• 전자공학회논문지
• /
• 제52권9호
• /
• pp.45-53
• /
• 2015

적응적 가중치 윈도우 알고리즘은 기존의 지역적 정합방법의 단점인 낮은 정합률을 보완하면서 전역적 방법에 비하여 실시간 하드웨어 설계가 용이하다는 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 객체를 분리하는데 더 유리한 지오데식 가중치 윈도우 알고리즘을 사용하여 실시간 처리가 가능한 시스템을 설계하였다. 효율적인 하드웨어 설계와 처리 효율을 높이기 위해 데이터 의존성에 따른 스케줄링을 분석하였고 계산시간이 가장 긴 가중치 계산을 기준으로 계산 단계를 최소화하여 병렬 처리를 적용하였다. 지수함수 연산은 에러분석을 기반으로 계단(step) 함수로 구현하여 하드웨어 자원을 줄이고 설계 효율을 높였다. 설계한 시스템은 verilogHDL로 설계되었으며 동부하이텍 0.18um 라이브러리를 사용하여 Synopsis를 통해 합성하였고 츠쿠바 영상을 기준으로 2.22%의 에러율과 260MHz(25fps)의 최대 동작주파수, 182K 게이트의 하드웨어 자원을 사용한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.29-42
• /
• 1990

본 논문에서는 16-비트의 소형명령의 프로세서를 설계할 때 IDL로서의 APL를 사용하고 있다. 그것은 다른 HDL들이 갖지못하는 하드웨어의 구조를 표현하고 기술하는 것이 가능했다. 여기서는 프로세서를 설계할때 전체적인 시스템을 모듈별로 분리하여 설계하였기 때문에, 직접 코딩 방법을 선택하였다. 설계된 각 모듈들은 실험체제를 통하여 입력된 12-비트의 제어워드에 따라 실행되며, 그 실험체제는 기호화된 명령어들로 구성된다. 여기서, 2진코드를 사용하여 SIP의 명령코드를 세팅함으로써, 명령형식과 어셈블러 명령을 구성했고, 실험체제를 통하여 제시된 명령어 세트를 입력함으로써 SIP의 동작을 확인했다. 제시된 SIP에서는 입력하는 프로그램이 기호화된 언어이기 때문에 설계자나 사용자가 시스템의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 특히, SIP내에서 유니트함수를 임의로 정의할 수 있기 때문에 유니트함수의 사용에 제한을 받지않고 다양하고 쉽게 호출할 수 있을 것이다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제40권1호
• /
• pp.30-38
• /
• 2003

Verilog HDL의 UDP(User Defined Primitive) 라이브러리는 디지털 회로 설계 과정에서 시뮬레이션을 위해 사용된다. 그러나 합성이 되지 않는 특성으로 인해 이와 등가의 게이트수준 라이브러리를 따로 만드는 데에 많은 시간과 노력이 소요된다. 등가의 게이트수준 모델이 존재하지 않을 경우 이는 테스트 과정에서 고장 검출율을 낮추는 요인이 되므로 등가 게이트수준 모델 생성은 필수적이며 이의 자동화가 필요하다. 이를 위해 매우 복잡한 알고리즘이 발표되기는 했지만 Verilog UDP library의 특성상 보다 더 간단한 알고리즘으로 구현이 가능하다. 알고리즘이 간략해짐에 따라 이를 구현하는 데에 걸리는 시간과 노력이 절약되고 프로그램 실행시간도 크게 줄일 수 있다.

