• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권7호통권361호
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• pp.81-89
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• 2007

비터비 복호기는 디지털 통신 시스템에서 순방향 오류 정정을 위해서 사용하는 핵심적인 부분으로 최우 추정 복호 방식의 알고리즘을 사용한다. 비터비 복호기는 복호기 상태의 개수만큼의 경로를 계산하고 역 추적하는 특성 때문에 저 전력화가 상당히 어렵다. 본 논문에서는 기존의 SPEC-T 알고리즘을 구현하는데 있어서 비교기의 동작을 최소화할 수 있는 효율적인 방법을 제안하고 ACS(Add-Compare-Select) 구조와 MPMS(Minimum Path Metric Search) 구조에 이를 적용하였다. 실험 결과, 제안한 ACS 구조와 MPMS 구조는 기존의 구조보다 전력 소모량이 임계 값 26에서 각각 최대 약 10.7%와 11.5% 감소하였고 SPEC-T 구조보다는 전력 소모량이 임계 값 26에서 각각 약 6%와 1.5% 더 감소하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.23-28
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• 2002

본 논문에서는 그레이 레벨 영상을 세선화 하는 과정에서 골격이 끊어지는 것을 방지하는 연결성 복구 알고리즘을 구현하는 하드웨어 구조를 제안하였다. 영상에서 물체의 골격선을 찾아내는 영상의 세선화 과정을 실시간으로 처리하기 위해서는 실시간으로 골격선의 연결성을 검사하는 하드웨어가 필요하다. 본 논문에서는 골격선의 연결성을 4-클럭에 구하는 하드웨어 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 PS(Parallel to Serial) Converter 블록, State Generator 블록, Ridge Checker 블록이 연속적으로 연결되어 있다. PS Converter 블록에서는 3$\times$3 그레이 레벨 영상을 4개의 직렬 화소값으로 만들어 State Generator 블록으로 보낸다. Staかe Generator 블록에서는 3$\times$3 그레이 값의 가운데 화소가 골격선에 접하는지를 검사하고, Ridge Checker 블록에서는 가운데 화소가 골격선상에 있는지를 판단한다. 본 논문에서 제안하는 구조는 3$\times$3 그레이 레벨의 가운데 화소의 연결성을 4-클럭에 검사한다. 전체적인 회로는 설계 툴을 사용하여 검증하였고 정상적인 동작을 수행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.169-177
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• 2015

본 논문에서는 HEVC(High Efficiency Video Coding) 부호기를 위한 효율적인 SAO(Sample Adaptive Offset)의 저면적 하드웨어 구조를 제안한다. SAO는 HEVC 영상 압축 표준에서 채택된 새로운 루프 내 필터 기술로서 최적의 오프셋 값들을 화소 단위로 적용하여 영역 내 평균 화소 왜곡을 감소시킨다. 하지만 표준 SAO는 화소 단위 연산을 수행하기 때문에 초고해상도 영상을 처리하기 위해서 많은 연산시간과 연산량을 요구한다. 제안하는 SAO 하드웨어 구조는 SAO의 연산시간을 감소시키기 위해서 한번에 4개의 입력 화소들을 병렬적으로 처리하며, 2단계 파이프라인 구조를 갖는다. 또한 하드웨어 면적을 최소화하기 위해서 휘도 성분과 색차 성분에 대해 단일 구조를 가지며, 하드웨어에 적합한 연산기 및 공통 연산기를 사용한다. 제안하는 SAO 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, TSMC $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 190k개의 게이트로 구현되었다. 제안하는 SAO 하드웨어 구조는 200MHz의 동작주파수에서 4K UHD@60fps 영상의 실시간 처리가 가능하며, 최대 250MHz까지 동작 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.896-900
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• 2018

