• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.337-340
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• 2001

This paper presented a new structure of RSA cryptosystem using modified Montgomery algorithm and CSA(Carry Save Adder) tree. Montgomery algorithm was modified to a radix-4 modified Booth algorithm. By appling radix-4 modified Booth algorithm and CSA tree to modular multiplication, a clock cycle for modular multiplication has been reduced to (n＋3)/2 and carry propagation has been removed from the cell structure of modular multiplier. That is, the connection efficiency of full adders is enhanced.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12C호
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• pp.1256-1261
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• 2005

본 논문에서는 곱셈을 수행할 때 발생되는 스위칭 율을 줄이는 방식의 저전력 부스 곱셈기를 제안한다. radix-4 부스 알고리즘 (radix-4 Booth algorithm)은 입력에서 연속되는 3비트가 0이나 1의 같은 값을 가지게 되면, 부스 인코딩 결과로서 0을 발생시키는 특성을 가지고 있다. 따라서 곱셈기의 두 입력 중 더 작은 활성영역을 갖는 입력을 승수로 사용할 때 부분 곱셈결과가 0이 될 확률이 높다. 제안된 곱셈기는 곱셈식을 본래의 곱셈 입력 비트보다 더 작은 비트를 갖는 여러 게의 곱셈식으로 분할한 후, 각각의 곱셈들을 독립적으로 계산하여 각각의 곱셈의 결과를 더하여 최종적인 결과를 얻는다. 따라서 곱셈의 두 입력간의 교환율은 기존의 곱셈기보다 더 높아지게 된다. 이는 제안된 곱셈기의 부스 인코딩 결과가 0이 되는 확률이 기존의 곱셈기보다 더 높은 저전력 곱셈기를 구현할 수 있음을 의미한다. 제안된 곱셈기는 기존의 부스 곱셈기보다 최대 $20\%$ 정도의 소모전력이 감소됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1212-1217
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• 2004

타원곡선 암호시스템에서의 가장 큰 뼈대가 되는 연산은 스칼라 곱셈 연산이다. 이러한 타원 곡선유한체 내에서 유한체 곱셈과 유한체 나눗셈보다 한 계층 상위의 개념에서 수행되는 스칼라 곱셈의 구현은 주로 두배점-덧셈(double-and-add)이라는 방식이 많이 쓰였고 〔1, 최근에는 NAF(Non Adjacent Format) 〔2〕 알고리즘이 제안되었다. 본 논문에서는 radix4 Booth's 알고리즘을 응용하여 기존 방식보다 한 단계 더 효율적인 스칼라 곱셈 알고리즘을 제안하였다 기존의 double-and-add 알고리즘으로 처리하였던 스칼라 곱셈 방식을 개선한 새로운 네배점-덧셈(quad-and-add) 알고리즘을 유도한 다음, 이를 사용하기 위하여 새로운 네배점(point quadruple; quad( )) 연산을 유도하고 증명하였다. 유도한 수식들은 C 프로그램과 HDL을 사용하여 실제 계산에 응용하여 증명하였다. 제안된 타원곡선 스칼라 곱셈 방식은 타원곡선 암호시스템 응용 분야의 효율적이고 빠른 연산을 처리하는데 적용할 수 있다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권9호
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• pp.11-20
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• 1998

고속 복소수 연산장치는 채널등화, 동기신호 복원, 변조 및 복조 등 디지탈 통신 시스템의 기저대역 신호처리에 필수적인 기능블록이다. 본 논문에서는 redundant binary (RB) 연산과 radix-4 Booth recoding을 결합한 새로운 복소수 승산 알고리듬을 제안한다. 제안되는 복소수 승산 방법은 실수 승산기를 사용하는 기존의 방법과 비교하여 부분곱의 수를 반으로 감소시키며, 단순화된 병렬구조로 구현되므로 고속 동작 및 저전력 소모를 가능하게 한다. 제안된 알고리듬을 적용하여 10-bit operand를 갖는 prototype 복소수 승산-누적기(complex-number multiplier-accumulator ; CMAC) 코어를 0.8-㎛ N-Well CMOS 공정으로 설계, 제작하였다. 제작된 CMAC 칩은 18,000여개의 트랜지스터로 구성되며, 코어부분의 면적은 약 1.60 × 1.93 ㎟이다. 제작된 칩을 테스트 보드에 실장하여 특성을 평가한 결과, 전원전압 V/sub DD/=3.3-V에서 120-MHz의 속도로 동작함을 확인하였으며, 이때의 전력소모는 약 63-mW로 측정되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권11A호
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• pp.1092-1097
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• 2005

본 논문에서는 곱셈을 수행할 때 발생되는 스위칭 을을 줄이는 방식의 저전력 부스 곱셈기를 제안한다. radix-4 부스 알고리즘 (radix-4 Booth algorithm)은 입력에서 연속되는 3비트가 0이나 1의 같은 값을 가지게 되면, 부스 인코딩 결과로서 0을 발생시키는 특성을 가지고 있다. 따라서 곱셈기의 두 입력 중 더 작은 활성영역을 갖는 입력을 승수로 사용할 때 부분 곱셈결과가 0이 될 확률이 높다. 제안된 곱셈기는 곱셈식을 본래의 곱셈 입력 비트보다 더 작은 비트를 갖는 여러 개의 곱셈식으로 분할한 후, 각각의 곱셈들을 독립적으로 계산하여 각각의 곱셈의 결과를 더하여 최종적인 결과를 얻는다. 따라서 곱셈의 두 입력간의 교환율은 기존의 곱셈기보다 더 높아지게 된다. 이는 제안된 곱셈기의 부스 인코딩 결과가 0이 되는 확률이 기존의 곱셈기보다 더 높은 저전력 곱셈기를 구현할 수 있음을 의미한다. 제안된 곱셈기는 기존의 부스 곱셈기보다 최대 $20\%$ 정도의 소모전력이 감소됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.838-841
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• 2007

