본 논문에서는 멀티미디어 어플리케이션을 위한 BTB(Branch Target Buffer)를 이용한 RISC 프로세서 기반 SoC 플랫폼의 ASIC 설계에 대해 기술한다. 제안된 SoC 플랫폼은 성능 개선을 위해 BTB를 포함하며 분기 명령어 패치 시 분기할 타깃 주소를 BTB에 저장함으로써 예측 주소의 명령어를 미리 패치, 파이프라인의 지연을 최소화하였다. 또한, 다양한 멀티미디어 어플리케이션을 위해 VGA 제어기, AC97 제어기, UART 제어기, SRAM 인터페이스, 디버그 인터페이스를 포함한다. 구현된 플랫폼은 다양한 테스트 프로그램을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, Xilinx VIRTEX-4 XC4VLX80 FPGA를 이용해 기능 및 타이밍 검증을 수행하였다. 최종적으로 Chartered 0.18um 공정을 이용하여 단일 ASIC 칩으로 구현되었으며 100MHz에서 정상 동작함을 확인하였고, 이전 OpenRISC 마이크로프로세서를 사용한 플랫폼과의 비교를 위해 산술연산 및 AC97 테스트 프로그램을 이용한 시뮬레이션 결과 5~9%의 성능향상을 확인하였다.
This study proposes controller with voltage-compensated drivers for producing gray-scaled pictures on passive matrix organic light emitting diodes (PMOLEDs) panels. The controller includes voltage type drivers so the output impedance of the driver is far less than that of the current-type driver. Its low output impedance provides better electron-optical properties than those of traditional current drivers. A free running clock and a group of counters are applied to the gray-scaled function so that phase lock loop (PLL) circuit can be reduced in the controller. A pre-charge function is used to enhance performance of the luminance of an active OLED pixel. As a result, distribution of the low gray level portion is achieved linear relationship with input data. In this work, the digital part of the proposed controller is implemented using FPGA chips, and analog parts are combined with a digital-analog converter (DAC) and analog switches. A still image is displayed on a $48^{\ast}64$ PMOLEDs panel to assess the luminance performance fir the controller. Based on its cost requirement and luminance performance, the controller is qualified to join the market for driving PMOLEDs panels.
본 논문은 무선 개인영역네트워크 환경에서 중계 프로토콜 기능을 가진 시분할다중접속방식(TDMA)의 적응형 기저대역 중계모뎀을 설계한 내용을 기술한다. 설계한 기저대역 중계모뎀은 마스터 동기 신호에 의해 제어되며 최대 14홉의 중계 네트워크를 구성할 수 있다. 효과적인 데이터 중계 통신을 위해 단일포트 메모리에서 우선권을 사용하여 내부 버퍼 설계를 최적화하였다. 그리고 메모리 버스 제어기는 합성된 게이터 수를 최소화시킬 수 방법으로 설계하였다. 협대역 TDMA 중계 통신의 동기 기능을 구현하기 위하여 네트워크 슬롯 동기회로와 프레임 동기회로를 분리하여 게이트수를 줄였다. 이 방법을 사용하여 9만 게이트의 Xilinx FPGA XC6SLX9에서 약 37%(34,000게이트)를 사용하였다. 32비트 싱크워드를 사용한 1024비트 프레임의 통신 수신율은 약 96.4%이다. 설계된 기저대역 중계모뎀을 사용하여 14홉의 중계에서 측정한 최대전송지연시간은 230.4ms이다.
This paper proposes a more accurate task level energy measurement technique for high speed microprocessors. The technique is based on the relationship of the amount of current consumed by the microprocessor and the pulse width of the power supply controller chip, employed in the synchronous buck DC-DC converter in the microprocessor's power supply. The accuracy of the measurement is accomplished by measuring variation in pulse width in each power supply cycle. The major advantage of this technique is that its accuracy does not depend on the operating frequency of the microprocessor. To prove the proposed technique, we implemented the measurement unit of the microprocessor energy meter using an FPGA chip operating at 50 MHz. Both static and dynamic load measurement are tested in order to obtain some behaviours. Moreover, various commercially available mainboards which employ synchronous buck regulators at 200 KHz switching frequency, were measured. The results agree with previous works with better accuracy at higher operating frequency.
