• 제목/요약/키워드: hardware-software co-design

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SHA-3 해시 함수의 최적화된 하드웨어 구현 (An Optimized Hardware Implementation of SHA-3 Hash Functions)

  • 김동성;신경욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.886-895
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    • 2018
  • 본 논문에서는 NIST에서 발표한 Secure Hash Algorithm(SHA) 표준의 최신 버전인 SHA-3 해시 함수의 하드웨어 구현과 함께 보안 SoC 응용을 위한 ARM Cortex-M0 인터페이스 구현에 대해 기술한다. 최적화된 설계를 위해 5 가지 하드웨어 구조에 대해 하드웨어 복잡도와 성능의 교환조건을 분석하였으며, 분석 결과를 토대로 라운드 블록의 데이터패스를 1600-비트로 결정하였다. 또한, 라운드 블록과 64-비트 인터페이스를 갖는 패더를 하드웨어로 구현하였다. SHA-3 해시 프로세서, Cortex-M0 그리고 AHB 인터페이스를 집적하는 SoC 프로토타입을 Cyclone-V FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어/소프트웨어 통합 검증을 수행하였다. SHA-3 프로세서는 Virtex-5 FPGA에서 1,672 슬라이스를 사용하였으며, 최대 289 Mhz의 클록 주파수로 동작하여 5.04 Gbps의 처리율을 갖는 것으로 예측되었다.

스마트 그리드 응용에 적합한 고속Hybrid MAC 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of High-Speed Hybrid MAC for Smart Grid Application)

  • 권대길;김용성;조진웅;홍대기
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.73-81
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    • 2014
  • In this paper, high-speed Hybrid MAC (Medium Access Control layer) implementation suitable for smart grid applications is researched. MB-OFDM (Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is considered for high-speed communication method in smart grid application. In this paper, the MAC adopts the distributed network managing method. Also, the MB-OFDM merit of high-speed transfer rate of up to 480Mbps must be supported. Hence, this paper presents an efficient hardware-software integration (co-design) method in order to realize a high- speed transmission, and a realizing method of distribution network. Finally, MAC performance and reliability based on MB-OFDM PHY (PHYsical layer) are confirmed through simulation and emulation.

실시간 운영체제를 적용한 제어시스템의 모델기반 설계 및 검증 (Model Based Design and Validation of Control Systems using Real-time Operating System)

  • 연제명;마주영;선우명호;이우택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.8-17
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    • 2008
  • This paper presents the Matlab/Simulink-based software-in-the-loop simulation(SILS) environment which is the co-simulator for temporal and functional simulations of control systems. The temporal behavior of a control system is strongly dependent on the implemented software and hardware such as the real-time operating system, the target CPU, and the communication protocol. The proposed SILS abstracts the system with tasks, task executions, real-time schedulers, and real-time networks close to the implementation. Methods to realize these components in graphical block representations are investigated with Matlab/Simulink, which is most commonly used tool for designing and simulating control algorithms in control engineering. In order to achieve a seamless development from SILS to rapid control prototyping (RCP), the SILS block-set is designed to support automatic code generation without tool changes and block modifications.

환자움직임 감지를 위한 효율적인 하드웨어 및 소프트웨어 혼성 모드 영상처리시스템설계에 관한 연구 (A study on the design of an efficient hardware and software mixed-mode image processing system for detecting patient movement)

  • 정승민;정의성;김명환
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.29-37
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    • 2024
  • 본 논문에서는 환자와 같은 특정 객체의 움직임을 감지하고 추적하기 위한 효율적인 영상처리 시스템을 제안한다. 이진화된 차 영상에서 객체의 윤곽선추출을 위하여 기존 알고리즘대비 대비 정밀한 감지가 가능하고 혼성모드설계에 용이한 세선화 알고리즘을 적용하여 영역을 추출한다. 연산량이 많은 이진화와 세선화 단계를 RTL(Register Transfer Level) 기반으로 설계하여 논리회로 합성을 거쳐 최적화된 하드웨어 블록으로 대체된다. 설계된 이진화 및 세선화 블록은 표준 180n CMOS 라이브러리를 이용하여 논리회로로 합성한 후 시뮬레이션을 통하여 동작을 검증하였다. 소프트웨어기반의 성능비교를 위해 32bit FPGA 임베디드시스템 환경에서 640 × 360 해상도의 샘플 영상을 적용하여 이진 및 세선화 연산에 대한 성능분석도 실시하였다. 검증결과 혼성모드 설계가 이전의 소프트웨어로만 이루어지는 처리속도에서 이진 및 세선화 단계에서 93.8% 향상될 수 있음을 확인하였다. 제안된 객체인식을 위한 혼성모드 시스템은 인공지능 네트워크가 적용되지 않는 엣지 컴퓨팅 환경에서도 환자의 움직임을 효율적으로 감시할 수 있을 것으로 기대된다.

