• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.823-826
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• 2003

FPGA-based logic emulator with lane gate capacity generally comprises a large number of FPGAs connected in mesh or crossbar topology. However, gate utilization of FPGAs and speed of emulation are limited by the number of signal pins among FPGAs and the interconnection architecture of the logic emulator. The time-multiplexing of interconnection wires is required for multi-FPGA system incorporating several state-of-the-art FPGAs. This paper proposes a circuit partitioning algorithm called SCATOMi(SCheduling driven Algorithm for TOMi)for multi-FPGA system incorporating four to eight FPGAs where FPGAs are interconnected through TOMi(Time-multiplexed, Off-chip, Multicasting interconnection). SCATOMi improves the performance of TOMi architecture by limiting the number of inter-FPGA signal transfers on the critical path and considering the scheduling of inter-FPGA signal transfers. The performance of the partitioning result of SCATOMi is 5.5 times faster than traditional partitioning algorithms. Architecture comparison show that the pin count is reduced to 15.2%-81.3% while the critical path delay is reduced to 46.1%-67.6% compared to traditional architectures.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권7호
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• pp.422-430
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• 2002

주어진 논리 회로를 시분할 FPGA 칩으로 효과적으로 합성하기 위해서는 전체 회로를 여러 개의 부분회로로 나눈 후, 각 부분 회로가 동일한 하드웨어 회로를 시간차를 두고 공유하도록 하여야 한다. 이를 위해 칩에 대한 시간별 재구성 정보를 미리 만들어, 칩 내부의 특정 메모리 영역에 저장하여 두었다가 정해진 시간대가 되면 칩 전체를 재구성하도록 하여야 한다. 그런데, 시분할 FPGA 합성에서 사용하는 세부적인 재구성 기법(일반적으로 스케쥴링이나 다중 회로 분할 기법을 사용)에 따라 동일 시간대에 필요한 LUT의 개수, 즉 FPGA의 용량이 달라질 수 있다. 본 논문에서는 입력되는 논리 회로를 직접 합성하지 않고서도 그 회로가 필요로 하는 전체 LUT 개수에 대한 하한을 추정함으로써 재구성 기법에 관계없이 필요한 최소한의 LUT 개수를 파악한다. 만일, 기존의 재구성 결과가 본 연구에서 추정된 하한과 일치할 경우, 그 결과는 최적의 결과를 의미한다. 반면에, 하한과의 차이가 있는 경우에는 기존의 연구 결과에 비해 더 좋은 재구성 결과가 존재하거나, 또는 본 연구에서 추정한 하한보다 더 좋은(큰, 정확한) 하한이 실제 존재함을 의미한다. 따라서 이러한 비교 분석을 통해, 기존 연구의 결과가 최적인지, 또는 개선의 여지가 있는지를 판단하는 좋은 지표를 제공할 수 있다. 실험 결과, 실험한 대부분의 예제에서, 기존의 연구 결과에서 출력한 결과와 본 논문에서 제안한 방법으로 추정한 하한이 정확히 일치하는 것을 발견할 수 있었는데, 이는 기존의 합성 시스템에서 생성한 결과의 최적성을 확인하게 하는 한편, 본 논문에서 제안한 하한 추정의 정확성을 반증하는 것으로 해석될 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권9호
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• pp.512-522
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• 2003

시분할 FPGA는 회로가 동작하는 중 회로의 기능을 재구성할 수 있는 동적 재구성 기능을 갖춘 FPGA 칩이다. 따라서 이러한 칩을 위한 회로 합성 기법에서는 주어진 논리 회로를 각각 다른 시간대에 수행할 여러 개의 부분회로로 분할한 후, 동일한 하드웨어 회로를 시간차를 두고 공유하도록 해야 한다. 기존의 연구에서는, 칩의 제한된 용량 문제를 해결하기 위해, 동일 시간대에 필요한 자원으로서 각 세부 함수를 수행하는 LUT(Look-Up Table)의 개수와 LUT의 출력 결과를 다른 시간대에 사용하기 위해 그 결과를 임시 저장하는데 필요한 마이크로 레지스터(micro register)의 개수를 최소화하는 데 중점을 두고 있다. 본 논문에서는 시분할 FPGA 합성용 도구 중의 하나로서 회로 구현에 필요한 메모리 원소, 즉 마이크로 레지스터의 개수에 대한 하한(lower bound)을 추정하는 기법에 대해 설명한다. 이 방법에서는 입력되는 논리 회로를 직접 합성하지 않고서도 그 회로가 필요로 하는 전체 마이크로 레지스터 개수에 대한 하한을 각각 추정함으로써 특정한 합성 기법에 관계없이 회로 구현에 필요한 최소한의 마이크로 레지스터의 개수에 대한 정보를 추출한다. 만일, 기존의 합성 결과가 본 연구에서 추정된 하한과 일치할 경우, 그 결과는 최적의 결과를 의미한다. 반면에, 하한과의 차이가 있는 경우에는 기존의 연구 결과에 비해 더 좋은 합성 결과가 존재하거나, 또는 본 연구에서 추정한 하한보다 더 좋은(큰, 정확한) 하한이 실제 존재함을 의미한다. 따라서 이러한 비교 분석을 통해, 기존 연구는 물론, 향후에 개발할 새로운 합성 방법의 결과가 최적인지, 또는 개선의 여지가 있는지를 판단하는 좋은 지표를 얻을 수 있다. 실험 결과, 추정된 하한은 기존 연구의 합성 결과와 다소 차이가 있었다. 이러한 차이는 우선, 기존의 합성 결과는 LUT 개수를 적절히 유지하는 가운데 마이크로 레지스터를 최소화한 결과인 반면, 본 하한 추정에서는 합성 가능한 모든 결과 중, LUT 개수와는 전혀 무관하게, 마이크로 레지스터 개수를 최대한 작게 사용할 합성 예를 추정하기 때문이라고 판단된다. 또 한편으로는 마이크로 레지스터 개수에 대한 하한 추정 문제 자체가 갖는 거대한 변동성과 복잡성으로 인해 제안한 추정 기법이 정밀도에 한계를 가지는 것으로 해석할 수 있으며, 다른 한편으로는 기존 연구 결과보다 더 좋은 합성 결과가 존재할 가능성이 높음을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제54권3호
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• pp.191-193
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• 2005

