• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.470-476
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• 2000

본 논문은 소자 수준의 설계방법 보다아키텍쳐와 같은사위수준의 설계방법을 적용하여 IP(Intellectual Property)에 활용하기 적합한 저전력 마이크로콘트롤러 코어 설계를 다루었다. 스위칭 캐패시턴스를 줄이기 위하여 자주 사용되는 레지스터 전달 마이크로 오퍼레이션에 레지스터간의 직접적인 전달 구조를 적용하였다. 입력데이터의 상승예지 시간을 줄이기 위하여 분산 버퍼구조를 제안하였다. 또한 성능저하 없이 소비전력을 줄이기 위하여 파이프라인 구조에 적용된다. 본 논문에서는 CISC 명령어를 처리하기에 적합한 파이프라인이 설계되었다. 설계된마이크로콘트롤러는 전력소모를 20%정도 감소시켰다. 전력소모를 측정하기 위해서는 SYNOPSYS의 EPIC powermill과 현대 0.6um CMOS 파라메터를 적용하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.578-580
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• 2017

IoT 기술의 발전으로 IoT 기기들 사이의 통신에 보안이 중요해지고 있으며, 다양한 보안 알고리즘을 사용하고 있다. 많은 대칭 키 알고리즘 중에 AES (Advanced Encryption Standard) 알고리즘은 높은 보안성으로 지금까지 사용하고 있다. 본 논문에서는 효율적인 AES 알고리즘의 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 암호화 모듈과 키 생성 모듈에 4단 파이프라인 구조를 적용하여, 높은 처리량과 낮은 지연시간을 가진다. 총 512비트의 일반 텍스트를 46 사이클에 처리가 가능하다. 제안하는 하드웨어 디자인은 65nm 공정에서 1.18GHz의 최대 주파수와 13Gbps의 처리량을 가지며, 180nm 공정에서 800MHz의 최대 주파수와 8.9Gbps의 처리량을 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.547-554
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• 2008

본 논문에서는 2단 파이프라인 구조의 부동 소수점 승산기 회로를 설계하였다. 부동 소수점 승산기는 3차원 그래픽 API인 OpenGL과 Direct3D를 위한 단일 정밀도 곱셈 연산을 지원하며, 포화 연산, 면적 효율적인 점착(sticky) 비트 발생기 및 플래그 프리픽스 가산기를 결합하여, 면적 효율적이며 적은 파이프라인 지연 구조를 갖는다. 설계된 회로는 $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀을 사용하여 합성 한 결과 약 4-ns의 지연시 간을 갖고 있으며, 약 7,500개로 구성된다. 설계된 부동 소수점 승산기의 최대 연산 성능은 약 250 MFLOPS이므로, 3차원 모바일 그래픽 분야에 효율적으로 적용 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권8호
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• pp.27-34
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• 2012

본 논문에서 H.264표준을 위해 2차원 $8{\times}8$ 순방향/역방향 정수 DCT 변환을 빠르고 효율적으로 계산할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 순방향/역방향 변환은 간단한 시프트와 덧셈 동작을 사용하여 계산 복잡도를 줄였으며, DCT 연산에 메모리를 사용하지 않으므로 해서 불필요한 자원소모를 줄였다. 제안된 파이프라인 아키텍처의 최대 동작 주파수는 1.184GHz이며, 합성결과는 44864 게이트가 사용되어 25.27Gpixels/sec의 스루풋을 보여준다. 면적 비율에 비해 높은 스루풋으로 인해, 제안된 설계는 H.264/AVC 고해상도 비디오기술의 실시간 처리에 효율적으로 사용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.119-126
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• 2012

H.264/AVC는 부호화되는 잉여 데이터의 유형에 따라 3개의 변환을 사용할 수 있다. $4{\times}4$ DCT 변환은 항상 수행되며, $16{\times}16$ 인트라 모드인 경우에는 추가적으로 휘도 DC 계수에는 $4{\times}4$ 하다마드 변환을 수행하고, 색체 DC 계수에는 $2{\times}2$ 하다마드 변환을 수행한다. 변환 코딩을 완료한 이후에 한층 더한 데이터 압축을 위해 양자화가 수행된다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 중요한 역할을 하는 DCT 변환, 하다마드 변환 및 양자화에 대한 하드웨어적인 구현에 대해 연구하였다. 특히 파이프라인 기법을 적용하여 33클럭의 대기지연시간 이후에는 매 클럭 당 1개의 양자화된 결과를 출력할 수 있는 아키텍쳐를 제안하였다. 제안한 아키텍쳐는 Verilog HDL로 코딩되고, Xilinx 7.1i ISE툴을 사용하여 합성하고 검증하였다. 합성 결과 SPARTAN3S-1000 디바이스에서 동작 주파수는 106MHz이다. $1920{\times}1080$ HD 영상 프레임의 경우 최대 33프레임을 처리할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.131-137
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• 2013