전통적으로 CRC 하드웨어는 선형 되먹임 시프트 레지스터를 이용하여 한 클럭 싸이클 당 하나의 비트를 처리하는 직렬 처리 방식을 사용하였다. 최근 다양한 응용 시스템에서 빠른 데이터 처리를 요구하면서 이를 만족시키기 위하여 다양한 병렬화 기법들이 제안되었고, Look-Ahead 병렬화 기법이 짧은 최대 경로 지연을 가지는 장점 덕분에 가장 널리 적용된다. 하지만 Look-Ahead 병렬 하드웨어의 경우 각 레지스터 값과 입력 데이터의 이동에 대하여 예측을 하여야 하기 때문에 직렬 하드웨어 대비 HDL 코드의 작성이 복잡하다. 따라서 본 논문에서는 다양한 CRC 다항식과 병렬화 계수를 지원할 수 있는 Look-Ahead 기반의 CRC 병렬화 하드웨어 생성기를 제안한다. 생성된 HDL 코드의 합성 결과를 분석함으로써 제안된 생성기의 활용 가능성을 판단한다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.39-50
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• 1998

넓은 통과대역과 좁은 천이대역폭을 갖는 디지털 필터는 이동통신 장비의 CODEC이나 의료장비등에 사용된다. 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터는 다른 주파수 특성의 디지털 필터에 비해 계수 및 내부신호의 양자화 영향을 크게 받기 때문에 긴 워드 길이가 요구되며 이로 인해 칩의 면적 및 소모 전력이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터의 저전력 구현을 위하여 CPL (Complementary Pass-Transistor Logic), 격자 웨이브 디지털 필터와 수정된 DIFIR (Decomposed & Interpolated FIR) 알고리듬을 이용한 설계 방법을 제시한다. CPL에서의 단락전류 성분을 줄이기 위하여 PMOS 몸체효과, PMOS latch 및 weak PMOS를 이용하는 3가지 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교한 결과 전파지연, 에너지 소모 및 잡음여유 면에서 PMOS latch를 사용하는 방법이 가장 유리하였다. 통찰력을 가지고 CPL 회로를 최적화하기 위해 CPL 기본구조에 대해 시뮬레이션 결과로부터 전파지연과 에너지 소모에 대한 경험식을 유도하여 트랜지스터의 크기를 정하는데 적용하였다. 또한 필터계수를 CSD (Canonic Signed Digit)로 변환하고 계수 양자화 프로그램을 이용하여 필터계수의 non-zero 비트수를 최소화시켜 곱셈기를 효율적으로 구현하였다. 알고리듬 측면에서 하드웨어 비용을 최소화하기 위해 수정된 DIFIR 알고리듬을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법의 전력 소모가 기존 방법보다 38% 정도 감소되었다.

• 한국음향학회지
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• 제24권1호
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• pp.11-20
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• 2005

본 논문에서는 PLL (Phase Locked Loop)없이 동작할 수 있는 S/PDIF (Sony Philips Digital Interface) 수신기의 연구에 관하여 다룬다. 현재 대부분의 오디오 장치와 오디오 프로세서에서 S/PDIF 수신기가 사용되고 있음에도 불구하고, 국내에서는 이에 관한 연구가 많지 않은 실정이다. 현재 사용되고 있는 S/PDIF 수신용 상용 DAC(Digital-to-Analog Converters) 칩들은 모두 내부에 PLL 회로를 포함하고 있다. PLL 회로는 S/PDIF 디지틸 신호로부터 클럭 정보를 뽑아내고 클럭과 입력 신호간의 동기화를 맞추는 역할을 한다. 그러나, PLL 회로는 "아날로그 회로"라는 특성 때문에 VLSI (Very Large Scale Integrated Ciruits)회로의 SOCs (System On Chips)설계에 있어 많은 어려움을 야기한다. 본 논문에서는 PLL 회로 없이 순수 디지털 회로로만 구현된 S/PDIF 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기의 핵심 아이디어는 16 MHz의 기본 클럭과 S/PDIF 신호의 속도비를 이용한다는 것이다. 본 논문에서는 수십만개의 S/PDIF 입력 신호에 대한 디코딩 확인 후, PLL같은 아날로그 회로 없이 순수 디지틸 회로만으로 S/PDIF 수신기를 설계할 수 있음을 확인하였다. 제안된 S/PDIF 수신기는 SOC 설계용 If로서 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권2호
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• pp.115-122
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• 2004

