• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권3호
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• pp.40-47
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• 2006

타원곡선 암호 시스템에서 유한체 연산은 핵심적인 부분을 차지하고 있지만 곱셈의 경우 연산 과정이 복잡하여 이를 위한 효율적인 알고리즘 및 하드웨어 설계가 필요하다. 본 논문에서는 매우 큰 소수 m을 가지는 $GF(2^m)$상에서 효율적인 면적과 연산시간을 갖는 Radix-4 시스톨릭 곱셈기를 제안한다. 제안된 유한체 곱셈기는 표준기저 방식을 사용하였으며 수학적 정리를 통해 보다 효율적인 알고리즘을 제안하고 이를 VLSI 설계에 적합하도록 시스톨릭 구조를 이용하여 설계하였다. 제안된 구조는 기존의 병렬 곱셈기 및 직렬 곱셈기, 시스톨릭 곱셈기와 비교해서 효율적인 면적과 연산 시간을 갖는다. 본 연구에서는 $GF(2^{193})$에서 동작하는 유한체 곱셈기를 설계하였으며, 하이닉스 $0.35{\mu}m$ 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성한 결과 최대 동작 주파수는 400MHz이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권3호
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• pp.31-37
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• 2012

본 논문에서는 기븐스 회전 기반의 QR 분해를 고속으로 하기 위한 하드웨어 구조를 제안하였다. 제안된 접근 방식은 단위시간 당 처리량을 증대하기 위해 임의의 행렬을 직교행렬과 상삼각행렬의 곱으로 분해하는 과정 중 기븐스 회전을 위한 행렬의 기준 성분을 1개만 고정적으로 두지 않고 가능한 한 증가시킨다. 또한 기븐스 회전을 고속의 SSL-코딕(CORDIC)으로 구성하여 처리속도를 더욱 증대하였다. 제안 방법은 QR 분해의 성능을 기존의 TSA(triangular systolic array) 방식에 비해 비약적으로 향상되었을 뿐 아니라, 연산의 중간 결과를 저장하는 플립플롭의 개수를 경감하여 회로의 면적 또한 감소시키는 효과를 보여준다. 제안하는 QR 분해 하드웨어는 TSMC $0.25{\mu}m$ 공정을 사용하여 구현되었다. 실험 결과, $8{\times}8$ 행렬의 QR 분해에 대해 제안 구조는 TACR/TSA 기반 구조와 비교하여 75.24%의 성능 향상을 이룩할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권7호
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• pp.27-36
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• 2005

본 논문은 무선 및 초고속 광통신등 다양한 통신 시스템에서 사용되는 고속 Reed-Solomon (RS) 복호기의 하드웨어 면적을 줄인 새로운 구조를 소개한다. 특히 folding 기술을 이용하여 높은 처리율(throughput)과 적은 하드웨어 복잡도(hardware complexity)를 가지고 있는 새로운 PrME (Pipelined recursive Modified Euclidean) 구조를 제안한다 제안된 PrME 구조는 일반적으로 사용되는 systolic-array 그리고 완전한 병렬(fully-parallel) 구조와 비교하여 하드웨어 복잡도를 약 80$\%$정도 줄일 수 있다. 제안된 RS 복호기는 1.2 V의 공급전압과 0.13-um CMOS 기술을 사용하여 설계하고 구현하였는데, 총 24,600개의 게이트수, 5-Gbit/s의 데이터 처리율과 클락 주파수 625 MHz에서 동작함을 보여준다. 제안된 면적 효율적인 PrME 구조에 기반한 RS 복호기는 초고속 광통신뿐만 아니라 무선통신을 위한 차세대 FEC구조 등에 바로 적용될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8A호
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• pp.820-826
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• 2007

본 논문에서는 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 복호기를 위한 새로운 E-DCME(enhanced degree computationless modified Euclid's) 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 E-DCME 알고리즘은 새로운 초기 조건을 사용하여 기존 수정 유클리드 알고리즘 및 DCME 알고리즘에 비해 $T_{mult}+T_{add}+T_{mux}$의 짧은 최대 전달 지연(critical path delay)를 갖는다. 시스톨릭 에레이(systolic array)를 이용한 제안하는 구조는 키 방정식(key equation) 연산을 위해서 초기 지연 없이 2t-1 클록 사이클만을 필요로 하여 고속의 키 방정식 연산이 가능하다. 또한, 기존 DCME 알고리즘에 비해 사용하는 기본 셀의 개수가 적어 하드웨어 복잡도가 낮다. 전체 3t 개의 기본 셀(basic cell)을 사용하는 E-DCME 구조는 오직 하나의 PE(processing element)를 사용하므로 규칙성(regularity) 및 비례성(scalability)을 갖는다. $0.18{\mu}m$ 삼성 라이브러리를 사용하여 논리합성을 수행한 결과 E-DCME 구조는 18,000개의 게이트로 구성된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1137-1140
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• 1998

In this paper, we propose the new hardware architecture which implements the stereo matching algorithm using the dynamic programming method. The dynamic programming method is used in finding the corresponding pixels between the left image and the right image. The proposed MOEPE(Merged Odd-Even PE) architecture operates in the systolic manner and finds the disparities from the intensities of the pixels on the epipolar line. The number of PEs used in the MOEPE architecture is the number of the range constraint, which reduced the number of the necessary PEs dramatically compared to the traditional method which uses the PEs with the number of pixels on the epipolar line. For the normal method by 25 times. The proposed architecture is modeled with the VHDL code and simulated by the SYNOPSYS tool.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권1호
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• pp.50-58
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• 2003

