논문은 $0.13{\mu}m$ TSMC CMOS 공정을 이용한 위상 배열 안테나의 C-대역 양방향 T/R 칩셋에 관한 연구이다. 위상 배열 안테나의 필수 부품인 T/R 칩셋은 6 비트 위상변위기, 6 비트 가변 감쇄기, 양방향 증폭기로 구성하였다. 위상 변위기의 경우 정밀한 빔 조향을 위해서 $5.625^{\circ}$의 간격으로 최대 $354^{\circ}$까지 제어가 가능하며, 측엽 레벨을 제어하기 위한 가변 감쇄기는 0.5 dB 간격으로 최대 31.5 dB까지 감쇄가 가능하다. 또한, 1.2 V의 안정적인 전원공급을 위한 LDO(Low Drop Output) 레귤레이터와 디지털 회로의 제어가 간편하도록 SPI(Serial Peripheral Interface)를 집적화 하였으며, 칩 크기는 패드를 포함하여 $2.5{\times}1.5mm^2$이다.
최근 환경 파괴와 에너지 고갈에 대한 문제들이 사회의 큰 문제로 대두 되면서 풍력발전의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 LabVIEW를 이용하여 이더넷(Ethernet) 환경에서의 풍력발전 원격감시 제어시스템을 구현하였다. 제안된 원격감시 제어시스템은 풍력발전 시스템의 MCU와 W5100의 SPI(Serial Peripheral Interface)를 통한 이더넷 통신용 하드웨어를 구축하였으며, NI사의 LabVIEW를 이용하여 서버상의 HMI(Human Machine Interface) 소프트웨어를 구현하였다. 본 연구의 실험을 위해 영구자석형 동기 발전기(PMSG:Permanent Magnet Synchronous Generator)를 이용하여 풍력발전 시스템 모델을 구현하고 이를 이용하여 원격감시 제어시스템의 성능을 검증하였다.
여러 가지 센서를 이용한 IOT(Internet Of Thing) 시스템의 FPGA 설계용 교육장비를 소개한다. 센서들은 다양한 출력 방식을 가지고 있어서 출력 방식에 따른 센서 인터페이스 컨트롤러를 FPGA 상에서 설계가 필요하다. 본 장비는 아날로그 출력인 경우에 FPGA(Field Programmable Gate Array)내에 있는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 방식과 디지털 출력인 경우에 $I^2C$(Inter-Integrated Circuit), SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 통신방식 및 GPIO(General-Purpose Input/Output)를 통해 사용한 방식에 따른 여러 가지 센서 인터페이스 컨트롤러의 설계가 가능하다. 이미지 센서를 이용해서 영상 처리 하드웨어 설계가 가능하고 더불어 영상 및 영상처리 결과를 모니터에 출력하는 VGA(Video Graphics Array) 컨트롤러 설계도 가능하다. 본 장비는 유,무선 네트워크에 통신이 가능한 IOT 시스템을 위해서 한 칩에 디지털 하드웨어와 Linux System을 결합한SOC(System on Chip) 설계가 가능하다. 이 장비를 이용해서 "이미지센서 기반의 하드웨어 설계와 가속도센서 기반의 하드웨어 설계"의 사례를 소개하고 그 설계를 기반으로 "FPGA를 이용한 디지털시스템 설계" 교과목의 교육 가능한 사례를 소개한다. 학생들에 의해서 새롭게 설계한 하드웨어를 본 FPGA를 이용해서 하드웨어 장비에 적용시키는 능력을 배양할 수 있고, 또한 개념설계, 부분설계, 상세설계를 통해서 FPGA 기반 하드웨어의 창의적 종합설계 능력을 키울 수 있다.
