• 제목/요약/키워드: High-speed Arithmetic

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고속 Floating Point Unit 설계 (A Design of High Speed Floating Point Unit)

  • 오행수
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권2호
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    • pp.1-5
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    • 2002
  • 부동소수점 시스템은 IEEE754 표준을 따른다. 부동소수점 방식의 가산기를 2의 보수를 사용하지 않고 1의 보수를 사용함으로서 간단히 나타낼 수 있다. 즉 이 시스템은 단지 반전을 함으로서 간단하고 빠른 연산을 수행할 수 있도록 하였다. 새롭게 설계된 가산기의 연산속도 향상을 위해 53bit의 캐리 선택 가산기를 사용하였다. 본 논문에서는 연산속도 향상을 위한 고성능의 효율적인 마이크로프로세서 시스템을 위한 부동소수점 가산 장치를 설계하였다.

$GF(2^m)$ 상의 승법과 승법력 계산을 위한 가변형 산술 연산 시스템의 설계 (Design of Variable Arithmetic Operation Systems for Computing Multiplications and Mulitplicative Inverses in $GF(2^m)$))

  • 박동영;강성수;김흥수
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.528-535
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    • 1988
  • This paper presents a constructing theory of variable arithmetic operation systems for computing multiplications and multiplicative inverse in GF(2**m) based on a modulo operation of degree on elements in Galois fields. The proposed multiplier is composed of a zero element control part, input element conversion part, inversion circuit, and output element conversion part. These systems can reduce reasonable circuit areas due to the common use of input/output element converison parts, and the PLA and module structure provice a variable property capable of convertible uses as arithmetic operation systems over different finite fields. This type of designs gives simple, regular, expandable, and concurrent properties suitable for VLSI implementation. Expecially, the multiplicative inverse circuit proposed here is expected to offer a characteristics of the high operation speed than conventional method.

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RB 복소수 필터구조와 DLMS 알고리듬을 이용한 Pipelined ADFE의 설계

  • 안병규;신경욱
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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    • pp.534-537
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    • 1999
  • This paper describes a design of pipelined adaptive decision-feedback equalizer (PADFE) for high bit-rate wireless digital communication systems. To enhance the throughput rate of ADFE, two pipeline stages are inserted into the critical path of ADFE by using delayed least-mean-square (DLMS) algorithm. Redundant binary (RB) arithmetic is applied to all the data processing of ADFE including filter laps and coefficient update blocks. When compared with conventional methods based on two's complement arithmetic, the proposed approach reduces arithmetic complexity, as well as results in a very simple complex-valued filter structure, thus suitable for VLSI implementation. The design parameters (filter tap, coefficient and internal bit-width, etc.) and equalization performance (bit error rate, convergence speed, etc.) are analyzed by algorithm-level simulation using COSSAP. The PADFE was designed using VHDL and Synopsys, and mapped into two ALTERA FLEX10k100 FPGAs.

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정수형 퍼지제어기법을 적용한 실시간 고속 퍼지제어시스템 (A Real-time High-speed Fuzzy Control System Using Integer Fuzzy Control Method)

  • 손기성;김종혁;성은무;이상구
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 춘계 학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.299-302
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    • 2003
  • 대용량의 퍼지데이터를 처리하기 위한 퍼지제어 시스템의 가장 큰 과제는 퍼지추론 및 비퍼지화 단계에서의 수행속도의 개선이다. 본 논문에서는 퍼지제어기의 속도 향상을 위해 [0, 1]사이의 실수값을 갖는 퍼지 소속 함수값을 정수형 격자(pixel)에 매핑시켜 정수형 퍼지 소속함수값만을 가지고 퍼지연산을 하는 정수형 퍼지제어기법을 적용한 고속이 정수 연산을 수행하는 퍼지 프로세서와 주변제어 시스템을 FPGA로 설계하여 기존 퍼지제어 시스템에 비해 매우 빠른 실시간 고속퍼지 제어시스템을 구현한다.

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높은 처리량을 갖는 HEVC CABAC 이진 산술 부호화기의 하드웨어 설계에 관한 연구 (A Study on the Hardware Design of High-Throughput HEVC CABAC Binary Arithmetic Encoder)

  • 조현구;류광기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.401-404
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    • 2016
  • 본 논문은 HEVC의 엔트로피 코딩방법인 CABAC Encoder를 위한 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. CABAC의 이진 산술 부호화(Binary Arithmetic Encode)는 각 단계간의 의존도가 높아 빠른 연산이 어렵다. 제안하는 이진 산술 부호화기는 입력으로 들어오는 빈을 고속으로 처리하기 위하여 4단계의 파이프라인 구조로 설계 되었다. 입력 빈의 값에 따라 MPS(Most Probable Symbol) 혹은 LPS(Least Probable Symbol)로 결정되어 이진 산술 부호화를 수행 하며 반복되는 연산으로 발생하는 Critical path는 LUT를 사용하여 줄일 수 있었고 하드웨어 면적을 줄이기 위해 메모리를 사용하지 않는 구조로 설계 되었다. 제안하는 CABAC의 이진 산술 부호화기는 Verilog-HDL로 설계하였으며 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 게이트수는 3.17k 이며 최대 동작주파수는 1.53GHz이다.

