• Journal of Information Processing Systems
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• 제8권1호
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• pp.159-174
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• 2012

This paper presents a study on a high-performance design for a block cipher algorithm implemented on modern many-core graphics processing units (GPUs). The recent emergence of VLSI technology makes it feasible to fabricate multiple processing cores on a single chip and enables general-purpose computation on a GPU (GPGPU). The GPU strategy offers significant performance improvements for all-purpose computation and can be used to support a broad variety of applications, including cryptography. We have proposed an efficient implementation of the encryption/decryption operations of a block cipher algorithm, SEED, on off-the-shelf NVIDIA many-core graphics processors. In a thorough experiment, we achieved high performance that is capable of supporting a high network speed of up to 9.5 Gbps on an NVIDIA GTX285 system (which has 240 processing cores). Our implementation provides up to 4.75 times higher performance in terms of encoding and decoding throughput as compared to the Intel 8-core system.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권10호
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• pp.35-38
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• 2005

본 논문은 Rijndael 암호알고리즘에 비하여 알고리즘 자체가 간결하며 구현의 용이성이 좋지만 처리속도가 느린 단점을 가진 Twofish 암호알고리즘의 속도를 향상시키기 위하여 MDS 블록을 새롭게 설계하였다. 설계된 MDS 블록은 Twofish 암호 시스템의 critical path를 점유하게 되는 블록으로서 처리과정중의 병목현상으로 인한 속도저하의 문제점이 존재하였다. 이러한 MDS 블록에서 연산자로 사용되는 곱셈연산을 LUT 연산과 modulo-2 연산을 사용하여 MDS 자체에 대한 속도저하 및 병목현상을 제거하였다. 이러한 결과로 새롭게 설계된 MDS 블록을 포함하는 Twofish 암호시스템은 기존 Twofish 암호시스템에 비하여 $10\%$정도 처리속도의 향상을 가져옴을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권4C호
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• pp.356-364
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• 2003

Presently, etwork is being in the existence as an influence can not be neglected. This rapid progress of network has gone with development of mobile network and information communication. But the development of network can generate serous social problems. So, it is highly required to control security of network. These problems related security will be developed and keep up to confront with anti-security part such as hacking, cracking. There's no way to preserve security from hacker or cracker without delvelopping new cryptographic algorithm or keeping the state of anti-cryptanalysis in a prescribed time by means of extendig key-length. Worldwidely, many researchers for network security are trying to handle these problems. In this paper, we proposed a new block cryptosystem. The Block cipher-Secure Electronic Xenogenesis Algorithm(B-SEXA) which is capable to cipher regardless of key distribution or key-length for these definite problem is proposed and designed in hardware. B-SEXA increase secret level from using a MDP and MLP in maximum is proposed to prevent cryptograpy analysis. The designed B-SEXA in this paper performed synthesization and simulation using Synopsys Vwe. 1999.10 and VHDL.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제2권5호
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• pp.17-26
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• 1997

Interconnect characterization on a wafer level was performed. Test patterns for single, two-coupled, and triple-coupled lines ere designed by using 0.5$\mu\textrm{m}$ CMOS process. Then interconnect capacitances and resistances were experimentally extracted by using tow port network measurements, Particularly to eliminate parasitic effects, the Y-parameter de-embedding was performed with specially designed de-embedding patterns. Also, for the purpose of comparisons, capacitance matrices were calculated by using the existing CAD model and field-solver-based commercial simulator, METAL and MEDICI. This work experimentally verifies that existing CAD models or parameter extraction may have large deviation from real values. The signal transient simulation with the experimental data and other methodologies such as field-solver-based simulation and existing model was performed. as expected, the significantly affect on the signal delay and crosstalk. The signal delay due to interconnects dominates the sub-micron-based a gate delay (e.g., inverter). Particularly, coupling capacitance deviation is so large (about more than 45% in the worst case) that signal integrity cannot e guaranteed with the existing methodologies. The characterization methodologies of this paper can be very usefully employed for the signal integrity verification or he electrical design rule establishments of IC interconnects in the industry.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.5-7
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• 2018

