• 제목/요약/키워드: Verilog HDL

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경량 블록암호 LEA용 암·복호화 IP 설계 (Design of Encryption/Decryption IP for Lightweight Encryption LEA)

  • 손승일
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.1-8
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    • 2017
  • LEA(Lightweight Encryption Algorithm)는 2013년 국가보안연구소(NSRI)에서 빅데이터 처리, 클라우드 서비스 및 모바일 환경에 적합하도록 개발되었다. LEA는 128비트 메시지 블록 크기와 128비트, 192비트 및 256비트 키(Key)에 대한 암호화 방식을 규정하고 있다. 본 논문에서는 128비트 메시지를 암호화하고 복호화할 수 있는 LEA 블록 암호 알고리즘을 Verilog-HDL을 사용하여 설계하였다. 설계된 LEA 암.복호화 IP는 Xilinx Vertex5 디바이에서 약 164MHz에서 동작하였다. 128비트 키 모드에서 최대 처리율은 874Mbps이며, 192비트 키 모드에서는 749Mbps 그리고 256비트 키 모드에서는 656Mbps이다. 본 논문에서 설계된 암호 프로세서 IP는 스마트 카드, 인터넷 뱅킹, 전자상거래 및 IoT (Internet of Things) 등과 같은 모바일 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

JPEG2000을 위한 효율적인 EBCOT의 VLSI 설계 및 구현 (A VLSI Efficient Design and Implementation of EBCOT for JPEG2000)

  • 양상훈;유혁민;박동선;윤숙
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권3호
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • 차세대 정지영상 압축방식인 JPEG2000은 DWT와 EBCOT로 구성 되어 있다. EBCOT는 컨텍스트 추출부(BPC)와 산술부호화기(AC)로 구성되는데 본 논문에서는 효율적인 EBCOT 설계에 새로운 알고리즘을 적용하여 설계하였다. BPC(Bit Plane Coding)는 context 기반의 부호화기를 사용하였고, 현재의 SigStage register의 값과 상위 비트 플랜의 column 값을 가공한 데이터와 현재의 column 값을 이용하여 코딩패스를 미리 예측하는 기법을 사용하였다. BAC(Binary Arimethic Coder)에는 4단계 pipeline을 적용하였다. 설계된 EBCOT은 Verilog HDL 모델링후 Xilinx FPGA technology를 이용하여 합성한 후 동작을 검증하였다.

4차 보간 필터를 사용한 데시메이션 필터의 통과대역/저지대역 특성 개선 (Passband Droop and Stopband Attenuation Improvement of Decimation Filters Using Interpolated Fourth-Order Polynomials)

  • 장영범;이원상;유현중
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권6C호
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    • pp.777-784
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    • 2004
  • 이 논문에서는 CIC(Cascaded Integrator-Comb) 필터와 half band 필터를 직렬로 연결하여 사용하는 데시메이션 필터의 주파수 응답을 향상시키는 보간 필터를 제안한다. 기존의 방식들은 통과대역의 리플 특성만을 향상시키나, 이 논문에서는 통과대역의 특성과 저지대역의 감쇠특성을 동시에 향상시키는 IFOP(Interpolated Fourth-Order Polynomials) 필터를 제안한다. 설계 방법도 저지대역을 특성향상을 완료한 후에 통과대역 특성을 향상시키므로 최적화 프로그램을 사용하지 않고도 체계적으로 설계가 가능함을 보였다. 제안된 필터는 곱셈이 2개 필요한 구조이므로 부가적인 연산량이 적으며, 또한 선형위상의 특성을 갖고 있으므로 선형위상 특성을 그대로 유지할 수 있다. 예제들을 통하여 저지대역과 통과대역의 특성이 향상되는 양을 관찰하였으며, Verilog-HDL coding을 통하여 계수 양자화 영향도 분석하였다.

개선된 이산 코사인 변환을 이용한 모바일 폰 용 저전력 초점 값 계산 알고리즘 (Low-power Focus Value Calculation Algorithm using modified DCT for the mobile phone)

  • 이상용;박상수;김수원
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권11호
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    • pp.49-54
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    • 2005
  • 본 논문에서는 최소의 sub-window를 사용하여 정확한 초점 값을 측정할 수 있는 모바일 폰 용 저전력 MDCT 초점 값 연산 방식을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 기존의 DCT 연산 계수 중 초점 값의 척도로 사용하기에 특성이 가장 우수하고, 하드웨어로 구현하였을 경우 연산량이 최소가 되는 중간 결과 계수를 초점 값으로 사용한다. 또한 중간 주파수에 연관된 DCT 결과를 초점 값으로 사용하므로 임펄스 성 노이즈의 영향을 줄일 수 있고, 영상의 흐린 정도에 따른 초점 값의 변화가 커서기존의 Gradient 방식보다 초점 값 특성이 우수하다. 제안된 알고리즘은 Verilog HDL언어를 사용하여 구현되었으며, Excalibur-ARM보드에 내장하여 그 성능을 검증하였다.

IEEE 802.11a OFDM 타이밍 동기화기 블록의 저면적 설계 및 구현 (Low Area Design and Implementation for IEEE 802.11a OFDM Timing Synchronization Block)

  • 석상철;장영범
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제49권2호
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    • pp.31-38
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    • 2012
  • 이 논문에서는 IEEE 802.11a OFDM MODEM SoC용 타이밍 동기화 블록에 대한 저면적 구조를 제안한다. IEEE 802.11a의 타이밍 동기화 블록은 큰 구현 면적을 필요로 한다. 제안된 자기 상관 방식의 타이밍 동기화 블록 구조는 전치 직접형 필터 구조를 사용하여 곱셈 연산을 최소화하였다. 또한 CSD(Canonic Signed Digit) 계수를 이용하는 기술과 Common Sub-expression Sharing 기술을 적용하여 곱셈연산을 저면적으로 구현하였다. 제안된 타이밍 동기화 블록 구조에 대하여 Verilog-HDL 코딩과 0.13 micron 공정을 사용하여 합성한 결과, 기존 구조와 비교하여 22.7%의 구현 면적 감소 효과를 얻을 수 있었다.

