• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권4호
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• pp.419-426
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• 2014

This paper proposes a high-throughput encoding process and encoder architecture for quasi-cyclic low-density parity-check codes in IEEE 802.11ac standard. In order to achieve the high throughput with low complexity, a partially parallel processing based encoding process and encoder architecture are proposed. Forward and backward accumulations are performed in one clock cycle to increase the encoding throughput. A low complexity cyclic shifter is also proposed to minimize the hardware overhead of combinational logic in the encoder architecture. In IEEE 802.11ac systems, the proposed encoder is rate compatible to support various code rates and codeword block lengths. The proposed encoder is implemented with 130-nm CMOS technology. For (1944, 1620) irregular code, 7.7 Gbps throughput is achieved at 100 MHz clock frequency. The gate count of the proposed encoder core is about 96 K.

• ETRI Journal
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• 제37권4호
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• pp.772-779
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• 2015

This paper presents a power-efficient hardware realization for a motion estimation technique that is based on the full-search block matching algorithm (FSBMA). The considered input is the quarter common intermediate format of digital video. The mean of absolute difference (MAD) is the distortion criteria employed for the block matching process. The conventional architecture considered for the hardware realization of FSBMA is that of the shift register-based 2-D systolic array. For this architecture, a conservative approximation technique is adapted to eliminate unnecessary MAD computations involved in the block matching process. Upon introducing the technique to the conventional architecture, the power and complexity of its implantation is reduced, while the accuracy of the motion vector extracted from the block matching process is preserved. The proposed architecture is verified for its functional specifications. A performance evaluation of the proposed architecture is carried out using parameters such as power, area, operating frequency, and efficiency.

• 전자공학회논문지
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• 제51권6호
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• pp.34-42
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• 2014

본 논문에서는 두 개의 공간 스트림을 갖는 multiple-input multiple-output 시스템을 위한 modified maximum-likelihood 심볼 검파 알고리즘 기반의 저 복잡도 고 성능의 심볼 검파기의 구조를 제시하고 이를 구현한 결과를 보인다. 제안하는 심볼 검파기에서는 비용함수 계산 과정에서의 각 심볼 별로 병렬적으로 계산되던 곱셈 연산을 멀티 사이클 기반의 점증적인 덧셈 연산으로 대체하였다. 또한 양자화 과정을 파이프 라인 구조를 적용하여 성상의 범위에 따라 단계적으로 수행할 수 있게 구현하였다. 그 결과 제안하는 심볼 검파기는 256 QAM과 같이 복잡한 변조 방식을 지원하면서도 하드웨어 복잡도가 낮다. 양자화 과정의 파이프 라인을 재구성함으로써 여러 변조 방식과 안테나 환경에서의 심볼 검파를 유연하게 지원한다. 설계된 심볼 검파기는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정의 라이브러리를 사용하여 최대 478 MHz의 동작주파수에서 38.7K의 논리 게이트로 구현되어 16 QAM에서 166Mbps, 64 QAM에서 80 Mbps의 처리량을 달성한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.131-137
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• 2013

광각 카메라는 단 초점 렌즈를 장착하여 넓은 시야의 이미지를 처리하는데, 렌즈의 광학 문제로 인해 이미지에 베럴 왜곡(barrel distortion)이 발생한다. 본 논문에서는 베럴 왜곡을 실시간 디지털 신호처리를 통해 보정하기 위한 낮은 복잡도의 프로세서 구조를 제시하고 이를 실제 구현하여 유효성을 검증하였다. 제안하는 왜곡 보정 프로세서는 하드웨어 복잡도를 낮추기 위해서, 좌표 위치 보정에 필요한 계산을 점증적(incremental)으로 수행한다. 또한, 높은 보정 속도를 달성하기 위해 파이프 라인 구조로 설계하였다. 설계된 보정 프로세서는 $0.11{\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor(CMOS) 공정을 사용하여 14.3K의 논리 게이트로 구현되었다. $2048{\times}2048$ 픽셀 영상에 대하여, 최대 314MHz의 동작 주파수로 초당 74.86번의 속도로 보정이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권2호
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• pp.101-111
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• 2008

본 논문은 40Gb/s급 광통신 시스템에서 사용되는 고속 리드-솔로몬(RS) 복호기의 하드웨어 면적을 줄인 새로운 구조를 소개하고 RS 복호기 기반의 고속 FEC구조를 제안한다. 특히 높은 데이터처리율과 적은 하드웨어 복잡도를 가지고 있는 차수 연산 블록이 제거된 pDCME 알고리즘 구조를 소개한다. 제안된 16채널 RS FEC구조는 8개의 신드롬 계산 블록이 1개의 KES 블록을 공유하는 8 채널 RS FEC구조 2개로 구성되어 있다. 따라서 4개의 신드롬 계산 블록에 1개의 KES블록을 공유하는 기존의 16채널 3-병렬 FEC 구조와 비교하여 하드웨어 복잡도를 약 30%정도 줄일 수 있다. 제안된 FEC 구조는 1.8V의 공급전압과 $0.18-{\mu}m$ CMOS 기술을 사용하여 구현하였고 총 250K개의 게이트수와 5.1Gbit/s의 데이터 처리율을 가지고 400MHz의 클럭 주파수에서 동작함을 보여준다. 제안된 면적 효율적인 FEC 구조는 초고속 광통신뿐만 아니라 무선통신을 위한 차세대 FEC 구조 등에 바로 적용될 수 있을 것이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권1호
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• pp.34-42
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• 2013