최근 개발되고 있는 의료기기들은 사용자의 상호 복합적인 요구사항을 반영하기 위하여 모듈(Module)화되는 추세이다. 이는 환자의 상태를 관찰, 진단, 처리를 위해 여러 기기들로부터 데이터를 수집하고, 이에 따르는 동작을 제어하기에 가장 효율적인 방법이기 때문이다. 이와 같은 모듈화 경향은 여러 개의 단일 시스템들을 쉽게 통합 관리할 수 있기 때문에 더욱 일반화되고 있다. 본 연구에서는 모듈화된 의료장비들을 하나의 통신 시스템으로 묶어 중앙 집중형 제어를 할 수 있는 통신 프로토콜을 구현하였다. 본 연구에서 구현된 시스템은 모든 기기들을 제어하고 통신을 관장하는 하나의 마스터(Master) 모듈과 각각의 의료기기들에 해당되는 여러 개의 슬레이브(Slave)모듈로 구성된다. 각 모듈간 통신은 데이터의 정확한 송, 수신을 위해 여러 동기 직렬 통신방식 중 SPI(Serial Peripheral Interface)를 사용하였다. 모든 통신은 패킷(Packet)형태로 이루어지고, 통신중 에러를 검출할 수도 있다. 또한, 마스터 모듈은 자동으로 특정 슬레이브 모듈외 연결 및 동작 유무를 알 수 있는 PNP(Plug And Play)기능이 있다. 본 연구에서 구현된 프로토콜온 컴퓨터와 연결하여 데이터 전송 확인을 통해, 1Mbps이상의 빠른 속도에서 정화한 송, 수신이 이루어지며, 인공호흡기와 같은 실시간 데이터의 송, 수신이 이루어져야하는 의료장비에서도 모듈이 수행하는 본래의 일에 방해하지 않고 실시간 통신이 이루어지는 것을 실제 호흡기 시스템에 적용하여 확인하였다. 또한, 중앙 집중형 제어에 의한 다양한 기능을 편리하게 구현할 수 있었다.이다.ure scheme based on KCDSA which is a domestic digital signature scheme and it apply a electronic cash system. In particularly a proposed electronic cash system have an anonymity control ability which trace a user who make use a electronic cash illegally in association with a trusted center.estigation and explain how our tool can be further enhanced.door playground facilities. On the basis of the site investigation the interview and the indoor education program for physically challenged children the author completed an outside play program. Each item in this program was classified as belonging to either a "sense play" program or and "exercise play" program. Finally, the author designed suitable play equipment for physically challenged children corresponding to each item in the exercise
본 연구에서는 임베디드 시스템에서 많이 사용되는 대용량 플래쉬 메모리 모듈 중 멀티미디어카드 (MMC; Multi-Media Card)와 마이크로프로세서간 데이터를 송수신 할 수 있는 SPI (serial peripheral interface) 버스 인터페이스를 설계하였다. 제안하는 구조는 AMBA 버스구조의 APB 저전력 버스에 호환되도록 설계하였다. 임베디드 시스템에 OS를 탑재하게 되면 여러 가지 주변기기들을 제어하기는 쉬워지지만 하드웨어와 소프트웨어의 덩치가 커져 결국 시스템 성능에 부담스런 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 OS를 사용하지 않는 임베디드 시스템에 멀티미디어카드를 인터페이스하기 위하여 SPI 통신 개념을 도입하였고, FPGA로 구현하였다. 설계한 SPI 모듈은 Altera QuartusII 툴을 사용하여 자동 합성하여 P&R을 수행하였다. 결과물은 Altera CycloneII FPGA로 구현하였으며 타겟으로 정한 25MHz에서 충분히 동작 가능하다.
Recent advancement in wireless communications and electronics has enabled the development of low power sensor network. Wireless sensor network are often used in remote monitoring control applications, health care, security and environmental monitoring. Wireless sensor networks are an emerging technology consisting of small, low-power, and low-cost devices that integrate limited computation, sensing, and radio communication capabilities. Sensor network platform for health care has been designed, fabricated and tested. This system consists of an embedded micro-controller, Radio Frequency (RF) transceiver, power management, I/O expansion, and serial communication (RS-232). The hardware platform uses Atmel ATmega128L 8-bit ultra low power RISC processor with 128KB flash memory as the program memory and 4KB SRAM as the data memory. The radio transceiver (Chipcon CC1000) operates in the ISM band at 433MHz or 916MHz with a maximum data rate of 76.8kbps. Also, the indoor radio range is approximately 20-30m. When many sensors have to communicate with the controller, standard communication interfaces such as Serial Peripheral Interface (SPI) or Integrated Circuit ($I^{2}C$) allow sharing a single communication bus. With its low power, the smallest and low cost design, the wireless sensor network system and wireless sensing electronics to collect health-related information of human vitality and main physiological parameters (ECG, Temperature, Perspiration, Blood Pressure and some more vitality parameters, etc.)