VLSI(Very large scale integration) 기술을 통한 트랜지스터의 소형화를 통해 CMOS 집적 회로의 성능은 지속적으로 발전해 왔다. 이와 같은 기술 발전에 따라 집적 회로를 구성하는 디지털 논리 요소 또한 진화를 하고 있다. 디코더는 부호화된 정보를 다시 부호화되기 전으로 되돌아가는 처리를 하는 디지털 논리 요소이며 컴퓨터 설계에서 많이 사용되는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 양자점 셀룰라 오토마타(Quantum Cellular-Automata, QCA)를 사용하여 인에이블 입력을 가진 2-to-4 디코더를 제안하였다. 4-입력 유니버설 게이트의 하나의 입력을 1로 고정시켜 3-입력 NOR 게이트로 사용하며, 입력 값 X와 입력 값 Y의 중복된 배선 수를 감소시키고 한 배선으로 두 게이트에 입력을 연결하여 디코더의 배선 수와 배선 교차부를 최소화한다. 제안안하는 4-to-2 인에이블 디코더는 기존 디코더보다 셀의 개수와 클럭수를 감소시켜 디코더의 성능을 더 효율적으로 향상시켰다. 이를 통해 고속 회로 설계에 활용 및 높은 성능을 기대 할 수 있으며 QCA 연구에 기여할 수 있을 것으로 전망 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.63-69
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• 2012

본 논문에서는 용량성 지문센서의 회색조 이미지를 얻기 위한 새로운 회로를 제안하고 있다. 기존의 회로는 회색조 이미지를 얻기 위해 많은 칩 면적을 차지하는 DAC를 적용하거나 전력소모가 많고 전역 클럭을 적용하는 비휘발성 메모리에 적용되는 승압회로를 픽셀별로 적용하였다. 개선된 전하분할 방식의 용량성 지문센서 감지회로는 뉴런모스(vMOS) 기반의 DLC(down literal circuit) 회로와 단순화된 아날로그 MUX(multiplexor)를 적용하였다. 설계된 감지회로는 0.3V, $0.35{\mu}m$ CMOS공정을 적용하여 동작을 검증하였다. 제안된 회로는 기존의 비교기와 주변회로를 필요로하지 않으므로 단위 픽셀의 레이아웃 면적을 줄이고 이미지의 해상도를 향상 시킬 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.53-64
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• 2002

This paper describes a design of cryptographic processor that implements the AES (Advanced Encryption Standard) block cipher algorithm, "Rijndael". An iterative looping architecture using a single round block is adopted to minimize the hardware required. To achieve high throughput rate, a sub-pipeline stage is added by dividing the round function into two blocks, resulting that the second half of current round function and the first half of next round function are being simultaneously operated. The round block is implemented using 32-bit data path, so each sub-pipeline stage is executed for four clock cycles. The S-box, which is the dominant element of the round block in terms of required hardware resources, is designed using arithmetic circuit computing multiplicative inverse in GF($2^8$) rather than look-up table method, so that encryption and decryption can share the S-boxes. The round keys are generated by on-the-fly key scheduler. The crypto-processor designed in Verilog-HDL and synthesized using 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS cell library consists of about 23,000 gates. Simulation results show that the critical path delay is about 8-ns and it can operate up to 120-MHz clock Sequency at 2.5-V supply. The designed core was verified using Xilinx FPGA board and test system.

• 공학기술논문지
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• 제5권4호
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• pp.349-353
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• 2012