본 논문에서는 전류모드 CMOS를 사용하여 다치 가산기 및 다치 승산기를 구현하였으며, 먼저 효과적인 집적회로 설계 이용성을 갖는 전류모드 CMOS를 사용하여 3치 T-게이트와 4치 T-게이트를 구현하였다. 구현된 다치 T-게이트를 조합하여 유한체 $GF(3^2)$의 2변수 3치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였으며, 이들 다치 T-게이트를 사용하여 유한체 $GF(4^2)$의 2변수 4치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였다. 또한, Spice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대한 동자특성을 보였다. 다치 가산기 및 승산기들은 $1.5\mutextrm{m}$ CMOS 표준 기술의 MOSFET 모델 LEVEL 3을 사용하였고, 단위전류는 $15\mutextrm{A}$로 하였으며, 전원전압은 3.3V를 사용하였다. 본 논문에서 구현한 전류모드 CMOS의 3치 가산기와 승산기, 4치 가산기와 승산기는 일정한 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 셀 배열에 의한 모듈성의 이점을 가지며 특히 차수 m이 증가하는 유한체의 두 다항식의 가산 및 승산에서 확장성을 가지므로 VLSI화 실현에 적합한 것으로 생각된다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권1호
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• pp.88-95
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• 2002

1985년 N. Koblitz와 V. Miller가 각각 독립적으로 제안한 타원곡선 암호시스템(ECC : Elliptic Curve Cryptosystems)은 보다 짧은 비트 길이의 키만으로도 다른 공개키 시스템과 동일한 수준의 안전도를 유지할 수 있다는 장점을 인해 IC 카드와 같은 메모리와 처리능력이 제한된 하드웨어에도 이식가능 하다. 또한 동일한 유한체 연산을 사용하면서도 다른 타원곡선을 선택할 수 있어서 추가적인 보안이 가능하기 때문에 고수준의 안전도를 유지하기 위한 차세대 암호 알고리즘으로 각광 받고 있다. 본 논문에서는 효율적인 타원곡선 암호시스템을 구현하는데 있어 가장 중요한 부분 중 하나인 타원곡선 상의 점을 고속으로 연산할 수 있는 전용의 기저체 연산기 구조를 제안하고 실제 구현을 통해 그 기능을 검증한다. 그리고 기저체 연산의 면밀한 분석을 통해 역원 연산기의 하드웨어 구현을 위하여 최적인 단위 연산항의 도출에 기반을 둔 효율적인 방법론을 제시하고, 이를 바탕으로 현실적인 제한 조건하에서 구현 가능한 수준의 게이트 수를 가지는 고속의 역원 연산기 구조를 제안한다. 또한, 본 논문에서는 제안된 방법론을 바탕으로 실제 구현된 설계회로가 기존 논문에서 비해 게이트 수는 약 8.8배가 증가하지만, 승법연산 속도는 약 150배, 역원연산 속도는 약 480배 정도 향상되는 우수한 연구 결과가 얻어짐을 보인다. 이것은 병렬성을 적용함으로서 당연히 얻어지는 속도면에서의 이득을 능가하는 성능으로, 본 논문에서 제안한 구조의 우수성을 입증하는 결과이다. 실제로, 승법 연산기의 속도에 관계없이 역원연산의 수행시간은 [lo $g_2$(m-1)]$\times$(clock cycle for one multiplication)으로 최적화가 되며, 제안한 구조는 임의의 유한체 $F_{2m}$에 적용가능하다. 제안한 전용의 연산기는 암호 프로세서 설계의 기초자료로 활용되거나, 타원곡선 암호 시스템 구현시 직접 co-processor 형식으로 임베드 되어 사용할 수 있을 것으로 사료된다.다.