• 한국통신학회논문지
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• 제34권2A호
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• pp.177-183
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• 2009

본 연구에서는 UHF 대역의 18000-6 Type C Class 1 Generation 2(이하 Gen2) 표준의 충돌방지 알고리즘을 사용하여 개선된 충돌방지 알고리즘을 제안하고 이를 토대로 충돌방지 유닛을 설계하였다. Gen2 표준은 슬롯 알로하 알고리즘 계열에서 비교적 높은 성능을 가지는 증가형 방식을 채택하여 사용하고 있으며, 이를 위해 Q 알고리즘을 제시하고 있다. 하지만 슬롯 카운터 선택 파라미터 Q에 따른 가중치 C값과 초기 $Q_{fp}$값, 태그 식별 종료시점의 세 가지 조건에 대한 정확한 정의가 되어 있지 않아, 잘못된 값 선택으로 인한 성능의 저하가 우려된다. 따라서 본 연구에서는 기존 알고리즘의 정의되지 않은 부분을 고려하여 개선된 충돌방지 알고리즘을 제안한다. 최적의 C값과 초기 $Q_{fp}$값을 적용하여 실험한 결과, 최대 식별 효율은 34.8%이었고, 식별 종료 시점 조건을 추가하였을 경우 34.7%였다. 개선된 Q 알고리즘을 이용한 충돌방지 유닛을 Verilog HDL을 사용하여 설계하였다. Synopsys 사의 Design Compiler를 이용하여 합성하였으며, TSMC $0.25{\mu}m$ 공정 표준 라이브러리를 이용하였다. 합성 결과 설계된 모듈의 게이트 수는 3,847개이며, 제안된 클럭인 19.2MHz에서의 동작을 충분히 만족하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.518-526
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• 2020

This paper presents an efficient hardware random-number generator based on a beta source. The proposed generator counts the values of "0" and "1" and provides a method to distinguish between pseudo-random and true random numbers by comparing them using simple cumulative operations. The random-number generator produces labeled data indicating whether the count value is a pseudo- or true random number according to its bit value based on the generated labeling data. The proposed method is verified using a system based on Verilog RTL coding and LabVIEW for hardware implementation. The generated random numbers were tested according to the NIST SP 800-22 and SP 800-90B standards, and they satisfied the test items specified in the standard. Furthermore, the hardware is efficient and can be used for security, artificial intelligence, and Internet of Things applications in real time.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권2호
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• pp.150-161
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• 2012

Eye detection is widely used in applications, such as face recognition, driver behavior analysis, and human-computer interaction. However, it is difficult to achieve real-time performance with software-based eye detection in an embedded environment. In this paper, we propose a parallel hardware architecture for real-time eye detection. We use the AdaBoost algorithm with modified census transform(MCT) to detect eyes on a face image. We parallelize part of the algorithm to speed up processing. Several downscaled pyramid images of the eye candidate region are generated in parallel using the input face image. We can detect the left and the right eye simultaneously using these downscaled images. The sequential data processing bottleneck caused by repetitive operation is removed by employing a pipelined parallel architecture. The proposed architecture is designed using Verilog HDL and implemented on a Virtex-5 FPGA for prototyping and evaluation. The proposed system can detect eyes within 0.15 ms in a VGA image.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권3호
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• pp.381-386
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• 2014

A highly reliable safety class controller for NPPs (Nuclear Power Plants) is mandatory as even a minor malfunction can lead to disastrous consequences for people, the environment or the facility. In order to enhance the reliability of a safety class digital controller for NPPs, we employed a diversity approach, in which a PLC-type controller and a PLD-type controller are to be operated in parallel. We built and used structured testbenches based on the classes supported by UVM for functional verification of the PLD-type controller designed for NPPs. We incorporated a UVM register model into the testbenches in order to increase the controllability and the observability of the DUT(Device Under Test). With the increased testability, we could easily verify the datapaths between I/O ports and the register sets of the DUT, otherwise we had to perform black box tests for the datapaths, which is very cumbersome and time consuming. We were also able to perform constrained random verification very easily and systematically. From the study, we confirmed the various advantages of using the UVM register model in verification such as scalability, reusability and interoperability, and set some design guidelines for verification of the NPP controllers.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권2호
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• pp.212-226
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• 2014

This paper presents the design and implementation of a pipelined architecture and a method for real-time human detection using depth image from a Time-of-Flight (ToF) camera. In the proposed method, we use Euclidean Distance Transform (EDT) in order to extract human body location, and we then use the 1D, 2D scanning window in order to extract human joint location. The EDT-based human extraction method is robust against noise. In addition, the 1D, 2D scanning window helps extracting human joint locations easily from a distance image. The proposed method is designed using Verilog HDL (Hardware Description Language) as the dedicated hardware architecture based on pipeline architecture. We implement the dedicated hardware architecture on a Xilinx Virtex6 LX750 Field Programmable Gate Arrays (FPGA). The FPGA implementation can run 80 MHz of maximum operating frequency and show over 60fps of processing performance in the QVGA ($320{\times}240$) resolution depth image.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.131-134
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• 2007

