• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권3호
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• pp.27-36
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• 2012

최근 다양한 사용자 요구사항의 증가로 인하여 인터넷을 이용한 다양한 응용 제공에 대한 필요성이 증가하고 있다. 그러나, 단순하게 망에서 최소한의 기능만 제공하여 노드 간의 연결성만을 제공하기 위한 연구망으로 탄생한 인터넷의 근본적인 문제로 인하여 오늘날 우리가 필요로 하는 여러 가지의 다양한 응용 제공에 여러 제약들이 존재한다. 이러한 제약들은 라우팅 확장성, 이동성, 보안 및 QoS 제공 등 여러 가지 측면에서 새로운 접근을 필요로 하며, 국내외 여러 분야에서 이러한 제약들을 해결하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 제약들 중 하나인 망에서의 QoS 제공에 대한 연구의 일환으로 NetFPGA 플랫폼 기반의 라우터를 이용하여 특정 확률에 따라 패킷을 폐기하는 RED(Random Early Detection) 스케줄러를 구현하고 테스트베드를 구축하였다. 이를 통해 네트워크가 혼잡하여 라우터에서 발생하는 TCP 트래픽의 패킷 손실로 인한 망의 전역동기화(Global Synchronization) 현상을 방지하게 된다. 일반 라우터의 Drop Tail 방식과의 TCP 성능 비교 실험을 통하여 RED 스케쥴러가 네트워크가 혼잡한 상황에서 TCP 트래픽의 전송 성능을 향상시켜 망의 품질을 효율적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권7호
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• pp.118-127
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• 2010

패킷 기반의 TCP/IP 프로토콜 기반으로 구축된 인터넷 환경은 30년 넘게 사용되어 왔으나, 향후 통신환경의 급격한 변화와 다양한 사용자 요구사항의 증대로 인해 프로토콜 확장의 제약으로 인한 근본적인 문제점을 나타나게 될 것이다. 이를 해결하기 위해 Clean Slate 설계 방법에 기반을 둔 미래인터넷 연구가 진행되고 있고, 이를 실험하고 검증하기 위한 대규모 테스트베드 구축이 이루어질 것이다. 이를 위한 오픈 플로우 스위치 기술은 기존에 포설된 네트워크 장비를 활용하면서, 인터넷 트래픽에 영향을 주지 않고 독립적인 프로토콜을 시험할 수 있도록 하는 새로운 기술로 제안되었다. 국내에서도 테스트베드 구축의 한 방법으로 NetFPGA기반 오픈 플로우 스위치를 활용한 망구성이 연구되고 있으며 이러한 구조에서 인터넷망을 통한 오픈플로우 스위치 간 연결이 이루어지기 위해서는 오픈 플로우 스위치 간 논리적인 터널링이 제공되어야 한다. 이에 대한 해결책으로 본 논문에서는 NetFPGA 기반의 캡슐레이터를 구현하여 국내연구망인 KOREN에 구현된 여러 오픈 플로우 사이트 간에 MAC in IP 터널링이 이루어 질 수 있도록 하였고 이의 성능을 측정하였다. 측정 결과 기존 소프트웨어 기반의 캡슐레이터에 비해 성능이 향상되었음을 확인하였고, 미래인터넷 기술을 실험할 수 있는 테스트 베드로 활용할 수 있음을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권6호
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• pp.9-17
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• 2012

인터넷상에서 고품질 멀티미디어 서비스는 화상회의나 실시간 인터넷 방송 등 여러 분야에 적용 될 수 있기 때문에 주목받고 있다. 이러한 서비스에서 네트워크 자원을 효율적으로 사용하기 위해 IP 멀티캐스트가 해결책으로 제시되고 있지만 관리상의 문제점으로 인해 실제로 사용되지 못하고 있다. 대안으로 기존의 라우터들의 하드웨어를 변경하지 않고 상위계층에서 라우팅을 하는 오버레이 멀티캐스트가 제시되고 있다. 하지만 오버레이 멀티캐스트는 상위계층에서 멀티캐스팅 동작을 수행하기 때문에 최대 전송속도가 낮아서 고속 멀티미디어 데이터 전송에 부적합하다. 본 논문에서는 NetFPGA를 이용하여 고속의 처리가 필요한 부분인 멀티캐스팅 동작을 위한 패킷의 복제와 전송, 터널링 기능을 설계 하였다. 그 외에 비교적 고속의 처리가 필요하지 않은 부분은 소프트웨어로 구현하였다. 이로 인하여 실시간 처리가 가능하도록 하였다. 향후 성능 개선을 통하여 복제 가능한 지점의 수를 늘리고, 최적화를 통해 처리속도를 증가 시킬 연구를 진행할 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.971-974
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• 2011

