• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제6권2호
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• pp.79-88
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• 2012

Power continues to be a driving force in central processing units (CPU) design. Most of the advanced breakthroughs in power have been in a realm that is applicable to workstation CPUs. Advanced power management systems will manage temperature, dynamic voltage scaling and dynamic frequency scaling in a CPU. The use of power management systems for microcontrollers and embedded CPUs has been modest, and mostly focuses on very large scale integration (VLSI) level optimizations compared to system level optimizations. In this paper, a dynamic frequency controlling (DFC) technique is introduced, to lay the foundation of a system level power management system for commercial microcontrollers. The DFC technique allows a commercial microcontroller to have minor modifications on both the hardware and software side, to allow the clock frequency to change to save power; results in this study show a 10% savings. By adding an additional layer of software abstraction at the interrupt level, the microcontroller can operate without having knowledge of the current clock frequency, and this can be accomplished without having to use an embedded operating system.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.513-518
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• 2016

The piezoelectric actuating device is known for its large power density and simple structure. It can generate a larger force than a conventional actuator and has also wide bandwidth with fast response in a compact size. To control the piezoelectric actuator, we need an analog signal conditioning circuit as well as digital microcontrollers. Conventional microcontrollers are not equipped with an analog part and need digital-to-analog converters, which makes the system bulky compared with the small size of piezoelectric devices. To overcome these weaknesses, we are developing a single-chip controller that can handle analog and digital signals simultaneously using mixed-signal FPGA technology. This gives more flexibility than traditional fixed-function microcontrollers, and the control speed can be increased greatly due to the parallel processing characteristics of the FPGA. In this paper, we developed a floating-point multiplier, PWM generator, 80-kHz power control loop, and 1-kHz position feedback control loop using a single mixed-signal FPGA. It takes only 50 ns for single floating-point multiplication. The PWM generator gives two outputs to control the charging and discharging of the high-voltage output capacitor. Through experimentation and simulation, it is demonstrated that the designed control loops work properly in a real environment.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.221-228
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• 2007

Many kinds of microcontrollers such as 8051, PIC16 and Atmega series are used for the automatic control system, home appliances and communication equipments manufacturing. It is very important to understand the basic operational principles of microcontrollers and their design concepts. There are many kinds of educational microcontroller trainers and also they are designed and assembled very complicatedly. For the students or developers, it is very difficult to catch the basic operation schemes and apply the techniques to the control system. And also it requires much cost and time for the various kinds of trainers purchasing. In this paper, standardization of pins layout and peripheral modules for the general microcontroller usage was introduced and tested with 89C2051, 89C51, PIC16F84, PIC16F877, Atmega8535 and Atmega128, etc. As a result of test, it was found that saving the cost and time using this suggested device was possible. And also it was very effective way to understand microcontroller design and programming techniques.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1441-1447
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• 2021

아두이노는 흔히 사용되는 마이크로컨트롤러를 위한 플랫폼의 하나로 빠른 개발을 가능하게 하면서도 뛰어난 확장성을 가지고 있어 교육 현장은 물론 산업 현장에서도 널리 사용되고 있다. 하지만 아두이노에서 공식적으로 사용하는 마이크로컨트롤러는 몇 가지에 지나지 않으므로 다양한 마이크로컨트롤러를 아두이노 환경에서 사용하고자 하는 시도가 이루어져 왔다. 이러한 아두이노 플랫폼 확장의 일환으로 이 논문에서는 ATmega128 기반의 아두이노 호환 보드인 128duino를 구현하고 그 동작을 확인한다. ATmega128은 교육용으로 흔히 사용되는 마이크로컨트롤러 중 하나이므로 아두이노 확장을 위해 선택하였다. 128duino는 시리얼 및 ISP(In System Programming) 방식 업로드를 하나의 USB 연결로 가능하도록 구현하여 하드웨어 구성 및 가격 측면에서 장점을 가지므로 교육용은 물론, 사물인터넷을 포함한 다양한 환경에서 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.623-630
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• 2016

이기종 기기가 상호 연결되어 통신하는 IoT 환경에서는 모든 기기가 일정한 보안 수준을 갖추어야 한다. 그러나 통신 계산 기능이 제약된 기기에서는 상대적으로 암호 알고리즘의 성능이 저하되어 최적화 또는 효율적인 구현 방법이 필요하다. 본 논문에서는 ARX 경량 블록 암호를 대상으로 레지스터를 고려한 효율적인 Rotation 구현 방법을 연구한다. 실제 기기를 이용한 성능 측정을 통해 수정된 Rotation의 효율성을 실증적으로 검증한다. 실험 결과, 수정된 Rotation이 이전보다 개선된 성능을 보여주었으며, 특히, 16비트 MSP 환경에서 실제 기기와 시뮬레이션 성능 측정 결과 사이에 유의한 차이가 있음을 발견하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1068-1076
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• 2019

