• 한국항공우주학회지
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• 제49권4호
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• pp.335-342
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• 2021

통신 시스템 FPGA 개발 시 HLS를 이용하면 성능 검증용 C/C++ 소스 코드를 일부 수정하여 자동으로 HDL 코드를 생성할 수 있으므로 개발 기간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 텔레메트리 표준 106-17 LDPC 복호기를 Xilinx사의 Vivado HLS를 이용하여 C언어로 설계하는 방법을 제시하였고, Spartan-7와 Kintex-7 디바이스를 타겟으로 합성하여 throughput과 FPGA 이용률을 비교하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.413-420
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• 2006

본 논문에서는 현재 900MHz 대역의 RRD에서 사용하는 ISO18000-6의 규격 중 Type-B의 전송 프로토콜과 충돌방지 알고리즘을 개선해보고자 FPGA를 이용하여 RFID 시스템을 설계 및 구현하였고 그 성능을 측정하였다 제안한 RFID 시스템에서의 충돌 방지 알고리즘을 기존의 이진 트리 알고리즘 및 bit-by-bit 알고리즘과 성능을 비교 분석하였다. 태그의 개수가 증가할수록 제안한 알고리즘이 기존 알고리즘보다 우수한 성능을 보임을 OPNET 모의실험을 통하여 검증하였다. 개선한 Type-B의 전송 프로토콜과 충돌 방지 알고리즘은 Xilinx사의 FPGA 디자인 툴인 ISE7.1i를 사용하여 설계 하였으며 Xilinx사의 FPGA 디바이스인 Spartan2칩에 구현하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.452-459
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• 2020

전동 엑추에이터는 사용자의 명령 입력 신호(열림/닫힘/정지)를 받아 엑추에이터 내부의 각종 센서(밸브의 위치, 회전력, 모터의 상태 등)들의 상태를 확인하고 모터를 정/역 제어하여 밸브를 개폐하고 엑추에이터(밸브)의 현재 상태를 출력하는 장치로 댐, 발전소, 상하수도 시설, 송유관 시설 등 다양한 분야에서 사용하는 장치이다. 전동 엑추에이터가 발전소 등에 설치되어 가동 중 문제가 발생할 경우 경제적으로 큰 손실이 발생할 수 있으므로 시스템의 신뢰성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 전동 엑추에이터의 안전성을 높이기 위해 소프트웨어적으로 발생할 수 있는 신뢰성 문제를 하드웨어적으로 ON/OFF 시간 설정이 가능한 전동 엑추에이터 컨트롤 장치 개발을 진행하였다. 또한 전동 엑추에이터 제어 장치 개발 환경은 Xilinx 사의 Spartan7 FPGA와 Altium 툴을 활용하여 개발하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.831-835
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• 2020

HLS는 C/C++ 언어로 기술된 소스 코드로부터 자동으로 HDL 코드를 생성하므로 타이밍이나 제어가 간단하고 하드웨어 구조를 쉽게 변경할 수 있어 FPGA 시스템 개발 기간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 Xilinx사의 Vivado HLS를 이용하여 텔레메트리 표준 106-17 LDPC 부호기를 설계할 때 간단한 코드 수정으로 목적에 맞는 구조 변경의 용이함을 보이고 Spartan-7 xc7s100 디바이스를 타겟으로 합성하여 throughput과 하드웨어 복잡도 등의 결과를 비교하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.159-162
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• 2002

본 논문에서는 대역확산 방식으로 제안되고 있는 CDMA 시스템의 송수신 모뎀을 FPGA를 이용하여 설계 및 검증을 수행하였다. 송신기에서는 Walsh code(N=16), PN(7 stage=127chip)code를 데이터에 곱하여서 송신하고, 수신기에서는 송신기에서 사용했던 Walsh code(N=16)와 PN code를 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다. 송수신기의 설계는 Xilinx사의 FPGA 디자인 툴인 Xilinx foundation3.1을 사용하여 VHDL simulation을 수행하였고, FPGA 회로설계 검증 장비인 EDA-Lab 3000 장비를 사용하여 Xilinx사의 SPARTAN2 2S100PQ208칩에 다운로드 한 후 에뮬레이션 툴 인 Design-Pro shop을 사용하여 설계된 회로의 동작을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.119-126
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• 2012

H.264/AVC는 부호화되는 잉여 데이터의 유형에 따라 3개의 변환을 사용할 수 있다. $4{\times}4$ DCT 변환은 항상 수행되며, $16{\times}16$ 인트라 모드인 경우에는 추가적으로 휘도 DC 계수에는 $4{\times}4$ 하다마드 변환을 수행하고, 색체 DC 계수에는 $2{\times}2$ 하다마드 변환을 수행한다. 변환 코딩을 완료한 이후에 한층 더한 데이터 압축을 위해 양자화가 수행된다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 중요한 역할을 하는 DCT 변환, 하다마드 변환 및 양자화에 대한 하드웨어적인 구현에 대해 연구하였다. 특히 파이프라인 기법을 적용하여 33클럭의 대기지연시간 이후에는 매 클럭 당 1개의 양자화된 결과를 출력할 수 있는 아키텍쳐를 제안하였다. 제안한 아키텍쳐는 Verilog HDL로 코딩되고, Xilinx 7.1i ISE툴을 사용하여 합성하고 검증하였다. 합성 결과 SPARTAN3S-1000 디바이스에서 동작 주파수는 106MHz이다. $1920{\times}1080$ HD 영상 프레임의 경우 최대 33프레임을 처리할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.1-6
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• 2020