본 논문에서는 대용량 네트워크에 비정상적인 트래픽이 유입이 되거나 나가는 경우 패킷 기반의 비정상 트래픽의 탐지와 분석이 가능토록 하는 시스템을 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시스템은 네트워크상의 이상 행위를 탐지하기 위하여, DDoS HTTP Get Flooding 공격 탐지 알고리즘을 적용하고, NetFPGA를 이용하여 라우터 단에서 패킷을 모니터링하며 공격을 탐지한다. 본 논문에서 구현한 시스템은 Incomplete Get 공격 타입의 Slowloris 봇과, Attack Type-2 공격 타입의 BlackEnergy, Netbot Vip5.4 봇에 높은 탐지율을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2018

최근 합성곱 신경망은 컴퓨터 비전에 관련된 여러 분야에서 높은 성능을 보여 주고 있으나 합성곱 신경망이 요구하는 많은 연산양은 임베디드 환경에 도입되는 것을 어렵게 하고 있다. 이를 해결하기 위해 ASIC이나 FPGA를 통한 합성곱 신경망의 구현에 많은 관심이 모이고 있고, 이러한 구현을 위해서는 효율적인 고정 소수점 표현이 필요하다. 고정 소수점 표현은 ASIC이나 FPGA에서의 구현에 적합하나 합성곱 신경망의 성능이 저하될 수 있는 문제가 있다. 이 논문에서는 합성곱 계층과 배치(batch) 정규화 계층에 대해 고정 소수점 표현을 분리해서, ResNet-50 합성곱 신경망의 합성곱 계층을 표현하기 위해 필요한 비트 수를 16비트에서 10비트로 줄일 수 있게 하였다. 연산이 집중되는 합성곱 계층이 더 간단하게 표현되므로 합성곱 신경망 구현이 전체적으로 더 효율적으로 될 것이다.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권4호
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• pp.142-151
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• 1996

This paper presents a new symmetrical routing architecture for FPGA and an efficient routing algorithm for the architecture. The routing architecture adopts the segmented wires and the improved switch modules. Segmetned wires construct routing channels which pass through the chip in vertical and horizontal directions. To maximize the utility of a track, a track in each switch module can be separated in two part using a programmable switch to route two different net. The proposed routing algorithm finds all assignable tracks for a given net and selects the best track from assignable tracks to minimize the number of programmable switches and the unused portion of the wire segments. In order to stabilize the perfomrance of the algorithm, the routing order is defined by weighted sum of the number of wire segment, the length of wire segmetn, and the number of pin. Experimental results show that routability is improved dramatically and the number of crossing switches are reduced about 40% compared with the previous works.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권6호
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• pp.413-422
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• 2011

오버레이 네트워크는 인터넷 연결성을 손상시키지 않고 새로운 네트워킹 기능을 제공할 수 있는 현실적인 방안이다. 본 논문은 서비스 오버레이의 용이한 구성을 지원하는 사용자 정의 네트워크 서비스를 소개하고 구성된 오버레이 네트워크 상에서 고속 데이터 평면 처리를 수행하는 서비스 게이트웨이의 하드웨어 및 소프트웨어 구조를 살펴본다. 또한, 멀티캐스트 응용 지원을 위한 서비스 오버레이 네트워크의 생성 과정을 예시한다. 국가과학기술연구망에 구축된 실험환경에서 서비스 게이트웨이의 성능 평가를 수행하고 수백 Mbps급 멀티미디어 서비스의 적용가능성을 확인한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권5호
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• pp.1192-1205
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• 2016