XRF시스템용 효율적인 Trapezoidal 필터 및 최대값 검출 회로 설계 (Design of Efficient Trapezoidal Filter and Peak Value Detection Circuit for XRF Systems)

  • 박철암;정진균
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권6호
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    • pp.138-144
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    • 2013
  • XRF 시스템에서 디지털 방식으로 펄스를 합성하는 기술은 현재 다양하게 발전 되면서 기존의 아날로그 방식을 대신하고 있다. XRF 시스템에서는 펄스의 높이를 분석하기 위해 주로 trapezoidal 필터를 사용한다. 본 논문에서는 trapezoidal 필터의 하드웨어 구현을 위한 효율적인 구조를 제안한다. 또한 측정 오차가 기존 알고리즘에 의한 오차의 절반으로 감소되면서 효율적인 하드웨어 구현이 가능한 최대값 검출 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 하드웨어 언어인 Verilog HDL로 설계하고 FPGA로 구현하였으며 테스트보드를 제작하여 성능을 검증하였다.

WLAN용 저면적 심볼 타이밍 옵셋 동기화기 구조 (Low-Area Symbol Timing Offset Synchronization Structure for WLAN Modem)

  • 하준형;장영범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.1387-1394
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    • 2011
  • 이 논문에서는 OFDM Modem의 심볼 타이밍 옵셋 동기화 블록에 대한 저면적 구조를 제안한다. 심볼 타이밍 동기화 블록에서의 곱셈연산을 디지털 필터 구조의 개념을 도입하여 저면적 구조를 유도하였다. 즉 곱셈연산을 CSD(Canonic Signed Digit) 방식과 CSS(Common Sub-expression Sharing) 방식의 덧셈기를 사용한 구조를 제안하였다. 제안 구조에 대한 Verilog-HDL 코딩과 합성을 통하여 $0.264mm^2$로 구현하였으며, 이는 기존 구조의 $0.723mm^2$와 비교하여 63.54%의 구현 면적 감소를 달성하였다. 따라서 제안된 구조는 OFDM 시스템의 심볼 타이밍 동기화기에 효율적으로 사용 될 수 있을 것이다.

무선 네트웤 라우터응용을 위한 고성능32비트 내장AES (High Performance 32-bit Embedded AES for Wireless Network Router Applications)

  • 등린;유영갑
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권11호
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    • pp.97-104
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    • 2010
  • 본 논문은 고성능32비트 AES구조를 제시한다. 재배열 구조는 5단 파이프라인을 사용한다. 그 안에 ShiftRows/InvShiftRows 모듈은 4단 파이프라인을 사용하고 MixColumn/InvMixColumn 모듈은 1단 파이프라인을 사용한다. Shift rows와 inverse shift rows 같은 구조를 사용한다. Mix column 과 inverse mix column 도 같은 구조를 사용한다. 그리고 RCON구조를 단순화 하여 사이즈를 줄였다. 제안된 구조는 verilogHDL 을 이용하여 구현 하였다. 이 회로의 처리량은 415Mbits/s 이고 크기는 0.18um CMOS 공정에서 13,764 게이트 이다. 재배열 구조는 무선 네트워크 라우터에서 사용할 수 있다.

Implementation of Segment_LCD display based on SoC design

  • Ling, Ma;Kim, Kab-Il;Son, Young-I.
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.59-62
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    • 2003
  • The purpose of this paper is to present how to implement Segment_LCD display using SoC design. The SoC design is achieved by using an ARM_based Excalibur device. The Excalibur device offers an outstanding embedded development platform with ARM922T and FPA. The design in the Excailbur device uses the embedded AR띤 Processor core and the AMBA high-performance bus (AHH) to write to a memory-mapped slave peripheral in the FPGA portion of the device. Here, Segment_LCD is one kind of memory-mapped slave peripherals. In order to Implement the Segment_LCD display based on SoC design, four steps are fellowed. At first, IP modules are made by using Verilog HDL. Secondly, the ARM processor of the Excalibur is programmed using C in ADS (ARM Developer Suite). And in the third step, the whole system is simulated and verified. At last, modules are downloaded to SoCMaster kit. Both Quartus II software and ModelSim5.5e software are the key software tools during the design.

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방향성 필터를 이용하여 대각선 에지를 고려한 Demosaicing 알고리즘 및 하드웨어 구현 (Demosaicing Algorithm and Hardware Implementation with Weighted Directional Filtering for Diagonal Edge)

  • 곽부동;정효원;양정주;장원우;강봉순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.1581-1588
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    • 2010
  • 대부분의 디지털 촬영 장치는 비용 및 속도 상의 이점을 위해 Color Filter Array(CFA)를 포함하고 있는 단일 이미지 센서를 사용한다. 따라서 완전한 컬러 영상으로 복원하기 위하여 다양한 컬러 보간 방법이 개발되고 있다. 본 논문은 이러한 컬러 보간 방법 중, 방향성 필터를 이용하여 수직, 수평, 대각선 방향의 에지를 고려한 컬러 보간 방법에 관한 것이다. 하드웨어 구현을 위해 하드웨어 자원의 효율성을 고려하였다. Kodak 테스트 영상 24장으로 실험하여 기존 방법과 비교함으로써 제안한 방법의 성능을 확인하였다. Verilog HDL로 구현하였으며, Virtex4 FPGA 보드와 CMOS 이미지 센서를 이용하여 검증하였다.