• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.22-28
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• 2007

일반적으로 대역확산기술은 원하는 전송신호에서 요구되는 최소 나이퀴스트 대역과 관련하여 신호 대역의 인위적인 확산하는 것으로 인식된다. 대역확산은 재밍, 간섭 등의 탄력성, 신호전력의 감소 등 여러목적으로 사용된다. 본 논문에서는 대역확산은 작은 안테나, 송신 EIRP 증가없이 수신신호의 에너지를 증가시키고 링크버짓의 제한을 만족시키기 위함이다. 실제로 많은 이동환경 시나리오에서 DVB-S2 표준의 낮은 대역폭당 전송효율 형태의 전송형태에도 링크버짓을 만족시키지 못할 수 있다. 대역확산기술은 송신단의 전력제한환경하에 기존의 DVB-S2의 새로운 전송형태의 추가없이 시스템성능을 만족시킬수 있는 기법이다. 이러한 목표를 위해 대역확산기술의 설계는 스펙트럼 형상, 물리계층 성능, 링크버짓, 하드웨어 재사용, 강인성, 복잡도, 존재하는 사용 모듈과의 호환성등이 고려된다. 제한된 기법의 구현은 현재 DVB-S2 를 완전히 만족시키는 것이 가능해진다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.60-67
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• 2008

본 논문에서는 Bluetooth, Zigbee, WLAN 등 2.4GHz 대역 ISM-band 응용 분야를 위한 저 전력 주파수 합성기를 설계하였다. 저 전력 특성을 얻기 위해 전류소모가 큰 VCO, prescaler, ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator 등의 전력소모를 최적화하는데 중점을 두고 설계하였다. VCO는 전력소모 측면에서 유리한 NP-core 유형의 구조를 선택하여 위상잡음 특성과 전력소모를 최적화하였으며, prescaler는 정적 전류소모가 거의 없는 동적 회로 기술이 적용된 D-F/F을 사용하여 전력소모를 줄였다. 또한 다수의 로직으로 구성되는 3차 ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator는 'mapping circuit'으로 구조를 단순화하여 작은 면적과 저 전력소모 특성을 갖도록 하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 IC를 제작하여 성능을 측정한 결과 설계된 주파수 합성기는 1.8V 전원전압에서 7.9mA의 전류를 소모하고, 100kHz offset에서 -96dBc/Hz, 1MHz offset에서 -118dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보였다 또한 spur 잡음 특성은 -70dBc이며, 25MHz step의 주파수 변화에 따른 위상 고정 시간은 약 $15{\mu}s$이다. 설계된 회로의 칩 면적은 pad를 포함하여 $1.16mm^2$이며 pad를 제외한 면적은 $0.64mm^2$이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.20-35
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• 2016

본 논문에선 병렬 십진 곱셈기의 축약 단계의 면적과 지연시간을 감소시켜 성능을 향상시키기 위해 다중 피연산자 십진 CSA과 개선된 십진 CLA를 이용한 트리 구조를 제안한다. 제안한 부분곱 축약 트리는 십진수 부분곱에 대해 다중 피연산자 십진 CSA를 사용하여 빠르게 부분곱을 축약한다. 각 CSA에서는 리코딩에 입력의 범위를 제한함으로써 가장 간단한 리코더 로직을 얻는다. 그리고 각 CSA는 특정한 아키텍처 트리의 특정한 위치에서 범위가 제한된 십진수를 더하기 때문에 부분곱 축약 단계의 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 사용되는 십진 CLA의 로직을 개선하여 BCD 결과를 빠르게 얻을 수 있다. 제안한 십진 부분곱 축약 단계의 성능의 평가를 위해 Design Compiler를 통해 SMIC사의 180nm CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성하였다. 일반 방법을 이용하는 축약 단계에 비해 제안한 부분곱 축약 단계의 지연시간은 약 15.6% 감소하였고 면적은 약 16.2% 감소하였다. 또한 십진 CLA의 지연시간과 면적이 증가가 있음에도 불구하고 전체 지연시간과 전체 면적이 감소함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.15-25
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• 2012