본 연구에서는 두 개의 17비트 오퍼랜드를 radix-4 Booth's algorithm을 이용하여 곱셈 연산을 수행하는 곱셈기를 설계하였다. 속도를 빠르게 하기 위하여 2단 파이프라인 구조로 설계하였고 Wallace tree 부분의 레이아웃을 규칙적으로 하기 위해서 4:2 덧셈기를 사용하였다. 회로를 평가하기 위해 Hynix 0.6-um CMOS 공정으로 MPW 칩을 제작하였다. 회로를 효율적으로 테스트하기 위한 방법을 제안하고 고장 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 곱셈기는 9115개의 트랜지스터로 구성되며 코어 부분의 레이아웃 면적은 약 $1135^*1545$ mm2 이다. 칩은 전원전압 5V에서 24-MHz의 클럭 주파수로 동작하였음을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2002

본 논문에서는 Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘 기반의 고속 RSA 지수승 연산기의 구현 방법을 제시하고 검증하였다. Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘을 구현하기 위해 Booth receding 연산 알고리즘을 사용하였으며 최대 radix-16 연산을 위해 2K-byte 메모리와 2개의 전가산기와 3개의 반가산기의 지연을 갖는 CSA(carry-save adder) 어레이를 사용하였다. CSA 어레이 출력인 캐리와 합을 고속으로 가산하기 위해 마지막 덧셈기로써 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 적용하였다. 또한, 주어진 공정에서 동작 주파수와 처리량의 관계를 통해 Radix-$2^k$에서 설계 가능한 radix 값을 제시하였다. Altera FPGA EP2K1500E를 사용하여 기능을 검증한 후 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 공정을 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 하였으며 radix-16 모듈라 곱셈 알고리즘을 사용할 경우 모듈라 곱셈에 (n+4+1)14 의 클럭을 사용하여 1,024-bit RSA를 처리하는데 50MHz에서 5.38ms의 연산 속도를 측정하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.563-569
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• 2007

모바일 통신 서비스의 발전과 반도체 기술의 발달로 모바일 기기에 멀티미디어 서비스와 2D/3D 게임과 같이 고수준의 그래픽 처리를 필요로 하는 콘텐츠가 가능하게 되었다. 모바일 기기는 특성상 더욱 작은 칩 면적과 저전력 소비의 조건이 만족되어야 하며, 본 논문에서는 이러한 모바일 기기에 적용 가능한 2D/3D 벡터 그래픽 처리용 부동소수점 절사형 승산기를 설계한다. 본 논문의 승산기는 기본적으로 radix-4 Booth 인코딩을 적용하고, 면적과 전력소모를 줄이기 위하여 절사방식을 사용한다. 구현된 절사형 승산기는 평균 퍼센트 오차가 0.00003% 정도로 모바일 기기에 충분히 적용가능하다. 승산기는 0.35um CMOS 셀 라이브러리를 이용하여 논리 합성되었고, 그 결과 절사되지 않은 기존의 radix-4 Booth 승산기에 비해 게이트 수가 약 33.8%정도 감소하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.548-555
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• 2022

본 논문은 타원곡선 디지털 서명 알고리듬 (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm; ECDSA)의 핵심 연산으로 사용되는 타원곡선 암호 (Elliptic Curve Cryptography; ECC)의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 설계된 ECC 프로세서는 NIST P-521 곡선 상의 8가지 연산 모드 (점 연산 4가지, 모듈러 연산 4가지)를 지원한다. 점 스칼라 곱셈 (PSM)에 필요한 연산량을 최소화하기 위해 5가지 PSM 알고리듬과 4가지 좌표계에 따른 연산 복잡도 분석을 토대로 radix-4 Booth 인코딩과 수정된 자코비안 좌표계를 적용하여 설계하였다. 모듈러 곱셈은 수정형 3-Way Toom-Cook 정수 곱셈과 수정형 고속 축약 알고리듬을 적용하여 구현되었다. 설계된 ECC 프로세서는 xczu7ev FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. 101,921개의 LUT와 18,357개의 플립플롭 그리고 101개의 DSP 블록이 사용되었고, 최대 동작주파수 45 MHz에서 초당 약 370번의 PSM 연산이 가능한 것으로 평가되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권12호
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• pp.72-79
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• 2003

본 논문에서는 CMOS 다치 논리회로를 이용한 32×32 Modified Booth 곱셈기를 제시하였다. 이 곱셈기는 Radix-4 알고리즘을 이용하였으며, 전류모드 CMOS 4차 논리회로로 구현하였다. 설계한 곱셈기는 트랜지스터 수를 기존의 전압 모드 2진 논리 곱셈기에 비해 63.2%, 이전의 다치 논리 곱셈기에 비해 37.3% 감소시켰다. 이 곱셈기는 내부 구조를 규칙적으로 배열하여 확장성을 갖도록 하였다. 설계한 회로는 3.3V의 공급전압과 단위전류 10㎂를 사용하여, 0.3㎛ CMOS 기술을 이용하여 구현하였으며 HSPICE를 사용하여 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 설계한 곱셈기는 5.9㎱의 최대 전달지연시간과 16.9mW의 평균 전력소모 특성을 갖는다.