$GF(2^m)$상의 공개키 암호 시스템에서 $AB^2$ 연산은 효율적이고 기본적인 연산으로 잘 알려져 있다. 나눗셈/역원은 기본이 되는 연산으로, 내부적으로 $AB^2$ 연산을 반복적으로 수행함으로써 계산이 된다. 본 논문에서는 $GF(2^m)$상에서$AB^2$ 연산을 수행하는데 필요한 새로운 알고리즘과 그에 따른 병렬 입/출력 및 시리얼 입/출력 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 최상위 비트 우선 구조를 기반으로 하고, 구조는 기존의 구조에 비해 낮은 하드웨어 복잡도와 적은 지연을 가진다 이는 역원과 나눗셈 연산을 위한 기본 구조로 사용될 수 있으며 암호 프로세서 칩 디자인의 기본 구조로 이용될 수 있고, 또한 단순성, 규칙성과 병렬성으로 인해 VLSI 구현에 적합하다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권2호
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• pp.109-114
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• 2004

본 논문에서는 유한 필드 GF$(2^m)$상에서 모듈러 나눗셈 A($\chi$)/B($\chi$) mod G($\chi$)을 수행하는 고속의 병렬 시스톨릭 나눗셈기를 제안한다. 제안된 나눗셈기는 이진 최대공약수(GCD) 알고리즘에 기반하며, FPGA 칩을 이용하여 구현 및 검증한다. 본 연구에서 제안된 나눗셈기는 연속적인 입력 데이터에 대해 초기 5m-2 클럭 사이클 지연후, 1 클럭 사이클 비율로 나눗셈 결과를 출력한다. 본 논문에서 제안된 나눗셈기를 기존의 병렬형 시스톨릭 나눗셈기들과 비교했을 때, 훨씬 적은 하드웨어의 사용으로 계산지연 시간을 상당히 감소 시켰다. 또한 제안된 나눗셈기는 기약다항식의 선택에 어떠한 제약도 두지 않을 뿐 아니라 매우 규칙적이고 묘듈화 하기 쉽기 때문에 필드 크기 m에 대하여 높은 확장성 및 유연성을 제공한다. 따라서 제안된 구조는 VLSI 구현에 매우 적합하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권6C호
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• pp.625-631
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• 2002

본 논문에서는 유한 필드 GF(2")상에서 모듈러 곱셈 A(x)B(x) mod G(x)를 수행하는 MSB 우선 디지트 시리얼곱셈기를 설계하였다. 이를 위하여 GF(2")상에서 MSB 우선 곱셈 알고리즘으로부터 자료 의존 그래프를 구하고, 이를 이용하여 효율적인 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 설계한다. 설계된 곱셈기에 대한 VHDL 코드를 구하고 시뮬레이션을 거친 후 FPGA 로 구현한다. 구현된 곱셈기는 디지트의 크기를 L로 설정했을 경우 연속적인 입력 데이터에 대해 [m/L) 클럭 사이클 비율로 곱셈의 결과를 출력한다. 본 연구에서 구현된 곱셈기를 기존의 곱셈기와 비교 분석한 결과 시간 및 공간 복잡도가 감소되었으며, 간단한 구조로서 데이터 처리 지연시간을 줄일 수 있다. 또한 본 연구에서 제안한 구조는 단 방향의 신호 흐름 특성을 가지고 있으며, 매우 규칙적이기 때문에 m과 L에 대해 높은 확장성을 가진다.

• 전자공학회논문지T
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• 제35T권1호
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• pp.59-66
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• 1998

본 논문은 에러 정정 코드로서 가장 많이 사용하는 RS(Reed-Solomom)코드를 이용한 고속 복호기 설계에 관한 논문이며 VHDL을 사용하여 실행을 하였으며, 이 RS 복호기는 시간 영역 대신 변환 영역에서 설계하였다. 변환 복호기는 구조의 단순성 때문에 VLSI칩 설계가 용이하며, 모든 설계에 대하여 systolic 배열을 적용하기 쉬운 파이프라인 아키텍춰를 사용하였다. 변환 RS 복호기는 고속 데이타 전송율을 갖는 복호기에 적합하여 FPGA 기술로 합성 한 후 복호율은 43MByte/s 보다 더 크고 범위는 1853 LCs(Logic Cell)을 갖는다. 파이프라인을 갖는 다른 아키텍춰와 비교하여 볼 때 이러한 결과는 다른 기술과 비교하여 우수한 기술이며, 에러 정정 능력과 파이프라인 성능은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권6호
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• pp.459-468
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• 2003

본 논문에서는 차수 연산이 필요 없는 새로운 DCME 알고리즘 (Degree Computationless Modified Euclid´s Algorithm)을 사용한 저비용 고속 RS (Reed-Solomon) 복호기를 제안한다. 제안하는 구조는 차수 연산 및 비교 회로가 필요 없어 기존 수정 유클리드 구조들에 비해 매우 낮은 하드웨어 복잡도를 갖는다. 시스톨릭 에레이 (systolic array)를 이용한 제안하는 구조는 키 방정식 (key equation) 연산을 위해서 초기 지연 없이 2t 클록 사이클만을 필요로 한다. 또한, 3t＋2개의 기본 셀 (basic cell)을 사용하는 DCME 구조는 오직 하나의 PE (processing element)를 사용하므로 규칙성 (regularity) 및 비례성(scalability)을 갖는다. 0.25㎛ Faraday 라이브러리를 사용하여 논리합성을 수행한 RS 복호기는 200㎒의 동작 주파수 및 1.6Gbps의 데이터 처리 속도를 갖는다. (255, 239, 8) RS 코드 복호를 수행하는 DCME 구조와 전체 RS 복호기의 게이트 수는 각각 21,760개와 42,213개이다. 제안하는 RS 복호기는 기존 RS 복호기들에 비해 23%의 게이트 수 절감 및 전체 지연 시간의 10%가 향상되었다.