본 논문에서는 효율적인 AES 암호화를 위한 곱셈역원 연산기인 S-Box 설계를 제안한다. 제안한 방법은 먼저, 합성체 기반의 개선된 S-Box 모듈을 설계하고, 다단 파이프라인(multi-stage pipeline) 구조의 S-Box의 성능을 평가한다. 제안하는 S-Box 모듈에서의 곱셈역원 연산은 조합 논리로 구성되기 때문에 하드웨어 부담이 감소되고 처리 속도가 개선된다. 논리합성을 통하여 3-단 파이프라인 구조의 S-Box 의 경우, 기존 방법과의 연산속도 비교에서 약 28% 정도 개선됨을 보인다. 본 논문에서 제안한 개선된 S-Box는 Verilog-HDL을 사용하여 혼합 레벨에서 모델링을 행하였으며, Xilinx ISE 14.7툴을 사용하여 Spartan 3s1500l FPGA 상에서 합성을 수행하였다. 그리고 타이밍 시뮬레이션(ModelSim PE 10.3 사용)을 통하여 설계된 S-Box가 정상적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2022

본 논문에는 저전력 AES(Advanced Encryption Standard) 암호시스템을 구현하기 위한 합성체 기반의 경량 S-Box 구조 설계를 제안한다. 제안한 방법에서는 GF(((2²)²)²) 상에서 사용면적 및 처리속도의 개선을 위해서 x², λ, 그리고 GF((2²)²) 등 3개의 모듈을 1개의 모듈로 통합한 단순 구조로 설계한다. 설계된 AES S-Box는 Verilog-HDL를 기반으로 하여 구조적 모델링을 하였으며, Xilinx ISE 14.7툴 상에서 Spartan 3s1500l FPGA 소자를 타켓으로 하여 논리합성을 수행하였다. 논리적인 동작을 검증을 위한 시뮬레이션은 Modelsim 10.3 툴을 이용하였으며, 시뮬레이션 결과를 통하여 설계된 S-Box가 정확히 동작함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권7호
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• pp.35-40
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• 2005

본 논문에서는 900MHz 대역 중저속 무선 통신용 칩에 이용되는 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용한 Fractional-N PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다 우수한 위상노이즈 특성을 얻기 위해 노이즈 특성이 좋은LC VCO를 사용하였다. 그리고 고착시간을 줄이기 위해서 Charge Pump의 펌핑 전류를 주파수 천이 값에 따라 조절할 수 있도록 제작하였고 PFD의 참조 주파수를 3MHz까지 높였다. 또한 참조 주파수를 높이는 동시에 PLL의 최소 주파수 천이 간격을 10KHz까지 줄일 수 있도록 하기위하여 36/37 Fractional-N 분주기를 제작하였다. Fractional Spur를 줄이기 위해서 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator를 사용하였다. 그리고 VCO, Divider by 8 Prescaler, PFD, 및 Charge Pump는 0.25um CMOS공정으로 제작되었으며, 루프 필터는 외부 컴포넌트를 이용한 3차RC 필터로 제작되었다. 그리고 Fractional-N 분주기와 3차 ${\Delta}{\sum}$ modulator는 VHDL 코드로 작성되었으며 Xilinx Spartan2E을 사용한 FPGA 보드로 구현되었다. 측정결과 PLL의 출력 전력은 약 -11dBm이고, 위상노이즈는 100kHz offset 주파수에서 -77.75dBc/Hz이다. 최소 주파수 간격은 10kHz이고, 최대 주파수 천이는 10MHz이고, 최대 주파수 변이 조건에서 고착시간은 약 800us이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권7호
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• pp.402-413
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• 2004

본 논문에서는 국내 표준 128비트 블록 암호화 알고리즘인 SEED를 소형 내장형(8-bit/ 16-bit) 시스템에 탑재하도록 저가의 FPGA로 구현하는 방법을 제안한다. 대부분 8-bit 또는 16-bit의 소규모 내장형 시스템들의 프로세서들은 그 저장용량과 처리속도의 한계 때문에 상대적으로 계산양이 많아 부담이 되는 암호화 과정은 별도의 하드웨어 처리기를 필요로 한다. SEED 회로가 다른 논리 블록들과 함께 하나의 칩에 집적되기 위해서는 적정한 성능을 유지하면서도 면적 요구량이 최소화되는 설계가 되어야 한다. 그러나, 표준안 사양의 구조대로 그대로 구현할 경우 저가의 FPGA에 수용하기에는 면적 요구량이 지나치게 커지게 되는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 면적이 큰 연산 모듈의 공유를 최대화하고 최근 시판되는 FPGA 칩의 특성들을 설계에 반영하여 저가의 FPGA 하나로 SEED와 주변 회로들을 구현할 수 있도록 설계하였다. 본 논문의 설계는 Xilinx 사의 저가 칩인 Spartan-II 계열의 XC2S100 시리즈 칩을 대상으로 구현하였을 때, 65%의 면적을 차지하면서 66Mpbs 이상의 throughput을 내는 결과를 얻었다. 이러한 성능은 작은 면적을 사용하면서도 목표로 하는 소형 내장형 시스템에서 사용하기에 충분한 성능이다.