• 전기학회논문지P
• /
• 제67권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2018

In this paper, we introduce an AES-based security chip for the embedded system of Internet of Things(IoT). We used Verilog HDL to implement the AES algorithm in FPGA. The designed AES module creates 128-bit cipher by encrypting 128-bit plain text and vice versa. RTL simulations are performed to verify the AES function and the theory is compared to the results. An FPGA emulation was also performed with 40 types of test sequences using two Altera DE0-Nano-SoC boards. To evaluate the performance of security algorithms, we compared them with AES implemented by software. The processing cycle per data unit of hardware implementation is 3.9 to 7.7 times faster than software implementation. However, there is a possibility that the processing speed grow slower due to the feature of the hardware design. This can be solved by using a pipelined scheme that divides the propagation delay time or by using an ASIC design method. In addition to the AES algorithm designed in this paper, various algorithms such as IPSec can be implemented in hardware. If hardware IP design is set in advance, future IoT applications will be able to improve security strength without time difficulties.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제29권5A호
• /
• pp.554-565
• /
• 2004

본 논문에서는 단일 클락 사이클과 다중 클락 사이클에 수행되는 여러 가산기를 구현하고 area와 time을 비교한다. 가산기의 크기를 64, 128, 256-비트로 다양화 시키면서, 특히 하이브리드 구조의 가산기는 소그룹을 4, 8, 16-비트로 나누어서 group / ungroup으로 합성을 하여 비교하였다. 제안된 가산기들은 Verilog-HDL을 이용하여 하향식 설계 방법으로 구현되었다. Cadence의 Verilog-XL.을 이용하여 설계된 가산기와 behavioral model을 이용한 가산기의 출력이 일치하는지를 비교하여 검증하였다. 검증된 모델은 삼성 0.35um 3.3(V) CMOS standard cell 라이브러리를 이용하여 합성되었으며, 최악 조건 2.7(V), 85($^{\circ}C$)에서 동작하였다. 스마트 카드 IC의 Crypto-Processor에 사용할 수 있는 최적화된 가산기는 64-비트를 기준으로 할 때, group으로 합성된 16-비트 캐리 예측 가산기를 기반으로 하는 리플 캐리 가산기(RCA_CLA)이다. 이 가산기는 198(MHz)의 속도로 동작하며, 게이트 수는 nand2 게이트 기준으로 약 967개이다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.309-314
• /
• 2011

시스템의 복잡도가 증가함에 따라 상위수준 추상화에 기반한 시스템수준 설계 및 하드웨어의 기능적 검증을 위한 방법론의 중요성이 부각되고 있으며, Verilog HDL(Hardware Description Language)에 하드웨어 검증기능이 추가된 SystemVerilog를 이용하는 시스템수준의 기능적 검증방법이 각광받고 있다. SystemVerilog는 Verilog HDL의 확장된 형태로 하드웨어 설계언어와 검증언어의 특징을 모두 포함하나, 다중상속을 허용하지 않는다. 본 논문에서는 SystemVerilog 기반의 검증환경과 다중상속을 허용하는 SystemC 의 구성요소를 SystemVerilog DPI(Direct Programming Interface) 및 ModelSim macro를 이용해 결합한 다중상속이 가능한 검증환경을 구성한다. 다중상속이 허용된 검증환경 시스템은 특정부분을 수정 후 재실행으로 DUT(Design Under Test)의 기능 검증을 쉽게 수행할 수 있으며, OOP(Object Oriented programming) 기법을 이용한 코드의 재사용성이 높아 또 다른 DUT의 동작 검증에 재사용할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
• /
• pp.639-641
• /
• 2022

사회적으로 고령화 문제가 심화되면서, 독거노인 모니터링 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 모니터링 시스템은 영상, 센서, 계측값 등의 정보를 바탕으로 서버에서 연산을 수행하여, 사용자에게 모니터링 서비스를 제공한다. 서버를 이용하는 시스템의 구조상 데이터 유출의 위험이 존재하며, 데이터 보안을 고려한 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 영상보안 구조 기반의 지능형 독거노인 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 Edge AI 모듈을 사용하여 카메라 모듈과 서버 간의 통신을 차단하는 구조를 통해 높은 보안성을 보장한다. Edge AI 모듈은 Verilog HDL로 설계되었으며, Field Programmable Gate Array (FPGA)를 통해 기능을 구현하였다. 본 시스템을 검증하기 위해 5,144개의 프레임 데이터에 대해 실험하였으며, 사람의 움직임이 일정 시간 감지되지 않았을 때 위험 감지 신호가 올바르게 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제18권10호
• /
• pp.1495-1507
• /
• 1993