최근 컴퓨터에서 DVI(Digital Visual Interface), 오디오, 비디오, USB(Universal Serial Bus), 랜(LAN) 등의 다양한 신호를 동시에 전송할 필요성이 요구됨에 따라 케이블이 복잡해지고 확장성 등의 문제점이 제기 되고 있다. 이에, 본 논문에서는 하나의 USB 케이블을 이용하여 컴퓨터의 영상, 음성, USB, 랜 등의 신호를 분배 할 수 있는 하나의 USB 다중 신호 전송 시스템을 설계 및 구현하였다. 따라서, USB 다중 신호 전송을 위해 단일 USB 신호를 DVI, 오디오, 다중 USB, 랜으로 변환하는 변환기 모듈들을 구현하였다. 이는 USB 방식으로 DVI 포트를 지원하며, 최대 1920 * 1080 해상도를 지원한다. USB 다중 신호 전송 시스템은 하나의 케이블로 다수의 신호를 전송하여 각종 케이블의 설치 비용이 절감되고, 화면 복제 기능을 이용하여 학교 및 학원 등에서 강의 편의 제공 및 컴퓨터 주변 포트의 확장성을 제공할 것이다.
Serial peripheral interface (SPI) has been identified as a bottleneck in many wireless sensing systems today. SPI is used almost universally as the physical connection between the microcontroller unit (MCU) and radios, storage devices, and many types of sensors. Virtually all wireless sensor nodes today perform up to twice as many bus transactions as necessary to transfer a given piece of data, as an MCU must serve as the bus master in all transactions. To eliminate this bottleneck, we propose the master-handoff protocol. After the MCU initiates reading from the source slave device and writing to the sink slave device, the MCU as a master becomes a slave, and either the source or the sink slave becomes the temporary master. Experiment results show that this master-handoff technique not only cuts the data transfer time in half, but, more importantly, also enables a superlinear energy reduction.
MMC(Modular Multilevel Converter)는 여러 개의 Power Module을 직렬로 연결하여 정현파에 가까운 고전압의 파형을 얻을 수 있는 토폴로지로 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 전력 품질을 향상시킬 수 있어 근래에 상당히 주목받고 있다. 당사에서는 5Mvar급 STATCOM(STATic synchronization COMpensator)을 MMC 형태로 제작하였다. 1개의 Cell 제어기는 6대의 Power Module의 제어와 보호를 담당하여 DC 전압을 센싱하여야 한다. 본 논문에서는 제안한 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 Power Module을 제어하기 위해 DC 센싱 방법에 대해 설명한다.
전원이나 CPU 같은 컴퓨팅 자원의 제약을 받는 임베디드 시스템의 경우, 데이터의 컴퓨터 화면 디스플레이로 인한 오버헤드는 시스템의 성능에 지대한 영향을 줄 수 있다. 본 논문은 ARM9 방식의 S3C2440A 마이크로프로세서가 내장된 LN2440SBC 시스템에서, LCD(liquid crystal display)의 구동을 위해 필요한 ARM 코어, LCD 컨트롤러, SPI(serial peripheral interface) 같은 LCD-구동 요소들의 초기화 방법을 설명한다. 또한 픽셀 디스플레이 함수와 디스플레이로 인한 오버헤드를 줄이기 위한 가상스크린을 이용한 디스플레이 방법을 소개한다. 가상스크린은 한 LCD 화면 디스플레이에 필요한 메모리 용량보다 매우 큰 용량의 메모리 공간으로서, 가상스크린 내의 특정 영역 디스플레이는 그 영역을 뷰포트(view port) 영역으로 지정함으로서 행해진다. 이 같은 가상스크린을 이용한 디스플레이는 임베디드 시스템에서 동시에 수행되는 여러 태스크들이 자신의 수행 결과를 생성하고 그 결과를 각기 화면에 출력하는 경우에 유용하며, 특히 각 태스크의 수행 결과 데이터가 모두 변경되지 않고 일부분만 변경되어 디스플레이 되는 경우에 더욱 그러하다. 이런 임베디드 시스템의 경우, 각 태스크들이 가상스크린의 메모리 영역을 효율적으로 나누어 사용할 경우 디스플레이 오버헤드를 최소화 할 수 있다. 가상스크린을 사용하는 경우와 아닌 경우의 성능 비교를 위해 두 개의 다른 이미지를 번갈아 가며 디스플레이하고 소요 시간을 측정했다. 그 결과 가상 스크린을 사용할 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 5배의 빠른 출력 속도를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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