FPGA용 CAD툴에 대한 학계의 연구는 상용 FPGA에 적용하기에는 단순하고 비효율적인 아키텍처를 가정하고 있기 때문에 실용성 측면에서 뒤처져 왔다. 최근 상용 FPGA 아키텍처의 배치 위치 및 배선 그래프 데이터베이스를 구축하고 인터페이스를 제공함으로써 상용 FPGA에 적용할 수 있는 배치 배선 툴의 개발을 가능하게 하려는 시도가 있었다. 본 논문은 신규 FPGA 아키텍처로 개발되고 있는 K-FPGA의 경쟁력을 벤치마킹 할 수 있는 툴킷 개발에 대해 기술한다. 이는 학계 CAD 툴의 실용성 한계를 한층 더 확장하고 있다. 기존 상용 툴과 매핑, 패킹, 배치, 배선 각 단계 별로 데이터를 교환할 수 있어 세부 툴별 비교 평가가 가능하며 이전 단계의 결과물을 기다리거나 결과의 질에 영향을 받지 않으면서 각 단계를 독립적으로 개발할 수 있는 체계를 구축하였다. 또한, 상용 FPGA의 아키텍처를 추출하여 단위 셀 라이브러리를 구축함으로써 FPGA 아키텍처의 신규 개발 시 참조 설계 역할을 할 뿐만 아니라 상시 벤치마킹 환경을 제공하도록 하였다. 특히, 아키텍처 정보를 툴 내에 하드 코딩하지 않고 하드웨어 설계자에게 익숙한 표준 HDL 형식으로 기술하여 읽어 들일 수 있도록 함으로써 아키텍처에 수시로 다양한 변경을 시도하면서 최적화해도 툴이 유연하게 수용할 수 있는 데이터 구동 방식의 툴 개발을 추구하였다. 실험을 통해 단위 셀 라이브러리 및 툴 기능을 검증하였으며 개발 중에 변경되고 있는 FPGA 아키텍처 상에서 임의의 설계를 매핑해 보고 정상 동작할 지 시뮬레이션으로 검증할 수 있음을 확인하였다. 배치 및 배선 툴이 개발 중이며 이들이 완성되면 실용적이고 다양한 신규 FPGA 아키텍처들을 개발하고 그 경쟁력을 평가할 수 있게 될 뿐만 아니라 신규 아키텍처를 위한 최적화 CAD 툴 개발 연구가 활발해지는 시너지 효과도 기대할 수 있다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권1호
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• pp.41-49
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• 2008

앞으로 conversions 시대의 도래와 진보된 기술 발전으로 인해 많은 기기들이 복잡해지고 또한 다양해지고 있음에 이처럼 다양하고 복잡한 기기들이 정밀하고 정확한 결과를 나타내기 위해 센서의 보다 더 정확하고 저전력의 Sensor들이 필요하게 되었다. 본 논문의 목적은 센서 네트워크를 위한 Fault tolerance와 Feedback 이론 그리고 무선 네트워크를 통해 에너지 효율성이 높은 MEMS 회로를 제안한다. 시스템은 휴무상태를 이용, 사용하지 않는 설정으로 전력소비를 줄이기 위해 가능한 한 독립적인 센서 통신 구현하였으며, 최소한의 하위 회로 수를 요구한다. 이러한 기술은 관리적인 측면의 제어와 하드웨어적 요구, 시간, 상호작용적 문제를 줄여 시스템 실행에 영향을 끼치며 개발된 센서에 의한 Moving Distance별 Product를 조사하여 시스템효율을 비교하였다. 이 시스템은 응용을 위해 디자인 되어 있지만 이 시스템은 "유비쿼터스 시티", "공장 자동화 공정", "실시간 처리 시스템" 등에서 많은 일상 환경과 생산 환경에 적용될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.34-45
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• 2007

