• ETRI Journal
• /
• 제41권6호
• /
• pp.863-872
• /
• 2019

Elliptic curve cryptography is a relatively lightweight public-key cryptography method for key generation and digital signature verification. Some lightweight curves (eg, Curve25519 and Curve Ed448) have been adopted by upcoming Transport Layer Security 1.3 (TLS 1.3) to replace the standardized NIST curves. However, the efficient implementation of Curve Ed448 on Internet of Things (IoT) devices remains underexplored. This study is focused on the optimization of the Curve Ed448 implementation on low-end IoT processors (ie, 8-bit AVR and 16-bit MSP processors). In particular, the three-level and two-level subtractive Karatsuba algorithms are adopted for multi-precision multiplication on AVR and MSP processors, respectively, and two-level Karatsuba routines are employed for multi-precision squaring. For modular reduction and finite field inversion, fast reduction and Fermat-based inversion operations are used to mitigate side-channel vulnerabilities. The scalar multiplication operation using the Montgomery ladder algorithm requires only 103 and 73 M clock cycles on AVR and MSP processors.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제14권5호
• /
• pp.2275-2293
• /
• 2020

This paper focuses on the simplified receiver design for multi-user circular block oversampled filter bank (CB-OSFB) uplink systems. Through application of discrete Fourier transform (DFT), the special banded structure and circular properties of the modulation matrix in the frequency domain of each user are derived. By exploiting the newly derived properties, a simplified zero-forcing (ZF) receiver is proposed for multi-user CB-OSFB uplink systems in the multipath channels. In the proposed receiver, the matrix inversion operation of the large dimension multi-user equivalent channel matrix is transformed into DFTs and smaller size matrix inversion operations. Simulation is given to show that the proposed ZF receiver can dramatically reduce the computational complexity while with almost the same symbol error rate as that of the traditional ZF receiver.

• 전기학회논문지
• /
• 제56권8호
• /
• pp.1424-1429
• /
• 2007

This paper presents a simple and reliable one-touch type multi-immunosensing lab-on-a-chip (LOC) detecting antibodies as multi-disease markers using electrochemical method suitable for a portable point-of-care system (POCS). The multi-stacked LOC consists of a PDMS space layer for liquids loading, a PDMS valve layer with 50 im in height for the membrane, a PDMS channel layer for the fluid paths, and a glass layer for multi electrodes. For the disposable immunoassay which needs sequential flow control of sample and buffer liquids according to the designed strategies, reliable and easy-controlled on-chip operation mechanisms without any electric power are necessary. The driving forces of sequential liquids transfer are the capillary attraction force and the pneumatic pressure generated by air bladder push. These passive fluid transport mechanisms are suitable for single-use LOC module. Prior to the application of detection of the antibody as a disease marker, the model experiments were performed with anti-DNP antibody and anti-biotin antibody as target analytes. The flow test results demonstrate that we can control the fluid flow easily by using the capillary stop valve and the PDMS check valves. By the model tests, we confirmed that the proposed LOC is easily applicable to the bioanalytic immunosensors using bioelectrocatalysis.

• 전자공학회논문지B
• /
• 제31B권8호
• /
• pp.172-180
• /
• 1994

Implantable biotelemetry systems are indispensable tools not only in animal research but also in clinical medicine as such systems enable the acquisition of otherwise unavailable physiological data. We present the manufacture of CMOS IC and its system for implantable multichannel biotelemeter system. The internal circuits of this system are designed not only to achieve as multiple functions and low power dissipation as possible but also to enable continuous measurement of physiological data. Its main functions are to enable continuous measurement of physiological data and to accomplish on-off power swiching of an implantable battery by receiving appropriate commanc signals from an external circuit. The implantable circuits of this system are designed and fabricated on a single silicon chip using $1.5\mu$m n-well CMOS process technology. The total power dissipation of implantable circuits for a continuous operation was 6.7mW and for a stand-by operation was 15.2$\mu$ W. This system used together with approriate sensors is expected to contribute to clinical medicine telemetry system of measuring and wireless transmitting such significant physiological parameters as pressure pH and temperature.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.16-20
• /
• 2020

In this study, a patterning method using self-aligned nanostructures was introduced to fabricate GaN-based fin-gate HEMTs with normally-off operation, as opposed to high-cost, low-productivity e-beam lithography. The honeycomb-shaped fin-gate channel width is approximately 40~50 nm, which is manufactured with a fine width using a proposed method to obtain sufficient fringing field effect. As a result, the threshold voltage of the fabricated device is 0.6 V, and the maximum normalized drain current and transconductance of Gm are 136.4 mA/mm and 99.4 mS/mm, respectively. The fabricated devices exhibit a smaller sub-threshold swing and higher Gm peak compared to conventional planar devices, due to the fin structure of the honeycomb channel.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권3호
• /
• pp.185-193
• /
• 2014

본 논문에서는 클린 룸 환경의 생산 설비에서 발생하는 미세입자, 온도, 습도 값을 측정하여 블루투스 통신을 통해 전송하는 4-채널 미세입자 계수기를 개발하였다. 이를 위해 광학 렌즈와 입자 검출 챔버를 설계하고, 미세 검출 회로를 다채널로 설계하여 $0.3{\mu}m$에서 $5{\mu}m$ 내외의 미세 입자를 측정할 수 있도록 하였다. 그리고 측정된 값을 상시 모니터링 하기 위해 FMS(Facility Monitoring Systems) 프로그램을 개발하고, 실험을 통해 개발된 시스템이 안정적으로 동작함을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제13권4호
• /
• pp.327-338
• /
• 2011

