• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권9호
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• pp.414-426
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• 2022

Elliptic Curve Cryptography (ECC) is one of the finest cryptographic technique of recent time due to its lower key length and satisfactory performance with different hardware structures. In this paper, a High Throughput Multiplier architecture is introduced for Elliptic Cryptographic applications based on concurrent computations. With the aid of the concurrent computing approach, the High Throughput Concurrent Computation (HTCC) technology that was just presented improves the processing speed as well as the overall efficiency of the point-multiplier architecture. Here, first and second distinct group operation of point multiplier are combined together and synthesised concurrently. The synthesis of proposed HTCC technique is performed in Xilinx Virtex - 5 and Xilinx Virtex - 7 of Field-programmable gate array (FPGA) family. In terms of slices, flip flops, time delay, maximum frequency, and efficiency, the advantages of the proposed HTCC point multiplier architecture are outlined, and a comparison of these advantages with those of existing state-of-the-art point multiplier approaches is provided over GF(2¹⁶³), GF(2²³³) and GF(2²⁸³). The efficiency using proposed HTCC technique is enhanced by 30.22% and 75.31% for Xilinx Virtex-5 and by 25.13% and 47.75% for Xilinx Virtex-7 in comparison according to the LC design as well as the LL design, in their respective fashions. The experimental results for Virtex - 5 and Virtex - 7 over GF(2²³³) and GF(2²⁸³)are also very satisfactory.

• 한국음향학회지
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• 제23권8호
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• pp.554-561
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• 2004

반도체 기술과 멀티미디어 통신기술이 발달하면서 고품위 영상과 다중 채널의 오디오에 관심을 갖게 되었다. MPEG 오디오 계층 3 디코더는 표준안에 기반을 둔 프로세서로써 기존에 많이 구현되어 있다. MPBG-1오디오 계층3 디코더의 합성필터는 디코더 전체에서 가장 많은 연산을 필요로 하기 때문에 고속 프로세서를 설계하기 위해서는 연산량을 줄일 수 있는 새로운 방식의 합성필터를 필요로 한다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-1 오디오 계층 3의 핵심부분인 합성필터 부분을 DALUT (distributed arithmetic look-up table)방식을 이용하여 FPGA (Field Programmable Gate Array)에 구현하였다. 고속 필터를 설계하기 위해서 승산기 대신에 DALUT방식을 사용하였고, 파이프라인 구조를 사용하였으며, 데이터를 코사인 함수와 곱셈한 결과를 테이블로 만듦으로써 곱셈기를 제거하여 30%의 성능향상을 얻었다. 본 논문에서의 하드웨어 설계는 모두 VHDL (VHSIC Hardware Description Language)로 기술하였다. VHDL 시뮬레이션은 ALDEC사의 Active-HDL 6.1과 Model-sim 및 합성은 Synplify Pro 7.2v을 사용하였다. 대상 라이브러리는 XILINX사의 XC4010E, XC4020BX, XC4052 XL, P&R 툴은 XACT Ml.4를 사용하여 구현하였다. 구현된 프로세서는 20MHz∼70MHz사이에서 동작한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.437-446
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• 2018

This paper describes the real-time logic implementation of orthogonal matching pursuit(OMP) algorithm for compressive sensing digital receiver. OMP contains various complex-valued linear algebra operations, such as matrix multiplication and matrix inversion, in an iterative manner. Xilinx Vivado high-level synthesis(HLS) is introduced to design the digital logic more efficiently. The real-time signal processing is realized by applying dataflow architecture allowing functions and loops to execute concurrently. Compared with the prior works, the proposed design requires 2.5 times more DSP resources, but 10 times less signal reconstruction time of $1.024{\mu}s$ with a vector of length 48 with 2 non-zero elements.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.121-127
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• 2012

An integrated crypto engine for encryption and decryption of AES algorithm based on unified data-path architecture is efficiently designed and implemented in this paper. In order to unify the design of encryption and decryption, internal steps in single round is adjusted so as to operate with columns after row operation is completed and efficient method for a buffer is developed to simplify the Shift Rows operation. Also, only one S-box is used for both key expansion and crypto operation and Key-Box saving expended key is introduced provide the key required in encryption and decryption. The functional simulation based on ModelSim simulator shows that 164 clocks are required to process the data of 128bits in the proposed engine. In addition, the proposed engine is implemented with 6,801 gates by using Xilinx Synthesizer. This demonstrate that 40% gates savings is achieved in the proposed engine, compared to individual designs of encryption and decryption engine.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.981-984
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• 2009

본 논문에서는 수정된 유클리드 알고리즘을 이용하여 RS(255,239) 복호기를 설계하였다. 설계된 복호기는 수정된 유클리드 알고리즘에서 차수를 계산하는 대신, 다항식의 차수를 state machine으로 표현한다. 수정된 유클리드 알고리즘을 이용하여 복잡도를 감소시킬 수 있고, 고속의 리드-솔로몬 복호기를 구현할 수 있다. Xilinx FPGA인 XC4VLX60을 타겟으로 ISE9.1i에서 합성한 결과 동작주파수가 77.4MHz이며, gate count가 39,759로 나타났다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2021