Field programmable gate array (FPGA)-based systems are thought to be a practical option to replace certain obsolete instrumentation and control systems in nuclear power plants. An FPGA is a type of integrated circuit, which is programmed after being manufactured. FPGAs have some advantages over other electronic technologies, such as analog circuits, microprocessors, and Programmable Logic Controllers (PLCs), for nuclear instrumentation and control, and safety system applications. However, safety-related issues for FPGA-based systems remain to be verified. Owing to this, modeling FPGA-based systems for safety assessment has now become an important point of research. One potential methodology is the dynamic flowgraph methodology (DFM). It has been used for modeling software/hardware interactions in modern control systems. In this paper, FPGA logic was analyzed using DFM. Four aspects of FPGAs are investigated: the "IEEE 1164 standard," registers (D flip-flops), configurable logic blocks, and an FPGA-based signal compensator. The ModelSim simulations confirmed that DFM was able to accurately model those four FPGA properties, proving that DFM has the potential to be used in the modeling of FPGA-based systems. Furthermore, advantages of DFM over traditional reliability analysis methods and FPGA simulators are presented, along with a discussion of potential issues with using DFM for FPGA-based system modeling.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권8호
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• pp.42-50
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• 2011

현재, 미래인터넷에 대한 연구가 해외 및 국내에서 활발하게 진행되고 있으며, 국내에서는 미래인터넷 연구를 위하여 한국 전자통신연구원과 국내 4개 대학을 중심으로 'FiRST(Future Internet Research for Sustainable Testbed)'라는 미래인터넷 테스트베드 구축 및 관련 핵심 기술 개발 프로젝트가 진행되고 있다. 'FiRST'프로젝트 중 국내 4개 대학이 공동으로 수행하고 있는 'FiRST@PC'의 경우 프로그래머블 플랫폼을 이용하여 오픈플로우 스위치 기반의 테스트베드를 KOREN과 KREONET에 구축하였다. 현재, 테스트베드 구축에 사용 된 프로그래머블 스위치의 가상화를 통하여 테스트베드를 이용하는 실험자들에게 독립적인 네트워크의 구축이 가능 하도록 하는 연구가 진행 중에 있다. 이때, 테스트베드의 가상화는 테스트베드를 이용하는 실험자들에게 슬라이스라는 단위로 독립적인 네트워크의 구성을 가능하도록 하며, 각 실험자에게 제공 된 슬라이스는 신뢰성 있고 안정적인 네트워크의 자원 사용 기회가 보장되어야 한다. 본 논문에서는 미래인터넷 테스트베드를 이용하는 실험자들에게 가상화된 네트워크인 슬라이스에 QoS를 제공하기 위하여 하드웨어 기반의 패킷 처리를 지원하는 프로그래머블 플랫폼인 NetFPGA 플랫폼을 이용하여 슬라이스의 트래픽을 스케쥴링하기 위한 스케쥴러를 구현하였고, 테스트베드를 구축하여 성능 실험을 하였으며, 실험을 통하여 미래인터넷 테스트베드의 가상화된 네트워크에 신뢰성있고 안정적으로 QoS를 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권9호
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• pp.35-46
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• 2011

미래인터넷은 효과적인 이동성 처리, 유연한 트래픽 엔지니어링 기술 및 다양한 새로운 응용 지원이 이루어져야 한다. 이에 따라 많은 트래픽 엔지니어링 기술들이 제안되고 개발되어 왔지만 이를 실제 운용 중인 상용 인터넷 망에 적용하는 것은 매우 어려운 것이 사실이다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 네트워킹 관련 응용을 지원하는 컨트롤러를 사용해 망의 장비를 제어할 수 있는 OpenFlow 기법이 제안되었다. 이는 소프트웨어 적으로 정의된 망으로 연구자들이 자신 만의 트래픽 엔지니어링 기법을 컨트롤러에 적용하여 그 유용성을 검증할 수 있다. 한편 고속 패킷 처리를 지원하는 OpenFlow 망의 구축을 위해 4개의 1G 인터페이스를 가지는 프로그래밍 가능한 NetFPGA 카드와 상용 Procurve 스위치 들이 사용될 수 있다. 본 논문에서는 하드웨어 가속 기능이 지원되는 NetFPGA 카드와 Procurve 스위치를 KREONET 망에 적용한 OpenFlow 테스트베드를 구축하고 가장 보편적인 QoS 라우팅 기법인 CSPF 알고리즘을 구축한 대규모 테스트베드 상에 적용하여 멀티미디어 트래픽 엔지니어링 기법의 성능 및 유효성 검증을 수행하였다.