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모바일 그래픽 응용을 위한 파이프라인 구조 특수 목적 연산회로의 하드웨어 설계 (Hardware Design of Pipelined Special Function Arithmetic Unit for Mobile Graphics Application)

  • 최병윤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1891-1898
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    • 2013
  • 3차원 그래픽 API인 OpenGL과 Direct3D를 효율적으로 처리하기 위해 sine, cosine, 역수, 역제곱근, 지수 및 로그 연산을 처리하는 부동소수점 연산회로를 설계하였다. 고속 연산과 2 ulp 보다 작은 오차를 만족시키기 위해 2차 최대최소 근사 방식과 테이블 룩업 방식을 사용하였다. 설계된 회로는 65nm CMOS 표준 셀 조건에서 2.3-ns의 최대 지연시간을 갖고 있으며, 약 23,300 게이트로 구성된다. 최대 400 MFLOPS의 연산 성능과 높은 정밀도로, 설계한 연산회로는 3차원 모바일 그래픽 분야에 효율적으로 적용 가능하다.

SD 수, PD 수를 이용한 다치 연산기의 설계 (Design of Multi-Valued Process using SD, PD)

  • 임석범;송홍복
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.439-446
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    • 1998
  • 본 논문에서는 다치 논리를 기본으로 한 SD 가산기 및 PD 가산기를 설계하였다. 전류 모드 CMOS 회로를 이용하여 다치 논리를 구현하였으며 부분곱으로 전압모드 CMOS 회로도 이용하였다. 설계된 회로에 대한 검증은 대부분 SPICE 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 다치 부호를 적용한 SD(Signed-Digit) 수 표현을 사용하여 자리 올림 신호의 전송이 자리수에 관계없이 1단에서 실행되게 함으로써 병렬연산의 고속화를 가능하게 하였고, 또한 M개의 다 입력을 처리하는 가산기에서는 적당한 PD(Positive-digit) 수 표현을 사용하여 가산의 단수를 줄일 수 있으므로 연산의 고속화 및 고집적화를 가능하게 하였다.

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Multiplierless Digital PID Controller Using FPGA

  • Chivapreecha, Sorawat;Ronnarongrit, Narison;Yimman, Surapan;Pradabpet, Chusit;Dejhan, Kobchai
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.758-761
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    • 2004
  • This paper proposes a design and implementation of multiplierless digital PID (Proportional-Integral-Derivative) controller using FPGA (Field Programmable Gate Array) for controlling the speed of DC motor in digital system. The multiplierless PID structure is based on Distributed Arithmetic (DA). The DA is an efficient way to compute an inner product using partial products, each can be obtained by using look-up table. The PID controller is designed using MATLAB program to generate a set of coefficients associated with a desired controller characteristics. The controller coefficients are then included in VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language) that implements the PID controller onto FPGA. MATLAB program is used to activate the PID controller, calculate and plot the time response of the control system. In addition, the hardware implementation uses VHDL and synthesis using FLEX10K Altera FPGA as target technology and use MAX+plusII program for overall development. Results in design are shown the speed performance and used area of FPGA. Finally, the experimental results can be shown when compared with the simulation results from MATLAB.

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A High-Speed Multiplier-Free Realization of IIR Filter Using ROM's

  • Sakunkonch, Thanyapat;Tantaratana, Sawasd
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.711-714
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    • 2000
  • In this paper, we propose a high-speed multiplier-free realization using ROM’s to store the results of coefficient scalings in Combination With higher signal rate and pipelined operations. We show that hardware multipliers are not needed. By varying some parameters, the proposed structure provides various combinations of hardware and clock speed (or through-put). An example is given comparing the proposed realization with the distributed arithmetic (DA) realization. Results show that With Proper Choices of the Parameters the proposed structure achieves a faster processing speed with less hardware, as compared to the DA realization.

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구형파 브러시리스 직류 전동기의 고속 운전 제어 알고리즘 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of High-Speed Control Algorithm for the trapezoidal Brushless DC Motor)

  • 최재혁;장훈;김종선;유지윤;송명현;이용순
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.435-438
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    • 2002
  • The Objects of this paper are developing and also improving a high-speed driving system of bushless DC motor(BLDCM) with economical and practical performance. Because BLDC motors are manufactured that each motor can create proper torque for their individual purpose, it is difficult to increase over the rated speed when a motor speed (with it's rated road) is reaching to a maximum speed so the motor torque cannot be increased. This paper verifies the effects of Leading Angle Algorithm, that is proposed on this paper, with examining existing methods to maximize the torque of a motor in high-speed driving area. The arithmetic processor for this experiment is TMS320C240 DSP controller that is designed for a special purpose of motor control in Texis Instrument Inc., and the used Inverter is PM10CSJ060, a Intelligent Power Module of Mitsubishi Corporation.

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