본 논문은 하드웨어 자원이 제한되는 사물인터넷 시스템의 보안을 위하여 AES 기반의 효율적인 암호화칩 설계를 제안한다. ROM 기반의 S-Box는 메모리를 액세스하는데 많은 메모리 공간이 필요함과 동시에 지연문제가 발생하게 된다. 제안한 방법에서는 저면적/고성능의 암호화 칩 설계를 위해 합성체 기반의 고속 S-Box를 설계하여 보다 빠른 연산결과를 얻도록 한다. 또한, 각 라운드 변환과정 및 키 스케쥴링 과정에서 사용되는 S-Box를 공유하도록 설계하여 보다 높은 처리율 및 적은 지연을 갖도록 한다. 설계된 AES 암호프로세서는 Verilog-HDL를 사용하여 회로동작을 기술하였으며, Xilinx ISE 14.7 툴을 이용하여 논리 합성을 수행하였다. 또한, 설계 검증은 Modelsim 10.3 툴을 이용하였으며, Xilinx XC6VLX75T FPGA 소자를 사용하여 하드웨어 동작을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.226-231
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• 2022

정보 엔트로피의 개념은 다양한 분야에서 폭넓게 응용되고 있다. 최근 영상처리 분야에서도 정보 엔트로피 개념을 응용한 기술들이 많이 개발되고 있다. 현대 산업에서 컴퓨터 비전 기술들의 중요성과 수요가 증가함에 따라, 영상처리 기술들이 현대 산업에 효율적으로 적용되기 위해서는 실시간 처리가 가능해야 한다. 영상의 엔트로피 값을 추출하는 것은 소프트웨어로는 계산량이 복잡해 실시간 처리가 어려우며 실시간 처리가 가능한 영상 엔트로피 필터의 하드웨어 구조는 제안된 적이 없다. 본 논문에서는 barrel shifter를 사용하여 실시간 처리가 가능한 히스토그램 기반 엔트로피 필터의 하드웨어 구조를 제안한다. 제안한 하드웨어는 Verilog HDL을 이용하여 설계하였고, Xilinx사의 xczu7ev-2ffvc1156을 Target device로 설정하여 FPGA 구현하였다. Xilinx Vivado 프로그램을 이용한 논리합성 결과 4K UHD의 고해상도 환경에서 최대 동작 주파수 750.751MHz를 가지며, 1초에 30장 이상의 영상을 처리하며 실시간 처리 기준을 만족함을 보인다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.401-407
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• 2022

최근 자율주행 자동차를 구현하기 위해 카메라 영상을 통해 객체 및 차선을 인식하여 자율주행하는 영상처리 기술이 연구되고 있다. 안개는 카메라 촬영 영상의 가시성을 떨어뜨리기 때문에 자율주행 자동차 오작동의 원인이 된다. 이를 해결하기 위해 카메라에 실시간 처리가 가능한 안개 제거 기능을 적용하는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 성능이 우수한 Sim의 안개 제거방법을 실시간 처리가 가능한 하드웨어로 구현한다. 제안하는 하드웨어는 Verilog HDL을 사용하여 설계하였고, Xilinx사의 xc7z045-2ffg900을 Target device로 설정하여 FPGA 구현하였다. Xilinx Vivado 프로그램을 이용한 논리합성 결과 4K(4096×2160) 고해상도 환경에서 최대 동작 주파수 276.932MHz, 최대 처리 속도 31.279fps를 가짐으로써 실시간 처리 기준을 만족한다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.564-571
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• 1996

본 논문에서는 새로운 ASIC 구조로 최근에 관심을 모으고 있는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑에 관한 것이다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑방법은 먼저 6개 또는 7개의입력을가지는 조합 및 순차 노드에대해서 전처리 기를 사용하여 한 출력 CLB에매핑하고, 매핑안된나머지 중 순차회로합병 조건에 만족 하는 6개 혹은 7개 입력 변수를 갖는 노드부터 CLB에 매핑한다. 본 고에서 제안한 순차 회로 기술 매핑 방법이 간단하면서 만족스런 수행 시간과 결과를 얻었다. 여러개의 벤치마크 화로를 sis-pga(map_together 및 map_scparate)순차회로 합성 시스템과 비교 하였으며, 실험결과는 본 시스템이 sis-pga 보다 17% 이상 성능이 좋다는 결과를 보여 주고 있다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1998년도 종합학술발표회논문집
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• pp.483-493
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• 1998

본 논문에서 DES를 대체하기 위해 몇 년에 걸쳐 제안된 관용 암호알고리즘의 하나인 IDEA(International Data Encryption Algorithm)의 구현을 제안하고자 한다. IDEA의 암호화 수행시간의 개선을 위하여 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 이용하여 하드웨어로 설계하였고 설계된 알고리즘은 EDA tool인 Synopsys를 사용하여 Synthesis하였으며, Xilinx의 FPGA XC4052XL을 이용하여 One Chip화 시켰다. 입력 클럭으로 30MHz를 사용하였을 때, data arrival time은 780.09ns였으며, 80.01 Mbps의 속도로 동작하였다. 본 논문은 설계 언어로서 VHDL을 사용하였고, FPGA Chip에 구현하여 동작 확인을 하였다.