광각 카메라는 단 초점 렌즈를 장착하여 넓은 시야의 이미지를 처리하는데, 렌즈의 광학 문제로 인해 이미지에 베럴 왜곡(barrel distortion)이 발생한다. 본 논문에서는 베럴 왜곡을 실시간 디지털 신호처리를 통해 보정하기 위한 낮은 복잡도의 프로세서 구조를 제시하고 이를 실제 구현하여 유효성을 검증하였다. 제안하는 왜곡 보정 프로세서는 하드웨어 복잡도를 낮추기 위해서, 좌표 위치 보정에 필요한 계산을 점증적(incremental)으로 수행한다. 또한, 높은 보정 속도를 달성하기 위해 파이프 라인 구조로 설계하였다. 설계된 보정 프로세서는 $0.11{\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor(CMOS) 공정을 사용하여 14.3K의 논리 게이트로 구현되었다. $2048{\times}2048$ 픽셀 영상에 대하여, 최대 314MHz의 동작 주파수로 초당 74.86번의 속도로 보정이 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.594-600
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• 2014

현대전에서는 적의 전자기파 공격에 대응하여 안전한 통신 채널을 확보하는 것이 매우 중요하다. 군통신위성 중계기는 차세대 군통신위성에 탑재를 위한 통신 탑재체로써 간섭환경 하에서 지상 터미널 간의 신호를 안전하게 중계하여 전시 통신망을 유지하도록 한다. 본 논문에서 소개하는 위성중계기는 온보드 상에서 부분적인 신호처리를 수행하는데 위성 통신 링크를 저비용으로 제어할 수 있다. 이의 핵심 기능으로써 전송 보안 제어 기능은 통신 링크를 위협하는 간섭 신호에 대한 면역성을 확보한다. 보다 구체적으로 본 논문에서는 전송 보안 제어 기능을 구현하기 위한 효율적인 설계 구조를 소개한다. 핵심 아이디어로써 시분할 형태의 채널 그룹별 제어 코드 생성 및 금지 대역 정보에 대한 소프트웨어 처리 방법으로 전체 하드웨어 복잡도를 현저하게 낮출 수 있음을 설명한다. 생성된 결과 코드가 균등 분포의 임의성을 가짐을 예시하였으며, 우주 인증 시험 결과를 간략히 소개한다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제1권4호
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• pp.517-530
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• 1994

본 논문에서는 연구용 VHDL 및 CAD 툴을 사용하여 톱다운 설계방식에 의하여 소 형 마이크로프로세서(MPU;microprocessor unit)의 설계를 수행한다. 이를 위하여 기본 MPU와 이의 파이프라인화 구조를 제안한다. 설계목표와 명령어, 아키텍쳐가 결정되면, 이를 우선 C 언어로 모의실험하여 동작을 확인하며, 다음 VHDL 모의실험의 경우, 주어 진 입력에 대하여 내부 레지스터의 내용을 점검하여 동작을 확인한다. 다음에, 이를 연구용 CAD 툴에 의해 완전주문형(full-custom)/반주문형(semi-custom) 설계방식에 의해 레이아웃을 수행하며 관련 모의 실험을 수행한다. 이어 성능개선을 위하여 제안 한 파이프라인 구조를 모의실험을 통하여 타당성을 확인하며 아울러 관련 문제점 및 향후 연구방향에 관해 논한다. 결론적으로, 본 논문을 통하여 MPU의 설계방법을 정립 하였으며, 아울러 성능개선을 위한 아키텍쳐의 설계변화가 가능하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권1A호
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• pp.104-112
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• 2005

본 논문에서는 고속, 저전력 8-비트 ADC를 설계하는 기법들을 제안하였다. 비교적 적은 전력 소모를 가지면서 고속으로 동작 시키기 위해 기존의 파이프라인 구조인 MDAC를 이용한 폐쇄형 구조 대신에 개방형 구조를 채택하였다. 또한 Distributed THA와 캐스캐이드 형태의 구조를 이용하여 높은 샘플링 속도에 최적화 하였다. 제안한 각 단의 크로싱 지점을 판별하는 기법은 증폭기의 개수를 줄일 수 있도록 함으로서 저전력과 좁은 면적의 ADC 구현을 가능하게 하였다. 모의 실험 결과 500-MHz의 샘플링 속도와 1.8V 전원 전압에서 테스트에 필요한 디지털 회로까지 포함, 210mW의 전력을 소비함을 확인 할 수 있었다. 또한 1.2Vpp(Differential) 입력 범위와 200-MHz까지의 입력 주파수에서 8-비트에 가까운 ENOB를 가짐을 볼 수 있었다. 설계된 ADC는 $0.18{\mu}m$ 6-Metal 1-Poly CMOS 공정을 이용, $900{\mu}m{\times}500{\mu}m$의 면적을 차지한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.71-81
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• 2015

EISC 프로세서에서 LERI 폴딩과 루프 버퍼링을 지원하는 명령어 큐는 하드웨어적으로 20%를 차지하며, 그 효율성은 성능에 직결된다. 본 연구에서는 EISC 프로세서의 명령어 큐 아키텍처 효율성 향상을 복귀주소 스택(RAS)을 통해 실현하였다. 구현한 아키텍처는 EISC의 얕은 파이프라인 구조의 이점을 활용하여 잘못된 명령어 수행으로 인한 RAS Corruption 문제를 제거하였다. 실험에서, 4개 엔트리의 RAS는 명령어 큐의 플러시를 기존보다 최대 58.90% 줄였고, 8개 엔트리의 RAS는 이를 최대 61.28% 줄였다. 또한 실험 결과 8개 엔트리의 RAS는 3.47%의 성능향상을 보여주었고, 4개 엔트리의 RAS는 3.15%의 성능향상을 보여주었다.