Recently, Mobile multimedia equipments as smart phone and tablet pc requirement is increasing and this market is also being expanded. These mobile equipments require large multi-media function, so more power consumption is required. For these reasons, the needs of power management IC as switching type dc-dc converter and linear regulator have increased. DC-DC buck converter become more important in power management IC because the operating voltage of VLSI system is very low comparing to lithium-ion battery voltage. There are many people to be concerned about digital DC-DC converter without using external passive device recently. Digital controlled DC-DC converter is essential in mobile application to various external circumstance. This paper proposes the DC-DC Buck Converter using the AVR RISC 8-bit micro-processor control. The designed converter receives the input DC 18-30 [V] and the output voltage of DC-DC Converter changes by the feedback circuit using the A/D conversion function. Duty ratio is adjusted to maintain a constant output voltage 12 [V]. Proposed converter using the micro-processor control was compared to a typical boost converter. As a result, the current loss in the proposed converter was reduced about 10.7%. Input voltage and output voltage can be displayed on the LCD display to see the status of the operation.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권11호
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• pp.51-62
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• 2003

본 논문에서는 역추적 비터비 디코더의 순서적 역방향 상태천이 제어에 의한 새로운 생존 메모리 제어와 복호기법을 제안한다. 비터비 알고리즘은 채널오류의 검출과 정정을 위한 부호기의 상태를 추정해서 복호하는 최우추정 복호기법이다. 이 알고리즘은 심볼간 간섭의 제거나 채널등화 등 디지털 통신의 광범위한 분야에 응용되고 있다. 반복연산의 과정을 내포하고 있는 비터비 디코더에서 처리속도의 향상과 함께 VLSI 칩 설계시 점유면적의 삭감을 통한 칩 사이즈의 축소 및 소비전력의 저감 등을 달성하기 위해서는 새로운 구조의 ACS 및 생존 메모리 제어에 관한 연구가 요구되고 있다. 이를 해결하기 위한 하나의 방안으로, 본 논문에서는 역추적 기법에 의한 복호과정에서 역방향 상태천이의 연속적인 제어에 의한 자동 복호 알고리즘을 제안한다. 제안방식은 기존의 방법에 비해 전체 메모리 사용량이 적을 뿐만 아니라 구조가 간단하다. 또한, 메모리 억세스 제어를 위한 주변 회로구성이 필요 없고, 메모리 억세스를 위한 대역폭을 줄일 수 있어 칩 설계시 area-efficiency가 높고 소비전력이 적어지는 특성이 있다 시스톨릭 어레이 구조 형태를 갖는 병렬처리 구성과, 채널잡음을 포함한 수신 데이터로부터의 복호와 구체적인 응용 시스템에 적용한 결과를 제시한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.94-104
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• 2008

본 논문에서는 고속의 곱셈-누적 연산을 수행할 수 있는 새로운 MAC의 구조를 제안한다. 곱셈과 누적 덧셈 연산을 통합하고 하이브리드 형태의 CSA 구조를 고안하여 임계경로를 감소시키고 출력율을 개선하였다. 즉, 가장 큰 지연시간을 갖는 누적기 자체를 제거하고 누적기의 기능을 CSA에 포함시킴으로써 전체적인 성능을 향상시킨다. 제안된 CSA 트리는 1의 보수 기반의 MBA 알고리즘을 이용하고, 연산자의 밀도를 높이고자 부호비트를 위한 수정된 배열형태를 갖는다. 또한 최종 덧셈기의 비트수를 줄이기 위해서 CSA 트리 내에 2비트 CLA를 사용하여 하위 비트의 캐리를 전파하고 하위 비트들에 대한 출력을 미리 생성한다. 또한 파이프라인의 효율을 최적화시켜 출력율을 증가시키고자 최종 덧셈기의 출력이 아닌 합과 캐리 형태의 중간 연산결과들을 누적시킨다. 제안한 하드웨어를 설계한 후에 $250{\mu}m,\;180{\mu}m,\;130{\mu}m$, 그리고 90nm CMOS 라이브러리를 이용하여 합성하였다. 이론 및 실험적인 결과를 토대로 제안한 MAC의 하드웨어 자원, 지연시간, 그리고 파이프라인 등의 결과에 대해 분석하였다. 지연시간은 수정된 Sakurai의 alpha power low를 이용하였다. 결과를 살펴보면 제안한 MAC은 표준 설계에 대해서는 여러 측면에서 매우 우수한 특성을 보였고, 최근 연구와 비교할 때 클록속도는 거의 유사하면서 성능은 두 배로 우수하였다.