With the incitation to reduce power consumption and the aggressive reuse of spectral resources, there is an inevitable trend towards the deployment of small-cell networks by decomposing a traditional single-tier network into a multi-tier network with very high throughput per network area. However, this cell size reduction increases the complexity of network operation and the severity of cross-tier interference. In this paper, we consider a downlink two-tier network comprising of a multiple-antenna macrocell base station and a single femtocell access point, each serving multiples users with a single antenna. In this scenario, we treat the following beamforming optimization problems: i) Total transmit power minimization problem; ii) mean-square error balancing problem; and iii) interference power minimization problem. In the presence of perfect channel state information (CSI), we formulate the optimization algorithms in a centralized manner and determine the optimal beamformers using standard convex optimization techniques. In addition, we propose semi-decentralized algorithms to overcome the drawback of centralized design by introducing the signal-to-leakage plus noise ratio criteria. Taking into account imperfect CSI for both centralized and semi-decentralized approaches, we also propose robust algorithms tailored by the worst-case design to mitigate the effect of channel uncertainty. Finally, numerical results are presented to validate our proposed algorithms.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권11호
• /
• pp.2327-2332
• /
• 2011

최근 선박 및 물류 자동화는 물류 증대와 함께 선박의 운용을 더욱 복잡하게 만들고 있으며, 선박내부의 통신 장비 및 통신 시스템의 구성 또한 매우 복잡하게 구성되어 있다. 때문에 지금 현재의 통신장비의 내부 통신 프로토콜은 일반적인 RS-422,485 기반의 NMEA-0183과 CAN 통신 기반의 NMEA-2000 기반으로 해상전자장비의 인터페이스 표준으로 법제화 되어있다. 본 논문에서는 가장 일반적인 NMEA-0183 프로토콜을 7-체널의 NMEA-0183 시리얼 통신 데이터를 지원하도록 설계하였으며, 그 외에 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식의 3-체널 16비트 ADC(Analog Digital Converter)와 SPI 방식의 2-체널 펄스(pulse) 입력을 받을 수 있도록 설계하였다. 특히, 선박용 통신장비의 중요한 7가지로 한정하여 설계하였다. 본 연구의 소형화를 통하여 이동이 가능하도록 하여 그 편리성을 제공하고, 소형 PC 기반의 중앙 모니터링 시스템을 구현하여 다체널 인디케이트(indicator) 시스템의 효율성을 제시하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.2267-2273
• /
• 2016

본 논문에서는 OSMU (One Source Multi Use) N-스크린 멀티캐스트 서비스를 위한 무선 통신 MAC 구조로서, WiMedia Distributed-MAC 프로토콜을 적용하였다. 그러나, 채널 에러율이 가변적인 무선 통신환경을 고려하면, N-스크린 고속 데이터가 손실될 가능성이 높다고 할 수 있다. 이러한 문제에 대해, WiMedia Distributed-MAC 프로토콜을 분석하여, 멀티캐스트 릴레이 기술을 제안하였다. 제안하는 멀티캐스트 릴레이 기술은 Multicast-free DRP Availability IE 기술과 결합되어, 멀티캐스트 통신에 대해 릴레이노드를 선정하고 에러율이 높은 채널을 회피하여 통신할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 멀티캐스트 릴레이 기술과 기존 WiMedia Distributed-MAC 멀티캐스트 기술을 멀티캐스트 노드 수에 따라 수율과 에너지 소모량을 비교 하였고, 다양한 BER (Bit Error Rate) 채널 환경에서 수율 성능을 비교하였다. 이를 통해, OSMU N-스크린 멀티캐스트 서비스에서 멀티캐스트 릴레이 기술이 적용되어야 함을 설명하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.128-135
• /
• 2004

본 논문에서는 sliding-DFT에 순환 구현에 기반한 위상 측정 앨고리즘을 제안하였다. 제안한 앨고리즘은 주파수 변이, 누적 잡음, 계수 근사 영향 등의 오차영향에 강인한 특성을 가지도록 설계되었다. DFT 계수의 유한 비트 근사 구현에 의한 위상 오차는 크기 오차에 비해 매우 작게 나타난다. 위상 오차의 혁신적인 감소는 근사 계수가 복소평면 상에서 4사분면상에 대칭적으로 존재함을 이용하여 얻을 수 있다. 제안한 앨고리즘을 시분할 공유 구조에 기반한 4-채널 전력선 위상 측정 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현한 시스템의 동작은 실시간으로 host processor 시스템과 다채널 함수 발생기를 통한 test 환경에서 실험적으로 확인하였다. 제안한 앨고리즘의 위상 측정에 있어 정확한 특성과 유한비트 근사 영향에 강인한 특성은 특히, 빠른 처리 속도와 구현의 감소함이 주요 설계 고려사항인 ASIC 이나 microprocessor에 기반의 임베디드 시스템 적용에 중대한 효과를 제공할 수 있을 것이다.