오버샘플링(oversampling) 방식의 시그마-델타(sigma-delta) A/D 컨버터에서는 오버샘플링된 신호를 최종 Nyquist rate 으로 낮춰주는 디지털 데시메이션 필터가 필수적이다. 본 논문에서는 면적을 크게 줄이면서 time-to-market의 이점을 가져다주는 고해상도 시그마-델타(sigma-delta) A/D 컨버터용 디지털 데시메이션(decimation) 필터의 Verilog-HDL 설계 및 구현을 보였다. 디지털 데시메이션 필터는 CIC(cascaded integrator-comb) filter와 두 개의 half-band FIR filter로 이루어져 있다. FIR필터에서 곱셈연산의 복잡성을 줄이고 면적을 최소화하기 위해 계수를 CSD(canonical signed digit) 코드로 표현하여 사용하였다. 곱셈 연산은 일반 곱셈기 없이 쉬프트 와 덧셈방식을 이용하여 구현되었다. 3단 데시메이션 필터는 $0.25-{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었고, 필터의 면적은 $1.36mm^2$ 이며 2.8224 MHz의 클럭 주파수에서 4.4 mW의 파워소모를 보였다. 측정 결과 높은 신호대 잡음 비(SNR)를 요구하는 디지털 오디오용 데시메이션(decimation) 필터의 사양을 충분히 만족시키고 있음을 볼 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.1-9
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• 2014

본 논문에서는 다수의이동 가능한 관리 대상을소수의 관리자가 효율적으로 관리하기위하여 Ad-hoc 네트워크 환경에서 DSDV(Destination Sequenced Distance Vector) 라우팅 알고리즘을 활용하는 위치 정보 시스템을 구현하며, 또한 이를 효율적으로 제어하기 위한 사용자 맵핑 시스템을 설계하고 구현한다. 제안된 시스템의 소프트웨어 부분에서는 다수의 위치 정보 노드들이 Ad-hoc 네트워크 환경에서 DSDV 라우팅 알고리즘으로 네트워크를 구축하고, 구축된 네트워크에서 하나 이상의 위치 정보 노드가 사라지면 진동과 같은 경고 시스템을 활성화한다. 하드웨어로 구현된사용자 맵핑시스템은 사용자위치 정보노드(u_LIN, User Location Information Node)라 명명된 장치들이 네트워크를 구축한 뒤, 그 네트워크에서 하나 이상의 u_LIN이 사라지면 경고 시스템을 활성화 하여 사라진 u_LIN을 찾도록 도와주는 시스템이다. 본 시스템의 설계로 구현된 프로토타입으로 성능 평가를 수행한 결과, 사용자 위치 정보 노드 간 1:1 통신을 직선거리에서 수행하였을 때, 약 250m까지 통신이 가능하였으며, 1:N 통신의 경우 약 100m 이내의 거리에서 정상적으로 통신이 이루어지는 것을 확인하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 유치원 아동 관리 시스템, 놀이공원 미아 방지 시스템, 관광객 관리 시스템 등 여러 시스템에 매우 유연하게 적용이 가능하여 그 활용도가 높을 것으로 예상된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.335-344
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• 2009