오늘날 우리가 사용하고 있는 대부분의 전자제품에는 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있으며, 이를 내장한 미니컴퓨터를 임베디드 시스템이라고 한다. 이러한 소규모 환경에서는 마이크로 컨트롤러에 응답성이 매우 중요한데 본 논문에서는 마이크로 컨트롤러에 기본적인 입출력 제어, 타이머/카운터 인터럽트 동작원리 및 이해에 대한 내용과 더불어 마이크로 컨트롤러 내의 플래시메모리에 각 프로그램 실행 루틴인 메인 루틴 및 인터럽트 서비스루틴에 대한 특징 및 프로그램 실행 순서를 컨트롤하여 처리율과 레이턴시를 개선하는 프로그램 로직을 제안하고 있다. 본 논문에서의 하드웨어 시뮬레이션은 아트멜사와 마이크로칩사에서 출시한 ATmega128과 PIC16F877A 마이크로 컨트롤러를 이용하여 검증이 실시되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4191-4203
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• 2023

Robotics applications are greatly needed in hazardous locations, e.g., fusion and fission reactors, where robots must perform delicate and complex tasks under ionizing radiation conditions. The drawback is that some robotic parts, such as active electronics, are susceptible to radiation. It can lead to unexpected failures and early termination of the robotic operation. This paper analyses the ionizing radiation effect from 0.09 to 1.5 Gy/s in robotic components (microcontrollers, servo motors and temperature sensors). The first experiment compares the performance of various microcontroller types and their actuators and sensors, where different mitigation strategies are applied, such as using Radiation-Hardened (Rad-Hard) microcontrollers or shielding. The second and third experiments analyze the performance of a 3-Degrees of Freedom (DoF) robotic arm, evaluating its components' responses and trajectory. This study enhances our understanding and expands our knowledge regarding radiation's impact on robotic arms and components, which is useful for defining the best strategies for extending the robots' operational lifespan, especially when performing maintenance or inspection tasks in radiation environments.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.365-368
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• 2024

본 논문에서는 온칩 마이크로컨트롤러(MCU)와 명령어(instruction) ROM을 사용하는 NAND 플래시 메모리에서 제조 이후 잘못된 셀(cell) 어레이 구동 명령어들을 수정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 작은 패치(patch) 명령어 RAM을 사용하며, MCU는 재구성 가능한 프로그램 카운터(PC) 대체 메커니즘을 통해 패치 명령어들을 가져와 수행한다. 패치 명령어들과 PC 대체를 위한 데이터는 특정 낸드 셀 영역에 저장되고, 전원이 켜질 때 전기적 퓨즈(fuse) 정보와 함께 로드된다. 제안하는 방법은 소수의 명령어 패치만 지원하기 때문에 면적 증가는 무시할 수 있을 만큼 매우 작다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.759-761
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• 1998

90년대 중반 이후 고성능의 프로세서들은 성능 향상을 위해 명령어 수준의 병렬성을 이용하고 있다. 특히 실행화일의 호환성을 고려할 필요가 없는 마이크로컨트롤에서는 같은 하드웨어로 더 많은 함수유닛을 가질 수 있는 VLIW 구조가 널리 사용된다. 이러한 VLIW형의 마이크로컨트롤러에서는 병렬성을 추출하는 역할이 전적으로 소프트웨어에 있으므로 컴파일어가 성능향상에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 마이크로컨트롤러의 구조와 그룹짓기 조건을 분석하고 선택 스케쥴링과 소프트웨어 파이프라이닝을 이용한 VLIW형 마이크로컨트롤러용 최적화 컴파일러를 구현하고 그 성능을 측정한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.129-129
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• 2000

This paper describes the concept and method of Controlling an illuminator using Power-Line Modem. Nowadays it is being studied and developed the Power-Line communication. The communication using Power-Line can realize Building-Automation and Home-Automation easily and chiefly. Because it has no need constructing an additional equipment. In this study it is used The Power-Line Modem, illuminators and microcontrollers which enable RS-232C serial communication.