Systolic Array Processor is used for designing the special purpose processor in Digital Signal Processing, Computer Graphics, Neural Network Applications etc., since it has the characteristic of parallelism, pipeline processing and architecture of regularity. But, in case of using general design method, it has intial waiting period as large as No. of PE-1. And if the connected system needs parallel and simultaneous outputs, processor has some problems of the performance, since it generates only one output at each clock in output state. So in this paper, one dimensional Systolic Array Processor that is designed according to the dependance of data and operations using the partitioned sub-matrix is proposed for the purpose of improving the performance. 1-D Systolic Array using 4 partitioned sub-matrix has efficient method in case of considering those two problems.
With the development of VLSI technology, research on special processors for high-speed processing is on the increase and studies are focused on designing VLSI-oriented processors for signal processing. This paper processes a one-dimensional systolic array for Discrete Hartley Transform implementation and also processes processing element which is well described for algorithm. The discrete Hartley Transform(DHT) is a real-valued transform closely related to the DFT of a real-valued sequence can be exploited to reduce both the storage and the computation requried to produce the transform of real-valued sequence to a real-valued spectrum while preserving some of the useful properties of the DFT is something preferred. Finally, the architecture of one-dimensional 8-point systolic array, the detailed diagram of PE, total time units concept on implementation this arrays, and modularity are described.
본 논문에서는 항재밍 GPS(Global Positioning System) 시스템을 위한 선형 어레이 안테나(linear array antenna) 시뮬레이터(simulator)를 설계하고 시뮬레이션을 통해 다양한 성능 평가를 수행하였다. 먼저 GPS 위성의 신호 구조 분석을 통해 모의 송신신호를 발생시키고, 선형 어레이 안테나 고려시 잡음 환경하에서의 어레이 수에 따른 SNR(Signal to Noise power Ratio) 성능을 분석하였다. 또한 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식의 신호처리 시스템을 통해 재머(jammer) 수에 따른 항재밍 빔패턴(beam pattern) 성능을 분석하였으며, 안테나 칼리브레이션(calibration) 문제를 고려하여 어레이간 지연이 존재하는 경우에서의 항재밍 성능을 분석하였다.
방수배열소나의 주 기능은 적 수상함 및 잠수함, 어뢰 등에서 방사하는 펄스를 탐지하는 것이다. 펄스를 탐지한 경우에는 자함 입장에서 위험도가 높은 상황이므로 자함의 기동 및 생존을 위해 표적의 위치를 찾는 건 매우 중요하다. 표적의 위치는 각 센서에서 수신된 펄스의 시작점을 찾고 센서 간 시간지연 값을 계산하여 산출하게 된다. 펄스 시작점을 구하기 위해서는 신호의 포락선을 산출하고 미분 필터링 과정을 거치게 되는데 방수배열소나는 신호의 샘플링 주파수가 높아 처리하는 샘플 개수가 많으므로 이 과정은 연산량이 큰 문제가 있다. 이에 본 논문은 연산량을 줄일 수 있는 간축 적용 펄스 시작점 산출 방법을 제안하였다. 간축 계수를 변경하면서 시뮬레이션을 수행하였고 연산량이 감소함을 확인하였다. 제안한 방법은 실시간 처리 시스템에 효과적이며 자원 활용도에 장점을 가질 것으로 기대한다.
Two types of ozone monitors using UV absorption method were tried in consideration of cost of the monitor and precision in measuring. The high concentration ozone monitor for high concentration real time ozone monitoring from ozone generator was composed of a low pressure mercury lamp as UV source, a photo multiplier tube as UV detector and signal processing unit for the most part. This structure could be very useful for low price high concentration ozone monitor due to simple system structure and fairly good monitoring characteristics. The developed system showed good linear output characteristics to ozone in the measuring concentration range of 0.05 and 2 wt.%. For accuracy ambient ozone monitoring in ambient in ppm level, the system composed of a high power pulsed xenon lamp as UV source, an optical spectrometer with a high sensitivity linear CCD array as UV detector and signal processing unit in brief speaking was proposed our study for the first time in the world. The developed system showed good linearity and sensitivity in relative low measuring range between 10ppm and 10,000ppm, and showed some feasibility of high resolution ozone monitor using CCD array as photodetector.
