• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.126-133
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• 2006

본 논문은 H.264 비디오 압축 표준에서 필요로 하는 순방향 및 역방향 변환과 양자화를 수행할 수 있는 AMBA 기반 IP에 대해서 기술하고 있다. 변환과 양자화 회로는 면적과 성능 측면에서 최적화되어 있으며, AMBA를 기반으로 동작하기 위해서 AHB 랩퍼 회로가 추가되었다. IP가 버스를 점유하는 시간과 비디오 데이터를 외부 메모리의 어느 위치에 저장할 것인지를 사용자가 지정할 수 있도록 설계하였다. Xilinx FPGA와 ARM9 프로세서를 장착한 플랫폼 보드를 사용하여 제안된 IP가 AMBA 표준에 근거하여 동작하는지를 검증하였다. $0.25{\mu}m$ 표준 셀을 사용하여 이 회로를 MPW 칩으로 제작하고 동작을 확인하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제20권1호
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• pp.116-130
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• 2024

In the Internet-of-Things (IoT) or blockchain-based network systems, secure keys may be stored in individual devices; thus, individual devices should protect data by performing secure operations on the data transmitted and received over networks. Typically, secure functions, such as a physical unclonable function (PUF) and fully homomorphic encryption (FHE), are useful for generating safe keys and distributing data in a network. However, to provide these functions in embedded devices for IoT or blockchain systems, proper inspection is required for designing and implementing embedded system-on-chip (SoC) modules through overhead and performance analysis. In this paper, a virtual platform (SoC VP) was developed that includes a secure key generation module with a PUF and FHE. The SoC VP platform was implemented using SystemC, which enables the execution and verification of various aspects of the secure key generation module at the electronic system level and analyzes the system-level execution time, memory footprint, and performance, such as randomness and uniqueness. We experimentally verified the secure key generation module, and estimated the execution of the PUF key and FHE encryption based on the unit time of each module.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.1497-1501
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• 2005

프로그램의 순차적인 실행 순서를 바꾸는 명령어를 분기 명령어라 하며, 분기는 마이크로프로세서의 파이프라인 정지를 일으켜 성능을 저하시키는 가장 큰 원인이 된다. 이에 따라 분기를 정확히 예측하여 다음 실행될 명령어를 제공한다면 마이크로프로세서의 자연스런 명령어의 실행 흐름은 끊어지지 않게 되고 이로써 논은 성능의 향상을 기대할 수 있게 된다. 분기 예측을 위해서는 분기 타겟 버퍼가 필수적이며, 분기 타겟 버퍼는 분기 예측 결과에 따라 다음에 실행할 명령어의 주소를 제공한다. 본 논문에서는 가상주소를 실제주소로 바꾸어 주는 TLB와 분기 타겟 버퍼가 각각 가지고 있는 태그 메모리를 함께 사용하는 구조를 제안한다. 이러한 공유 태그 구조의 이점은 2재의 태그 메모리를 하나로 공유함으로써 칩 면적의 감소를 꾀하고 더불어 분기 예측 속도를 향상시킬 수 있다는 점이다. 또한, 본 논문에서 제안된 구조는 주소로 사용되는 비트 수가 커지거나 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있는 구조에서 그 이점이 더욱 커지기 때문에 향후 개발되는 마이크로프로세서에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11B호
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• pp.1329-1338
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• 2011

본 논문에서는 분산 메모리 아키텍처를 사용하는 멀티프로세서에서 가장 병목 현상이 심한 집합통신 중 브로드캐스트를 위한 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 시스템에서 집합통신은 프로세싱 노드의 통신포트 상태가 busy 혹은 free 인지를 고려하지 않고 MPI libray cell 에 의해서 점대점 통신으로 변환되어 진다. 만약 브로드캐스트 통신을 하는 동안에 간섭하는 점대점 통신이 있다면, 브로드캐스트 통신의 전송 속도는 저하된다. 따라서 본 논문에서는 각각의 프로세싱 노드의 상태를 고려하여 통신 순서를 결정하는 브로드캐스트 통신 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 구조의 알고리즘은 각 프로세싱 노드의 상태에 따라, free 상태의 통신 포트를 가진 프로세싱 노드의 통신 포트에게 우선적으로 메시지를 송신하여 전체적인 집합통신 시간을 단축하였다. 본 연구에서 제안하는 브로드캐스트 통신을 위한 MPI 유닛은 SystemC로 모델링하여 평가하였다. 또한 본 구조는 16노드에서 브로드캐스트 통신의 성능을 최대 78% 향상시켰고, 이는 MPSoC(Multi-Processor System-on-Chip)의 전체적인 성능을 높이는데 유용하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.503-506
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• 2015

IoT(Internet of Things) 상용화에 따라 무선 통신이 가능한 하드웨어 구조 개발의 필요성이 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 디바이스 간 연동이 가능한 Smart Frame System이 내장된 SoC(System on a Chip) 플랫폼 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 디지털 액자에 무선통신 기능과 실시간 처리가 가능한 하드웨어 구조를 적용하였고, Bluetooth를 이용하여 제어할 수 있는 스마트폰 어플리케이션을 개발하였다. 제안하는 SoC 플랫폼의 하드웨어 구조는 CIS(CMOS Image Sensor) Controller 모듈, Memory Controller 모듈, 확대, 축소, 회전 등의 다양한 영상처리를 위한 ISP(Image Signal Processing) 모듈, 디바이스 간 통신을 위한 Bluetooth Interface, 영상 출력을 위한 VGA Controller 모듈, TFT-LCD Controller 모듈로 구성된다. IoT 서비스를 지원하는 Smart Frame System은 Virtex4 XC4VLX80 FPGA 디바이스가 장착된 HBE-SoC-IPD 테스트 보드를 사용하여 구현 및 검증하였으며, 동작 주파수는 54MHz이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.165-171
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• 2019

