International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제13권2호
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pp.112-119
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2021
In the Fourth Industrial Revolution and the foundation of software and hardware technologies through ICT, the technology to analyze the principles of information processing activities is the ability to implement programming. In this study, to improve the programming academic performance of electronics majors, firstly, we presented an effective teaching method in order to promote employment in the programming field by improving problem-solving skills and logical thinking skills in the programming field that electronics majors do not prefer. Secondly, we plan to promote intelligence informatization by converging intelligence information technology into the existing electronics industry by developing software utilization skills through programming curriculum that reflects the specificity and reality of electronics. Lastly, as computer programmers, we would like to expand creative talent education by developing learners' capabilities to cultivate smart talents who have both hardware and software capabilities.
A typical terahertz time-domain spectroscopy system requires large, expensive, and heavy hardware such as a lock-in amplifier and a function generator. In this study, we replaced the lock-in amplifier and the function generator with a single sound card built into a typical desktop computer to significantly reduce the system size, weight, and cost. The sound card serves two purposes: 1 kHz chopping signal generation and raw data acquisition. A unique software lock-in (Python coding program to eliminate noise from raw data) method was developed and successfully extracted THz time-domain signals with a signal-to-noise ratio of ~40,000 (the intensity ratio between the peak and average noise levels). The built-in sound card with the software lock-in method exhibited sufficiently good performance compared with the hardware-based method.
TCP/IP Offload Engine(TOE)는 TCP/IP 프로토콜을 네트워크 어댑터 상에서 처리함으로써 호스트 CPU의 프로토콜 처리 부하를 줄이는 기술이다. TOE의 구현 방안으로는 임베디드 프로세서를 사용한 소프트웨어 TOE, ASIC 기반의 하드웨어 TOE, 그리고 하드웨어와 소프트웨어 구현의 장점을 결합한 하이브리드 TOE 등이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 하이브리드 방식의 TOE 구현을 위해 두 개의 프로세서 코어를 내장한 FPGA를 기반으로 임베디드 리눅스 기반의 소프트웨어 모듈 및 데이타 송수신에 필요한 하드웨어 모듈들을 설계하였다. 두 개의 프로세서 코어를 사용하여 송신 경로와 수신 경로를 분담하여 관리함으로써 리눅스 프로세스들 사이의 작업 전환 오버헤드를 줄일 수 있고, 송신과 수신 과정의 병렬 처리를 통해 단일 임베디드 프로세서의 성능 한계를 극복할 수 있다. 하드웨어 모듈은 패킷 헤더의 생성 및 처리, DMA를 사용한 데이타 수집 및 저장 등을 담당하여 송수신 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 프로세서 코어 내장형 FPGA가 장착된 TOE 네트워크 어댑터를 사용하여 송수신 분리형 TOE의 성능을 검증하였다.
하드웨어와 소프트웨어가 통합된 디지털 제품의 사용자 중심 디자인을 위해서는 디자이넌와 최종사용자 간의 협업을 효과적으로 지원하기 위한 연구방법이 필요하다. 또한 디자인 컨셉 개발에 직접적인 도움을 줄 수 있는 디자인 연구 방법에 대한 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 협동적 디자인 기법의 활용 방안을 소개하고 디지털 제품 디자인에 활용할 수 있는 협동적 디자인 프로토타이핑 도구를 제안하였다. STCtools(State Transition Chart tools)와 하드웨어 모델링 소재, 물리적 인터페이스 툴킷으로 구성된 이 도구는 디자인초기 사용자들과 디자이너들이 함께 디지털 제품의 컨셉을 탐색하고 검토하는데 효과적으로 활용될 수 있다. STCTools 소프트웨어는 컨텐츠나 인터페이스의 기본요소인 스테이트를 만들고, 편집하고, 사용자인터페이스를 스테이트들 간의 전환을 야기하는 이벤트로 구성하고, 중간 및 최종 STC 결과를 실행하는 모듈들을 포과하나다. 디자이너와 사용자는 하드웨어 모델링 소재와 소프트웨어 통합을 위한 물리적 인터페이스 툴킷을 활용하여 디자인 초기부터 하드웨어와 소프트웨어가 통합된 상황을 함께 검토할 수 있다. 도구의 효용성과 개선점을 파악하기 위하여 테마파크 관람객을 위한 휴대용 정보기기 디자인 프로젝트의 협동적 디자인 워크숍을 수행하였다. 세 번의 워크숍에서 도구를 활용함으로써 사용자와 디자이너간의 인터랙션이 촉진되고 순환적인 아이디어 전개가 가능하다는 점을 발견하였다. STCtools의 인터페이스와 관련된 문제점들도 지적되었지만 전반적으로 참가자들은 새로운 도구가 컨셉의 제안과 구체화에 기여하는 바를 긍정적으로 평가하였다. 본 연구에서 제안된 도구는 디자이너와 타 분야의 전문가, 디자이너들 간의 협동적 디자인 도구로도 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
무선통신 프로토콜의 구현에서 MAC 계층은 하드웨어와 소프트웨어를 결합한 시스템-온-칩으로 출시하는 것이 일반적이다. 하지만 이러한 시스템 개발에서 하드웨어의 개발에 많은 시간이 소요되므로 하드웨어의 개발 완료 이전에 소프트웨어의 개발 및 검증하기 위한 환경이 필요하다. 하드웨어와 소프트웨어의 통합 개발에서 하드웨어는 HDL(Hardware Description Level)을 이용한 RTL(Register Transfer Level) 로의 하드웨어 모델링을 통해서, 소프트웨어는 ISS를 통해 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있다. 시스템의 개발 복잡도가 점차 증가함에 따라 기존 RTL(Register Transfer Level) 보다 높은 추상 레벨에서의 모델링을 이용하는 ESL(Electronic System Level) 설계가 이루어지고 있다. ESL 설계는 비시간 모델과 시간 모델로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 시간 모델이 아닌 비시간 모델 시뮬레이션을 위한 MCU를 설계 및 구현한다. 제안하는 MCU는 비시간 모델에서 정확한 시간이 요구되는 부분 보다는 시스템의 동작을 쉽고 빠르게 검증함으로써 시스템 설계 초기 단계에 시스템의 최적화뿐만 아니라 설계 완료 시점을 앞당길 수 있다. 또한 운영체제를 구동할 수 있는 MCU 모듈을 설계함으로써 MAC 계층의 소프트웨어 부분을 실시간 운영체제 상에서 구현할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 SystemC 기반의 MCU 모듈과 실시간 운영체제 동작을 지원하는 UC/OS-II 모듈을 제안한다.