본 논문에서 마이크로프로그램 제어방식을 이용하여 CDP(Compact Disc Player)에서 사용되는 RS 부호(Reed-Solomon code)의 복호기를 설계하였다. 사용한 복호방법은 Newton 항등식들로 부터 얻어진 연립방정식들을 이용하여 오류위치다항식의 계수들을 구하고, C2(외부호)복호에서의 소실데이타 개수를 확인한다. 또한 C2복호에서 소실데이타 값들을 C1(내부호)복호 결과와 신드롬들을 이용하여 구한다. 이와 같은 복호방법을 이용하여 4개의 소실정정까지 할 수 있도록 해서 오류정정능력을 높였다. 설계한 복호기는 오류정정에 필요한 GF(28)상에서 연산을 수행할 수 있는 복호연산기와 프로그램 ROM을 가지고있는 복호제어기 띤 마이크로명령어(microinstruction)들로 구성된다. 마이크로명령어들을 이용하여 RS부호의 복호 알고리즘을 프로그램할 수 있으며, 성능향상이나 다른 용도에 사용하기 위해서는 프로그램 ROM만 바꾸면 가능하므로 간편하다. 본 논문에서 설계한 복호기는 Verilog HDL의 Logic Level Modeling을 이용하여 구현했으며, 설계된 복호기에서 각 마이크로명명령어들은 14비트(=1 word)이고, 프로그램 ROM의 크기는 360 word이다. 또한 C1과 C2를 모두 복호하는데 걸리는 최대시간은 424 clock-cycle이다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.767-773
• /
• 2017

본 논문에서는 HEVC 부호기를 위한 효율적인 Intra Prediction Angular 모드 결정 하드웨어 설계를 제안한다. HEVC의 Intra Prediction은 현재 블록 주변의 재구성된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. Intra Prediction에서는 1개의 DC 모드, 1개의 Planar 모드, 33개의 Angular 모드로 총 35개의 모드를 지원한다. HEVC의 Intra Prediction은 35개의 모드 중에서 최적의 모드를 결정한 후 예측하여 부호화 성능을 향상 시킨다. 그러나 35가지의 모드를 모두 처리하기 위해서는 많은 연산 복잡도와 처리시간이 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 원본 영상 픽셀의 차이 값을 비교하여 Angular 모드를 효율적으로 결정하는 알고리즘을 적용한 하드웨어 설계를 제안하였다. 또한 효율적인 알고리즘의 사용을 통해 하드웨어 면적을 감소시켰다. 제안된 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 14.9K개의 게이트로 구현되었고, 최대 동작 주파수는 2GHz이다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.189-196
• /
• 2010

본 논문에서는 이미지 센서에 의해 발생하는 노이즈를 제거하기 위한 적응적 로컬 시그마 필터 장치를 제안하였다. 이미지 센서에 의해 발생하는 작은 노이즈는 이미지 센서의 아날로그 게인과 노출시간의 증가로 인해 영상 정보와 함께 증폭되며 이러한 노이즈 제거를 목표로 시스템을 설계 하였다. Flatness Index Map 알고리즘을 사용해 영상의 윤곽선을 추출하였으며, 임계치가 영상의 휘도에 따라 적응적으로 변화하도록 설계하여 고조도 영상에서는 윤곽선 추출을 수행하지 않으며, 저조도에서만 윤곽선을 추출하도록 하였다. 추출된 윤곽선을 판단하여 그에 해당하는 픽셀에 대해서만 Local Sigma Filter 알고리즘을 사용하여 노이즈 제거를 수행 하였다. 설계된 필터의 성능 검증을 위해 윈도우 테스트 프로그램을 제작하였다. 그리고 HDL을 사용해 하드웨어로 설계하였으며, FPGA Demonstration board와 $1280{\times}720$ 이미지 사이즈, 30 frame/sec의 성능을 갖는 HD급 CMOS 이미지 센서를 사용해 하드웨어로 설계된 로컬 시그마 필터의 동작을 검증하였다.