기존의 2차원 그래픽스 환경에서는 비트맵이나 래스터 위주의 연산들이 주가 되었지만, 최근에는 범위성(範圍性, scalability)을 지원하기 위해서, 임베디드 시스템과 웹 브라우저를 중심으로 2차원 스케일러블 벡터 그래픽스 기능(scalable vector graphics feature)을 제공하고 있다. 현재는 Flash, SVG 등이 활발히 사용되고 있으며, 이를 지원하기 위한 하위 라이브러리 표준으로는 크로노스 그룹(Khronos Group)의 OpenVG가 실질적 API 표준(de facto API standard)의 역할을 담당하고 있다. 이 논문에서는 OpenVG 표준의 구현 결과인 AlexVG의 설계 및 구현 과정, 최종 결과를 제시한다. AlexVG의 구현은 설계 당시부터 또다른 실질적 표준인 SVG-Tiny와의 연계를 염두에 두었고, 현재 OpenVG의 응용 프로그램들은 물론이고, SVG-Tiny 표준에 따른 미디어 파일들을 재생할 수 있는 능력을 제공한다. 제공하는 기능 면에서 본다면, AlexVG는 OpenVG 적합성 검사(conformance test)를 100% 통과하였으며, SVG-Tiny 적합성 검사의 그래픽스 관련 부분도 100% 통과하였다. 성능 면에서는 자원의 제한이 심한 휴대용 기기들과 임베디드 기기들에서의 효율성에 초점을 맞추었다. 그 결과로, 기존의 참조 구현(reference implementation)에 비하여 획기적인 속도 향상을 가져 왔으며, 특히 ARM 등의 저성능 CPU에서도 다른 라이브러리나 하드웨어 지원 없이 우수한 실행 속도를 보이고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1013-1019
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• 2014

저궤도 관측위성에 탑재된 영상처리장치의 온도제어를 위하여 사용하는 열적완충질량을 대체할 수 있는 상변화물질의 성능에 대하여 수치해석적으로 분석하였다. 관측위성에 사용되는 고정밀 영상처리장치는 임무에 따라 주기적으로 작동하며 발열량이 매우 큰 반면, 온도에 민감하여 작동허용 온도범위가 매우 좁다. 이러한 장치의 온도를 제어하기 위하여 국산 저궤도 관측위성에서는 열적완충질량을 이용하여 부품의 온도변화 시상수를 증가시키는 효율적인 설계를 적용하였지만, 질량이 증가하는 단점이 있다. 본 연구에서는 질량을 최소화하며 부품 온도를 안정적으로 유지할 수 있도록 고상-액상 상변화물질을 이용한 열제어 장치를 제안하였으며, 수치해석을 통하여 열적 완충질량에 대한 유효성을 비교/검증하였다. 상변화물질을 이용한 열제어 장치는 열적완충질량을 대체하여 효과적인 온도제어가 가능할 뿐 아니라 질량도 열적완충질량의 약 12% 정도로 감소시킬 수 있었다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제12D권7호
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• pp.1049-1064
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• 2005

내간형 시스템이 제공하는 기능이 다양해지고 그 구조가 복잡해짐에 따라, 이들 시스템을 설계하는 데에 객체 지향 설계 방법론이 널리 사용되고 있다. 객체로 설계된 시스템을 대상 하드웨어에서 수행시키기 위해서는 객체들로부터 태스크 집합을 유도해야 하는데, 여기에 몇 개의 태스크가 존재하며 각 태스크가 어떤 객체들로 도착한 어떤 이벤트를 처리하느냐에 따라 시스템의 응답성이 크게 좌우된다. 그럼에도 불구하고 객체와 태스크의 상이함 때문에 최적의 태스크 집합을 유도하는 것은 매우 어려운 일이며, 그로 인해 지금까지는 여러 태스크 집합을 반복적으로 시도해 보는 것이 보편적인 방법이었다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하는 Scenario-based Implementation Synthesis Architecture(SISA)를 제안한다. SISA는 객체로 설계된 시스템에서 태스크 집합을 유도하는 방법, 그리고 이를 지원하는 개발 도구와 런타임 시스템 아키텍처를 총칭한다. 이를 이용하여 개발된 시스템은 가능한 적은 개수의 태스크들로 이루어져 있으면서도 시스템의 각 이벤트에 대한 응답 시간이 최소임이 보장된다. 우리는 UML 2.0을 모델링 언어로 사용하는 개발도구인 ResoRT를 확장하여 SISA를 구현했으며, 기 개발된 산업용 PBX(사설교환기) 시스템에 이를 적용했다 이 시스템의 성능 평가 결과, 지금까지 알려진 최선의 태스크 유도 방식을 이용하여 개발되었을 때에 비해 ,시스템의 최대 응답 시간이 평균 $30.3\%$ 단축된다는 것을 확인할 수 있었다.