에서 하드웨어로 TCP/IP를 처리하는 방법이 사용되어 왔으나 소프트웨어 구현은 통신의 성능이 떨어지고 하드웨어 구현은 유연성과 확장성이 떨어지는 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 하드웨어적인 접근 방법과 소프트웨어적인 접근 방법을 결합한 하이브리드 TOE 구조를 제안한다. 하이브리드 TOE는 데이타 패킷의 생성과 처리와 같이 통신의 성능에 큰 영향을 끼치는 기능들을 하드웨어로 구현함으로써 하드웨어 기반 TOE 구현에 버금가는 성능을 제공하고, 연결 설정과 같이 통신의 성능에 영향을 크게 끼치지 않는 기능들은 임베디드 프로세서 상에서 소프트웨어로 처리한다. 본 논문에서는 데이타 송수신의 성능을 높이기 위해 데이타 패킷의 생성 및 처리등을 지원하는 하드웨어 송수신 가속기를 설계 및 구현하였다. 실험 결과 송수신 가속기를 사용한 하이브리드 TOE는 약 $19{\mu}s$의 최소 지연시간을 보였다. 그리고 6% 이하의 CPU 점유율에서 약 675 Mbps에 달하는 대역폭을 보였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권5호
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• pp.44-59
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• 2006

DNA 컴퓨터의 계산 수준을 분자 수준으로 끌어내려 막대한 병렬성을 확보하고, 보다 효율적인 정보 처리를 가능케 해 차세대 컴퓨팅 기법으로서의 위치를 확고히 하고 있다. 그러나 DNA 컴퓨팅은 실제 실험을 통해 계산 모델 및 알고리즘을 검증하기 때문에 많은 연산 시간을 필요로 한다. 따라서 빠른 계산 모델 및 알고리즘의 검증을 위해 시뮬레이터인 NACST가 개발되었다. 그러나 NACST에 포함된 서열생성 시스템의 반복적인 연산 특징 때문에 이 또한 많은 연산시간을 필요로 하게 되었다. 따라서 시뮬레이션 시간 단축을 위한 서열생성 시스템의 효율적인 하드웨어 구조가 요구된다. 이에 본 논문은 DNA 코드 최적화 부분의 연산시간이 NACST 연산시간의 약 95% 이상을 차지한다는 점을 착안하여 DNA 서열 생성 시스템에 병렬 기법과 Pipeline 기법을 적용하였고 적합도 함수 간 연산을 공유시켜 연산의 양을 대폭 줄이고 분배해 시뮬레이션 시간을 크게 줄일 수 있는 하드웨어 구조를 제안하고 검증하였다. 실험 결과 제안된 하드웨어는 기존 소프트웨어에 비해 약 467배 이상의 연산시간 감소를 보였으며 DNA 서열 생성 성능은 기존과 동일함을 보였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권3호
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• pp.17-24
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• 2005

본 논문에서는 PDP 상판의 패턴결함을 검출하는 영상처리 알고리즘을 제안하고, 이를 실시간으로 처리하기 위한 영상처리 하드웨어의 구현을 나타낸다. 제안된 영상처리 알고리즘은 참조영상의 패턴간격을 이용하여 결함영상을 추출하는 알고리즘이며, 영상처리 시스템은 실시간 구조로 설계된 고속 영상처리 하드웨어와 여러 개의 영상처리 하드웨어 제어를 위한 데이터관리 및 시스템제어 하드웨어에로 나누어 구현하였다. 또한, 본 논문에서는 구현한 영상처리 시스템을 이용하여 실제 PDP 상판의 결함을 검사하는 실험 환경을 구성하여 패턴의 결함을 검사하는 실험을 수행하였다. 그 결과 제안한 알고리즘과 구현한 하드웨어의 우수성을 입증 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.30-35
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• 2009

본 논문에서는 3GPP (third generation partnership project) 릴리즈 7 고속 패킷 접속 에볼루션 규격에 포함된 기능 중 기지국 수용 능력 향상, 지연 시간 단축, 그리고 단말소비 전력 감소를 목적으로 새롭게 추가된 연속적인 패킷 연결 프로토콜의 유연한 설계 구조에 대한 것이다. 상기 프로토콜이 3GPP 고속 패킷 접속 규격 기준으로 새롭게 추가된 기능임에 착안하여, 기존 설계 및 검증된 고속 패킷 접속 플랫폼에서 최소한의 하드웨어 변경 및 추가만으로 상기 프로토콜이 구현되도록 고려하였다. 상기 제안된 연속적인 패킷 연결 프로토콜은 비연속적인 송/수신 모드 관련 신호 생성부와 기존 고속 패킷 접속 플랫폼과의 연동을 위한 인터페이스부로 구분된다. 마지막으로 제안된 연속적인 패킷 연결 프로토콜은 셀룰러 이동통신 분야에 적합하도록 규정화된 검증 단계에 따라 기존 고속 패킷 접속 FPGA 단말 모뎀 플랫폼 상에서 다양한 시나리오에 따라 검증되었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권4호
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• pp.459-466
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• 2002

최근의 내장형 시스템은 유연성을 유지하고 시간 제약사항을 만족하기 위해서 일반적인 프로세서와 FPGA와 같은 재구성 가능한 부품을 결합하는 Hybrid 시스템을 사용하는 추세이다. 이러한 내장형 시스템은 구축하는 설계 시간을 단축하여 짧은 시간 안에 시장에 진입하는 것이 아주 중요하다. 새로이 주목받고 있는 연구분야인 설계공간탐색은 실제 시스템을 제작하지 않고도 시스템 수준에서 어플리케이션의 성능을 분석하여 최소의 비용으로 시스템에서 요구하는 제약사항을 만족하는 구조를 예측하는 것을 가능하게 한다. 본 논문에서는 Hybrid 내장형 시스템의 설계공간탐색을 위한 시간분석 시뮬레이터를 선계하고 구현하였다. 시스템 설계변수를 변화하면서 정량적인 성능 데이타를 이용하여 설계공간 탐색을 가능하게 하는 Y-Chart 방법을 Hybrid 시스템의 경우에 적용하여 시뮬레이터를 확장 구현하였으며, 기존의 소프트웨어 시간 분석 도구 및 하드웨어 시간분석도구를 활용한다. 본 논문에서 제시하는 시간분석 시뮬레이터는 Hybrid 내장형 시스템의 설계 비용과 시간을 현저하게 줄이면서, 최적의 하드웨어 구성을 찾는 설계공간탐색의 핵심 모듈로 활용될 것으로 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.901-906
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• 2018

영상을 출력하는 디스플레이 기술의 발달로 인하여 영상의 해상도와 품질이 나날이 증가하고 있다. 이러한 디스플레이 기술의 발달에 맞추어, 기존의 영상들을 더 높은 해상도와 품질로 변환하여 디스플레이 할 수 있는 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 연구 결과는 이미지 신호 처리 장치에 포함되기 때문에 하드웨어 구현이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는, 영상의 휘도 분포를 이용한 LDR(Low Dynamic Range) 영상의 실시간 HDR(High Dynamic Range) 변환 하드웨어 구현을 제안한다. 제안하는 방법은 휘도 분포의 히스토그램을 이용하여 영상의 특징을 추출하고, 이를 바탕으로 하여 휘도와 색상을 확장한다. 또한, 제안한 알고리즘을 하드웨어 IP(Intellectual Property)로 설계하여 그 성능을 검증하였을 때, 최대 동작 주파수 265.46MHz로 4K DCI(Digital Cinema Image) 영상에 대하여 30fps로 동작하여 4K 표준에 대응할 수 있음을 확인하였다.