Recently the telematics system is used widely. Users want to high quality communications. Since the primary advantage of using an array is to enhance a desired signal and reject jamming interferences, array signal processing is essential to satisfy unmet demand of user. In general, beamforming is a spatial filtering operation performed on the data received by an array of sensors. So we propose the beamformer design that use FPGA for real time processing. And we use zero-padding interpolation for high resolution data.
기존의 레이다는 RF Sub-Array 방식의 레이다 알고리즘을 적용하여 개발되어 왔고, 최근 차량용 레이다용으로 Full 디지털 방식의 Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) 레이다 알고리즘을 적용하여 구현되고 있다. 본 논문에서는 미확보 기술인 RF Sub-Array 방식의 하드웨어에 Phased MIMO 방식을 적용한 레이다 알고리즘을 실시간 가능하도록 구현 및 검증하였다. RF Sub-Array 방식의 Phased MIMO 알고리즘 기술 확보 차원에서 FPGA 기반의 실시간 신호처리를 위한 하드웨어 구조를 제시하고 이에 대한 설계 및 시뮬레이션을 통하여 성능을 먼저 예측하였으며, 이를 통하여 FPGA 기반의 광대역 MIMO FMCW 레이더의 디지털 송수신 신호처리 하드웨어를 개발하였고 최종적으로 RF Sub-Array 방식의 Phased MIMO 레이다 알고리즘을 실시간 구현 및 검증하였다. 이를 바탕으로 향후 테라헤르츠 대역 레이다 등에 필요한 핵심 기술 확보 및 응용할 수 있을 것으로 판단된다.
소형 적외선영상 호밍시스템은 지상의 표적에 대하여 주야간 적외선 영상처리를 통하여 표적을 식별하고 주요 표적에 대하여 표적을 탐색, 탐지하여 추적하는 적외선 영상센서를 보유한 추적시스템이다. 본 논문에서는 지상의 표적을 주야간 적외선 영상을 통하여 표적 정보를 획득하여 실시간 영상처리를 통하여 표적을 식별하기 위한 고속의 CPU와 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 탑재된 보드 개발의 내용을 설명한다. CPU, FPGA 선정과 영상신호처리를 위한 CPU-FPGA 결합 아키텍처에 대하여 제안하고 또한 김발구조의 적외선센서를 제어하기 위한 FPGA를 활용에 대하여 설명한다.
The structure of MMSE receiver front-ended by CMA(Constant Modulus Array) array working in CDMA forward link which is applicable to LEO spread spectrum satellite communication system is proposed. By using the despreaded pilot signal of forward link as a reference signal, the CMA array can capture multi-path signals securely even in severely faded LEO satellite channel. The remaining MAI (Multiple Access Interference) is cancelled by the cascaded MMSE receiver. Besides theoretical development, through relevant computer simulation, it is proved that the proposed system shows much better BER performance than any other possible candidate systems. As a spatio-temporal receiver mounted on a mobile vehicle, the proposed system also reduces implemental cost and complexity by adopting the simplest algorithm for its spatial and temporal domain processing.
Ryu 등은 선형 선배열센서를 이용하여 표적의 방위각 궤적을 추적하는 알고리즘을 제안하였다. Ryu 등이 제안한 방위각 추적 알고리즘은 선형 선배열센서의 출력신호를 이용하여 신호부공간을 추정하고, 추정된 신호공간으로부터 각 표적의 방위각 이노베이션을 구하며, 이렇게 구한 방위각 이노베이션을 각 표적에 할당된 칼만필터의 입력으로 사용함으로써 표적의 방위각 궤적을 추적한다. 이러한 구조를 가지는 Ryu의 방위각 추적 알고리즘은 별도의 데이터연관 필터가 필요 없으며 효율적이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 Ryu의 방위각 추적 알고리즘은 선형 선배열센서를 사용하는 환경에서 제안되었기 때문에 임의형상 배열센서에 적용하기에는 부적합하다. 배열센서를 사용하는 여러 응용분야에서 배열센서를 구성하는 센서들은 실제로 위치오차를 가지며, 배열센서는 임의형상 배열센서가 된다. 본 논문에서는 Ryu 알고리즘의 장점과 추적 성능을 그대로 유지하면서 임의형상 배열센서에 적용할 수 있는 방위각 추적 알고리즘을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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