집적검증 기법을 채용한 하드웨어/소프트웨어 동시검증 (Hardware/Software Co-verification with Integrated Verification)

  • 이영수;양세양
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제8권3호
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    • pp.261-267
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    • 2002
  • SOC(System On a Chip)에 대한 설계에서 설계 생산성을 향상시키기 위해서 가장 시급히 해결해야 할 과제가 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어가지도 함께 동시검증(co-verification)하여야 함으로서 설계검증에 과도하게 투입되는 비용과 시간을 줄이는 것이다. 본 논문에서는 이러한 설계검증 생산성을 효과적으로 높이기 위한 방법으로 HW/SW 동시검증을 수행할 수 있는 대표적인 두 방법들인 동시-시뮬레이션(co-simulation)과 동시-에뮬레이션(co-emulation)을 강하게 결합한 새로운 검증 방법인 집적 동시검증(integrated co-verification) 방법을 제안하였다. 또한, 상용화된 동시검증 툴인 Seamless CVE와 물리적 프로토타이핑 보드를 함께 사용하여 구성한 ARM/AMBA 플랫폼 기반의 집적 동시검증 환경을 직접 구성하고, 이를 이용하여 제안된 검증기법의 유용성을 실험적으로 확인하였다.

결정다이아그램을 사용한 스위칭함수 구성 (Constructing the Switching Function using Decision Diagram)

  • 박춘명
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.687-688
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    • 2011
  • 본 논문에서는 최근에 디지털논리시스템의 회로 구현시에 적용되기 시작한 분할설계기법의 한가지 방법을 제안하였다. 기존의 디지털논리회로설계기법은 적용되는 개별소자를 어떻게 효과적이며 효율적으로 이용하느냐 하는 것이 큰 목적이었으나, 최근의 전자공학의 발달과 회로의 집적도가 높아짐에 따라서 디지털논리설계기법은 각각의 모듈을 구성하고 있는 소자들의 개별소자를 사용하는 것보다는 복잡하더라도 좀 더 경제적이고 다기능의 분할설계기법이 요구되고 있다. 이러한 내용을 근간으로 본 논문에서는 효과적인 분할기법을 이용한 스위칭함수구성의 한가지 방법을 제안하였다.

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TCP/IP프로토콜 스택 프로세서 IP의 VLSI설계 (VLSI Design of Processor IP for TCP/IP Protocol Stack)

  • 최병윤;박성일;하창수
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.927-930
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    • 2003
  • In this paper, a design of processor IP for TCP/IP protocol stack is described. The processor consists of input and output buffer memory with dual bank structure, 32-bit RISC microprocessor core, DMA unit with on-the-fly checksum capability. To handle the various modes of TCP/IP protocol, hardware and software co-design approach is used rather than the conventional state machine based design. To eliminate delay time due to the data transfer and checksum operation, DAM module which can execute the checksum operation on-the-fly along with data transfer operation is adopted. By programming the on-chip code ROM of RISC processor differently. the designed stack processor can support the packet format conversion operations required in the various TCP/IP protocols.

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SOPC 기반의 재구성 가능한 로봇제어기 구현 (Implementation of SOPC-based Reconfigurable Robot Controller)

  • 최영준;박재현;최기홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.261-266
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    • 2004
  • Recently, a variety of intelligent robots are developed for the personal purpose beyond the industrial application. These intelligent robots have ranges of sensors, actuators, and control algorithms to their application. In this paper we propose a reconfigurable robot controller, $SR^2$c (The SOPC-based Reconfigurable Robot Controller), based on SOPC (System on a Programmable Chip), that can be reconfigurable easily by software. The proposed robot controller contains not only a processing module but also robot-specific IP's. To show a feasibility of the proposed robot controller, a small entertainment robot, Wizard-4 is implemented with a single chip controller as proposed in this paper.

Development of Realtime Integrated Monitoring System in Product lines and Its Application

  • Kim, Sang-Bong;Kim, Suk-Yoel;Park, Soung-Jea;Lee, Young-Hwan;Kim, Soung-Min
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.126.4-126
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    • 2001
  • Recently, researches on CIM in product lines of industrial plant are widely progressed, automation of working environment with modernization of product equipments is realized and also, installation of integrated control system based on computer is activated. Since the CIM system is basically developed by using computer, there are several complicated problems such as design problem of hardware interface between computer and many product machines with individual special functions, software development problem with realtime data process and multi communication functions for realtime data monitoring and control of product machines This paper shows the development results for a single board type of microcontroller and a monitoring software based on realtime processing database system ...

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배관 용접부 자동 초음파 검사 시스템 연구 (A Study on an Automated Ultrasonic Testing System for the Inspection of Pipe Welding)

  • 김한종;박종훈
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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    • pp.520-523
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    • 2008
  • 최근까지 전자정보산업의 발달로 자동 초음파검사 하드웨어는 갈수록 경량화 되어 가고 있고, 소프트웨어는 다양한 최신 이미지 처리 기법이 적용되어 정확한 결함 위치 및 크기 측정이 가능하도록 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 원전 배관 자동 검사에 최적화된 시스템을 구성하기 위해 배관자동 초음파 검사 시스템을 제안하고, 시스템 설계를 위해 소프트웨어의 데이터 흐름과 일반적인 구성에 대해서 기술한다.

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