Human faces have been broadly studied in digital image and video processing fields. An appearance-based method, the adaptive boosting learning algorithm using integral image representations has been successfully employed for face detection, taking advantage of the feature extraction's low computational complexity. In this paper, we propose a face-detection postprocessing method that equalizes instantaneous facial regions in an efficient hardware architecture for use in real-time multimedia applications. The proposed system requires low hardware resources and exhibits robust performance in terms of the movements, zooming, and classification of faces. A series of experimental results obtained using video sequences collected under dynamic conditions are discussed.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.838-844
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• 2020

본 논문에서는 검출과 복호가 결합된 효율적인 비터비 알고리즘 (joint Viterbi detection and decoding (JVDD))의 저복잡도 하드웨어 설계 및 구현 결과를 제시한다. 길쌈부호화된 GMSK 신호가 BLE 5.0 표준으로 채택 되어있으므로 검출과 복호를 위해 두개의 비터비 프로세서가 필요하다. 그러나, 제안된 JVDD 알고리즘은 GMSK에 의해서 유발된 심볼간의 간섭정보(ISI : inter-symbol interference)가 반영된 가지 메트릭 (branch metric)을 사용하여 단지 하나의 비터비 만을 사용하여도 검출과 복호 수행이 가능하며, 성능 저하 없이 복잡도 감소가 가능하다. JVDD 알고리즘을 적용한 BLE 비터비 복호기의 하드웨어 구현을 위해 효율적인 구조 설계가 수행되었다. 제안된 구조는 1 클럭 사이클 동안 복호를 완료할 수 있기 때문에 저지연 및 저면적 구현이 가능하다. 제안된 비터비 복호기는 Verilog-HDL을 이용하여 RTL 설계되었고, GF 55nm 공정을 활용하여 논리합성 및 구현되었다. 합성결과 12K 게이트 수를 포함하였으며 메모리 유닛 및 초기 지연시간은 MSE (modified state exchange) 대비 33% 감소 가능함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권3호
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• pp.59-67
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• 2013

Reed-Solomon(RS) 코드는 강력한 에러 정정 능력으로 널리 사용된다. 최근 제안된 RS 코드의 리스트 디코딩 알고리즘은 일반적인 디코더보다 더 큰 디코딩 반경을 가지며 하나 이상의 코드를 찾아낸다. 리스트 디코더는 복잡도가 매우 큰 Interpolation 단계를 포함하며 효율적인 하드웨어 설계가 필요하다. 본 논문에서는 연판정 RS 리스트 디코딩 알고리즘을 위한 효율적인 저복잡도 Interpolation 구조를 제안한다. 제안된 구조는 후보다항식의 Y 차수에 대해서는 병렬로 처리하며 X 차수에 대해서는 직렬로 처리한다. 후보다항식의 처리순서는 계수의 메모리사용의 효율성을 높이기 위하여 적응적으로 결정한다. 따라서 내부 저장공간이 최소화되며 메모리 구조와 접근이 단순해진다. 또한 제안된 구조는 각 모듈의 레이턴시가 유사하고 모듈간 스케쥴링을 최대한 중첩함으로써 높은 하드웨어 효율을 보여준다. 예제로써 (255, 239) RS 리스트 디코더를 설계하였으며 동부하이텍 $0.18{\mu}m$ 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성하여 검증되었고 결과 최대 동작 주파수는 200MHz이고 게이트 수는 25.1K이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.137-141
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• 2007

본 논문에서는 2개의 안테나를 사용하는 MB-OFDM UWB시스템에서, MUSIC 알고리듬에 기초한 입사각 추정기의 효율적인 하드웨어 구조에 대한 설계 방법을 제안한다. 제안된 방식에서는 기존 알고리듬의 연산 수식을 변형하여 기존 알고리듬에서 요구하는 복잡한 연산기능을 제거하였으며, 따라서 제안된 방식이 기존과 거의 유사한 성능을 가지면서도 하드웨어복잡도 및 연산소비전력을 크게 줄일 수 있었다. 제안된 구조는 Verilog HDL을 이용하여 설계 및 검증되었으며, 하드웨어 복잡도 및 소비전력 측정을 위해 각각 0.13um CMOS 라이브러리와 Xilinx FPGA로 구현되었다. 게이트카운트 및 소비전력을 측정한 결과, 원래의 MUSIC 알고리듬을 그대로 구현한 방식과 비교하여, 게이트카운트에서는 약 43%, 소비전력에서는 약 23%가 감소되었을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.473-478
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• 2008

5.9 GHz WAVE(Wireless Access for the Vehicular Environment)는 노변-차량, 차량-차량 통신을 통하여 공공안전과 개인통신을 지원하기 위한 중단거리 무선통신 방식이다. WAVE 물리계층의 핵심기술은 시간동기오류에 민감한 OFDM 방식이며 통신링크상의 지연을 최소화하여 고속의 차량통신 환경을 제공하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 오류에 강인하고 복잡도가 낮고 지연시간이 적은 WAVE 시스템 응용을 위한 시간동기 알고리즘과 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘에 비교하여 연산의 복잡도와 지연시간이 감소되며 하드웨어 구조는 파이프라인 구조와 고속 동작에 영향을 줄 수 있는 RAM이 필요하지 않다는 장점이 있다. Matlab과 FPGA를 이용한 하드웨어 구현을 통한 동기화 오차율(SER) 실험결과, 제안된 알고리즘이 고속 이동환경에 대해 강인하고 효율적이라는 확인하였다.