This paper proposes a phase measurement algorithm which is based on the recursive implementation of sliding-DFT. The proposed algorithm is designed to have a robust behavior against the erroneous factors of frequency drift, additive noise, and twiddle factor approximation. Four channel power-line phase measurement system is also designed and implemented based on the time-multiplexed sharing architecture of the proposed algorithm. The proposed algorithm's features of phase measurement accuracy and its robustness against the finite wordlength effects can provide a significant impact especially for the ASIC or microprocessor based embedded system applications where the enhanced processing speed and implementation simplicity are crucial design considerations.

• 방송공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.452-464
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• 2003

FPGA를 사용하여 실시간 응용 가능한 다시점 3차원 비디오 프로세서를 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 설계된 3차원 비디오 프로세서는 최대 16시점으로부터의 2차원 비디오 신호를 입력받아 공간분할방식의 3차원 비디오 신호로 변환해주는 역할을 한다. 3차원 카메라 시스템의 다양한 구조에 대응이 가능하며, 또한 다양한 해상도의 3차원 디스플레이 장치에 대응이 가능하도록 설계하였다. 5개의 FPGA를 사용한 검증보드를 제작하여 3차원 비디오 프로세서의 기능을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.128-135
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• 2004

본 논문에서는 sliding-DFT에 순환 구현에 기반한 위상 측정 앨고리즘을 제안하였다. 제안한 앨고리즘은 주파수 변이, 누적 잡음, 계수 근사 영향 등의 오차영향에 강인한 특성을 가지도록 설계되었다. DFT 계수의 유한 비트 근사 구현에 의한 위상 오차는 크기 오차에 비해 매우 작게 나타난다. 위상 오차의 혁신적인 감소는 근사 계수가 복소평면 상에서 4사분면상에 대칭적으로 존재함을 이용하여 얻을 수 있다. 제안한 앨고리즘을 시분할 공유 구조에 기반한 4-채널 전력선 위상 측정 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현한 시스템의 동작은 실시간으로 host processor 시스템과 다채널 함수 발생기를 통한 test 환경에서 실험적으로 확인하였다. 제안한 앨고리즘의 위상 측정에 있어 정확한 특성과 유한비트 근사 영향에 강인한 특성은 특히, 빠른 처리 속도와 구현의 감소함이 주요 설계 고려사항인 ASIC 이나 microprocessor에 기반의 임베디드 시스템 적용에 중대한 효과를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7A호
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• pp.705-711
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• 2004

본 논문에서는 광 부호분할다중접속(OCDMA) 시스템 구현을 위해 각 가입자의 시간ㆍ파장영역의 2차원 부호 할당과 변경이 가능하고 다중 사용자의 암호화된 데이터의 동시 전송과 모든 수신 노드에서 복원이 가능한 배열형 가변 부호기/복호기(RAE/RAD)를 갖는 OCDMA구조를 제안하였다. 수신노드에서 부호화된 데이터의 레벨을 일정하게 제한하는 1차 하드리미터의 기능을 제한증폭기를 사용하여 구현하였고, 부호화된 데이터의 위치 검출 및 복원을 위한 2차 하드리미터의 기능을 AND 검출기를 사용하여 이중 하드리미터(Double Hard Limiter)를 최초로 구현하였다. FPGA와 4개의 서로 다른 파장을 갖는 DFB-LD를 부호다중화된 16채널의 신호중에서 특정 채널의 신호를 복원하는 실험을 성공적으로 수행하였다. 1-D OCDMA 시스템에서의 채널 증가에 따른 부호길이 증가문제를 시간과 파장 영역의 2차원 부호다중화를 사용함으로써 개선하였고, 채널 증가에 따른 MAI로 인한 기존의 문턱값 검출기의 식별력(Autocorrelation peak-to-sideloobe ratio) 저하와 비트 오류 문제를 제한증폭기와 AND 검출기를 갖는 이중 하드리미터를 적용하여 개선하였다.