컴퓨터 구조의 연구 결과, 특정 영역의 하드웨어를 개발하는 과정에서 가격 대 에너지 성능의 획기적인 개선이 이뤄진다고 알려져 있다. 본 논문은 인공신경망(NN)의 추론을 가속화시킬 수 있는 텐서 처리부(TPU) ASIC에 대한 분석을 수행하였다. 텐서 처리부의 핵심장치는 고속의 연산이 가능한 MAC 행렬곱셈기와 소프트웨어로 관리되는 온칩 메모리이다. 텐서 처리부의 실행모델은 기존의 CPU와 GPU의 실행모델보다 인공신경망의 반응시간 요구사항을 제대로 충족시킬 수 있으며, 수많은 MAC과 큰 메모리를 장착함에도 불구하고 면적이 작고 전력 소비가 낮다. 텐서플로우 벤치마크 프레임워크에 대하여 텐서 처리부를 활용함으로써, CPU 또는 GPU보다 높은 성능과 전력 효율을 나타낼 수가 있다. 본 논문에서는 텐서 처리부를 분석하고, 파이썬을 이용하여 모델링한 OpenTPU에 대하여 모의실행을 하였으며, 그 핵심장치인 행렬 곱셈부에 대한 합성을 시행하였다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제51권1호
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• pp.32-38
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• 2002

This paper describes a development of a portable physical activity monitoring system using two accelerometers to quantify physical activity. The system hardware consists of two piezoresistive accelerometers, amplifiers with gain of 30, lowpass filters with cut-off frequency of 15Hz, offset control circuits, one-chip microcontroller and flash memory card. In order to evaluate the performance of the system we acquired 3 channel data at 32 sample/sec from body-fixed accelerometers in chest and right upper leg. And then the acquired data were processed by MatLab on personal computer. We tried to distinguish not only fundamental actions which are steady-state activities such as standing, sitting, and lying but also dynamic activities with walking, up a stairway, down a stairway, and running. Five subjects participated the evaluation process which compare the video data with the measured data. As a result, the activity classification rate of 90.6% on average was obtained. Overall results showed that the steady-state activities could be classified from the low component of 3-axis acceleration signal and dynamic activities could be distinguished from frequency analysis using wavelet transform and FFT. Finally, we could find that this system can be applied to acquire and analyze the static and dynamic physical activity data.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3515-3538
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• 2015

Data accuracy can be increased by detecting and removing the incorrect data generated in wireless sensor networks. By increasing the data accuracy, network lifetime can be increased parallel. Network lifetime or operational time is the time during which WSN is able to fulfill its tasks by using microcontroller with on-chip memory radio transceivers, albeit distributed sensor nodes send summary of their data to their cluster heads, which reduce energy consumption gradually. In this paper a powerful algorithm using proactive fuzzy system is proposed and it is a mixture of fuzzy logic with comparative correlation techniques that ensure high data accuracy by detecting incorrect data in distributed wireless sensor networks. This proposed system is implemented in two phases there, the first phase creates input space partitioning by using robust fuzzy c means clustering and the second phase detects incorrect data and removes it completely. Experimental result makes transparent of combined correlated fuzzy system (CCFS) which detects faulty readings with greater accuracy (99.21%) than the existing one (98.33%) along with low false alarm rate.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권2호
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• pp.71-77
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• 2015

Upcoming ground-breaking applications for always-on tiny interconnected devices steadily demand two-fold features of processor cores: aggressively low power consumption and enhanced performance. We propose implementation of a novel superscalar low-power processor core with a low supply voltage. The core implements intra-core low-power microarchitecture with minimal performance degradation in instruction fetch, branch prediction, scheduling, and execution units. The inter-core lockstep not only detects malfunctions during low-voltage operation but also carries out software-based recovery. The chip incorporates a pair of cores, high-speed memory, and peripheral interfaces to be implemented with a 65nm node. The processor core consumes only 24mW at 350MHz and 0.68V, resulting in power efficiency of $80{\mu}W/MHz$. The operating frequency of the core reaches 850MHz at 1.2V.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.228.1-228.1
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• 2012

Digital waveform generation technology for SAR payload can be divided into DDS(Direct Digital Synthesizer) method and Memory Mapped(M/M) method. DDS is the single chip which consists of the Sine Table, NCO(Numerically Controlled Oscillator), DAC, and so on. DDS method is a very simple method because the circuit configuration is not complex but has a disadvantage that can not control phase and amplitude easily by using NCO. M/M method has the complexity of the circuit configuration because it requires the memories which stores the waveforms, the control circuits, and DAC. And this method should apply the high interface technology for being compatible with the wide bandwidth of the digital signal and has the difficulty for PCB design because the number of the signal lines should be increased according to the number of the data bits for DAC. Although it has several disadvantages, this method has the capability of pre-distortion function which can compensate the phase and amplitude characteristics of the system and also has an excellent advantage to make any arbitrary waveform, so this method is considered as an important technology with DDS method. This research describes the technological trends of the waveform generator for the SAR payload and analyzes the characteristics of the technology.