본 논문에서는 알고리즘의 테스트 패턴중 하나인 1D-CZP패턴의 하드웨어 구현을 제안한다. FPGA를 통한 알고리즘 검증 시 센서로부터 받아들이는 정보로만은 알고리즘의 완벽한 장상작동 유무를 판단하기 어렵기 때문에, 내부 패턴 Generator를 사용하여 센서의 정보와 함께 알고리즘의 정상작동 유무를 판단하게 된다. 본 논문은 필터의 주파수 특성 판단에 용이하며, 입력이 랜덤한 특징을 가지는 1D-CZP패턴을 ROM Table형태로 구현하며, 구현 시 사용되는 Modulus연산을 효율적으로 수정함으로, 하드웨어 사이즈가 작아진 1D-CZP패턴을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.719-721
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• 2013

지문인식센서로부터 획득한 이미지를 처리하기 위한 알고리즘에서 세선화 단계가 차지하는 비율이 전체 마이크로프로세서 동작 사이클의 39%에 이른다. 세선화 단계는 가보필터와 달리 초월함수 등 복잡한 함수를 사용하는 동작이 아니므로 하드웨어로 구현하는 것이 전체 시스템의 소형화와 저전력에 도움이 된다. 본 논문에서는 반복작인 단순동작을 수행하는 세선화를 위한 $64{\times}64$ 픽셀이미지 처리기를 RTL 수준에서 설계하고 FPGA 환경에서 논리합성을 통하여 그 동작을 검증하고자 한다. 이를 통하여 향후 저성능 마이크로콘트롤러와 세선화 프로세서 내장형 지문인식 SoC 의 가능성을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.564-566
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• 2003

전력 계통에서 안정한 전력을 공급하는 것은 매우 중요하다. 전력 계통의 오류는 전압 및 주파수를 감시함으로써 검출 가능하다. 본 논문에서는 디지털 위상 고정 루프를 이용한 전력 계통의 주파수 측정 장치를 제안하고 이를 구현한 결과를 제시하고자 한다. 제안한 주파수 측정 장치는 위상 고정 루프의 기본요소로 구성된다. 위상분별기는 배타적 논리연산을 통해 위상오차를 검출하고 위상의 앞섬 및 뒤짐의 검출이 가능하도록 설계하였으며, 전력 계통의 주파수 동특성을 고려해서 3차의 루프 필터를 설계하였다. DCO는 출력 주파수의 분해능을 고려하여 입력 신호를 정확하게 추정할 수 있도록 설계하였다. 제안한 주파수 측정 장치의 성능을 검증하기 위하여 모의실험을 통해 주파수 변동량의 측정 범위 및 정확도를 검토하였으며, FPGA와 CPU를 포함하는 하드웨어를 구현하였다. FPGA에는 Verilog HDL로 디지털 위상 고정 루프의 위상분별기와 DCO를 구현하였으며 루프필터는 소프트웨어로 구현하였다. 제안한 디지털 위상 고정 루프의 성능 검증을 위해 정밀한 함수 발생기의 출력을 인가한 후 출력 주파수를 측정한 결과 및 전력 계통에 대한 실험 결과를 제시하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.33-39
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• 2018

In this paper, We studied the possibility of SoC(System On Chip) design using infrared image processing IP(Intellectual Property). And, we studied NUC(Non Uniformity Correction), BPR(Bad Pixel Recovery), and CEM(Contrast Enhancement) processing, the infrared image processing algorithm implemented by IP. We showed the logic and timing diagram implemented through the hardware block designed based on each algorithm. Each algorithm was coded as RTL(Register Transfer Level) using Verilog HDL(Hardware Description Language), ALTERA QUARTUS synthesis, and programed in FPGA(Field Programmable Gated Array). In addition, we have verified that the image data is processed at each algorithm without any problems by integrating the infrared image processing algorithm. Particularly, using the directly manufactured electronic board, Processor, SRAM, and FLASH are interconnected and tested and the verification result is presented so that the SoC type can be realized later. The infrared image processing IP proposed and verified in this study is expected to be of high value in the future SoC semiconductor fabrication. In addition, we have laid the basis for future application in the camera SoC industry.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.645-648
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• 2012

본 논문에서는 고성능 HEVC(High Efficiency Video Coding) 복호기 설계를 위한 효율적인 SAO(Sample Adaptive Offset)의 하드웨어 구조 설계에 대해 기술한다. SAO는 양자화 등의 손실 압축에 의해 발생하는 정보의 손실을 보상하는 기술이다. 하지만 HEVC의 최대 블록 크기인 $64{\times}64$ 단위를 화소 단위 연산을 수행하기 때문에 높은 연산시간 및 연산량이 요구된다. 따라서 본 논문에서 제안하는 SAO 하드웨어 구조는 $8{\times}8$ 단위를 처리하는 연산기로 구성하여 하드웨어 면적을 최소화하였고, 내부레지스터를 이용하여 $64{\times}64$ 블록 크기를 지원한다. 또한 기존 SAO의 top-down 블록분할 구조에서 down-top 블록분할 구조로 설계하여 연산시간 및 연산량을 최소화 하였다. 제안하는 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, TSMC 칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성한 결과 동작 주파수는 250MHz, 전체 게이트 수는 45.4k 이다.