In this paper, we designed ECC(Elliptic Curve Cryptographic) Processor with Bus-splitting mothod for embedded SoC. ECC SIP is designed by VHDL RTL modeling, and implemented reusably through the procedure of logic synthesis, simulation and FPGA verification. To communicate with ARM9 core and SIP, we designed SIP bus functional model according to AMBA AHB specification. The design of ECC Processor for platform-based SoC is implemented using the design kit which is composed of many devices such as ARM9 RISC core, memory, UART, interrupt controller, FPGA and so on. We performed software design on the ARM9 core for SIP and peripherals control, memory address mapping and so on.
PWM 입력 전압원 반브리지 직류-직류 변환기의 예로 통상적인 스위칭 방법으로 동작시킬 때, 직류 전압원의 단락을 방지하기 위하여 변환기 신호에 데드타임을 삽입한다. 이러한 데드타임은 변환기 시스템의 제어 성능에 좋지 않은 영향을 발생시킨다. 따라서 이 데드타임을 효과적으로 보상하는 것이 필요하다. 또 이 데드타임의 영향을 방지 할 수 있는 최선의 방법으로써 데드타임 최소화 스위칭 방법을 고려할 수도 있다. 본 논문에서는 데드타임 최소화 스위칭 방법의 하나인 아날로그 방법이 아닌 디지털 방법으로 스위칭 방법을 제안하였다. 제안한 스위칭 방법은 SOC를 기반으로 한 Verilog-HDL 언어를 이용하여 PWM전용 컨트롤러를 설계하고, 기존에 문제점으로 PWM 스위칭 발생시 과도기간 동안 턴오프 손실이 발생되어 저하된 효율를 제안된 방법으로 방지하였다.
일반 가전제품, 자동화장치등에 널리 채용된 원격조종기(리모콘)의 응용범위는 더욱 보편화되면서 기능이 다양해지고 있다. 본 논문에서는 다양한 기능에 대응할 수 있는 원격조종기의 새로운 송신회로를 제시하고 있다. 이 회로는 마이크로코드 방식을 채택하여 코드의 변환과 확장, 그리고 펄스폭을 프로그램할 수 있게 하였으며, 프로세싱 회로를 제거하여 소형차가 쉽도록 하였다. 이 회로는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 구현하였고 성공적인 동작이 확인되었다.
This paper compares two types of direct torque controllers for permanent magnet synchronous motors(PMSMs). These controllers both use a single-chip FPGA(Field Programmable Gate Array) but have differing hardware configurations. One of the controllers was constructed by programming a soft-core CPU and hardware logic circuits written in VHDL(Very high speed IC Hardware Description Language), while the other was constructed of only hardware logic circuits. The characteristics of these two controllers were compared in this paper. The results show the controller constructed of only hardware logic circuits was able to shorten the control period and it was able to suppress the low torque ripple.
기존의 Verilog테스트벤치로 원전용 안정등급 제어기기와 같이 복잡하고 높은 신뢰도를 요구하는 모듈의 테스트는 수작업으로만 수행된 결과를 가지고 RTL단계의 검증을 마무리하기에는 현실적으로 많은 시간과 노력이 필요하다. UVM은 기존의 테스트벤치의 한계점을 보완하는 계층적 테스트벤치의 구조를 갖고 있어 DUT의 검증을 위한 테스트개선에 대해 테스트벤치의 수정을 간편하게 할 수 있다. 비록 구축과정이 다소 복잡하긴 하지만 테스트 벤치의 컴포넌트들인 driver나 sequence 등을 사용함으로 constraint random test를 가능하게 하여 test vector 작성을 편리하게 한다. 본 논문에서는 기존의 테스트벤치와 계층적 테스트벤치인 UVM테스트벤치를 사용하여 실제 시뮬레이션 하고 커버리지를 분석하여 코드커버리지를 간편하게 향상 할 수 있음을 보였다.
This paper presents a user programmable computational/control platform developed to conduct real-time hybrid simulation (RTHS). The architecture of this platform is based on the integration of a real-time controller and a field programmable gate array (FPGA).This not only enables the user to apply user-defined control laws to control the experimental substructures, but also provides ample computational resources to run the integration algorithm and analytical substructure state determination in real-time. In this platform the need for SCRAMNet as the communication device between real-time and servo-control workstations has been eliminated which was a critical component in several former RTHS platforms. The accuracy of the servo-hydraulic actuator displacement control, where the control tasks get executed on the FPGA was verified using single-degree-of-freedom (SDOF) and 2 degrees-of-freedom (2DOF) experimental substructures. Finally, the functionality of the proposed system as a robust and reliable RTHS platform for performance evaluation of structural systems was validated by conducting real-time hybrid simulation of a three story nonlinear structure with SDOF and 2DOF experimental substructures. Also, tracking indicators were employed to assess the accuracy of the results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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