저전력을 소모하는 임베디드 시스템 개발의 중요성이 증대되고 있다. 저전력 소모의 시스템 개발은 하드웨어 측면에서 많이 연구되어 왔지만, 소프트웨어의 동작이 하드웨어 전력 소모를 유발하기 때문에 소프트웨어의 소모 전력을 분석하는 것 또한 중요한 이슈중의 하나이다. 본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 개발 과정에서 작성되는 설계 모델을 이용하여 에너지 효율적인 태스크 도출 방법을 제시한다. 이를 위하여 먼저 태스크 분할 기준을 제시하고, 이를 이용한 UML 설계 모델의 분할 과정을 설명한다. 제안된 태스크 도출 방법은 성능과 함께 전력 소모에 많은 영향을 미치는 임베디드 소프트웨어 개발에 활용하여 선행적으로 에너지 소모량을 절감할 기회를 제공할 수 있다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제14권4호
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pp.321-328
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2014
Software defined radar (SDR) is a multi-purpose radar system where most of the hardware processing is performed by software. This paper introduces a concept and technology trends of software defined radar, and addresses the advantages and limitations of the current SDR radar systems. For the advanced SDR concept, the KAU SDR Model (KSM) is presented for the multimode and multiband radar system operating in S-, X-, and K-bands. This SDR consists of a replaceable multiband antenna and RF hardware, common digital processor module with multimode, and open software platform based on MATLAB and LabVIEW. The new concept of the SDR radar can be useful in various applications of the education, traffic monitoring and safety, security, and surveillance depending on the various radar environments.
In this paper, we suggest a method utilizing OSHW(Open Source HardWare) in order to raise up students who are competent in IT convergence and integration as a basic research to improve the university software education. Software education cannot be too much emphasized in the age of big change of Fourth Industrial Revolution. It hardly seems to have changes in the software education area of university where has to train competent technicians to be deployed into the industrial field, although software education is planned even in elementary, middle, and high school. In this situation, we expect that utilizing OSHW in software education can result in gaining a meaningful effect. However, we don't have various and systemic approach which use it as a education system component, unlike the response and necessity OSHW market. Therefore in this paper we suggest models which constitute software education environment based on OSHW and exemplify how to use it in each model. In addition, we compare and analyze each model in order to give a criteria to choice one of them according to the condition.
소프트웨어 위기를 극복하기 위하여 컴포넌트 기술이 제안되어 개발에 적용되고 있다. 소프트웨어 컴포넌트는 하드웨어의 집적회로와 같은 블랙박스로 취급되지만 사용자가 효과적으로 이해할 수 있도록 지원되지 않는다면 이용할 수가 없다. 이 논문은 하드웨어 컴포넌트의 이해를 돕기 위한 데이터 북 형식이 소프트웨어 컴포넌트를 표현하는데 잘 적용될 수 있다는 것을 보였다. 데이터 북의 내용으로 UML과 API모형을 도입하여 컴포넌트를 이해하는 접근 방법을 채택하였으며 소프트웨어 컴포넌트의 중요한 부분인 아키텍처와 인터페이스 부분을 추가하였다. 실증적인 실험을 위하여 제안한 데이터 북을 EJB의 배치 디스크립터에 확장 포함하여 컴포넌트 데이터북을 웹 브라우저에서 볼 수 있도록 하였고 그 효용성을 실험하였다.
본 논문에서는 네트워크 포로토콜의 기능 명세를 소프트웨어 및 하드웨어 태스크로 분할한 후에 태스크 단위에서 조립형 재구성이 가능한 네트워크 프로토콜 스택의 설계 기법을 제안하였다. 또한 네트워크 기능을 사용하는 실시간 응용 서비스의 마감시한을 보장하기 위하여 개별 태스크의 마감시한을 보장함과 동시에 각 태스크 간에 교환되는 메시지의 마감시한을 보장하는 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 네트워크 프로토콜의 기능을 태스크 단위로 분할한 후에 조립형 재구성이 가능한 소프트웨어 및 하드웨어 기반의 네트워크 프로토콜 태스크로 설게 및 구현할 수 있다. 또한 제아한 실시간 메시지 교환 기법은 마감시한 내에 메시지의 처리를 완료해야 하는 멀티미디어 응용 서비스의 실시간 속성을 만족시킬 수 있다. 본 논문에서는 TCP/IP 프로토콜을 태스크 단위로 분할하여 SoC(System-on-chip) 플랫폼에서 각각 하드웨어 및 소프트웨어 태스크로 구현한 후에 제안한 기법의 성능을 분석한 결과, 응용 서비스가 요구하는 실시간성 만족도를 제공함과 동시에 TCP/IP 프로토콜의 처리 성능도 향상되었음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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