• Journal of Communications and Networks
• /
• 제13권5호
• /
• pp.481-493
• /
• 2011

Multiple-input multiple-output (MIMO) technology provides high data rate and enhanced quality of service for wireless communications. Since the benefits from MIMO result in a heavy computational load in detectors, the design of low-complexity suboptimum receivers is currently an active area of research. Lattice-reduction-aided detection (LRAD) has been shown to be an effective low-complexity method with near-maximum-likelihood performance. In this paper, we advocate the use of systolic array architectures for MIMO receivers, and in particular we exhibit one of them based on LRAD. The "Lenstra-Lenstra-Lov$\acute{a}$sz (LLL) lattice reduction algorithm" and the ensuing linear detections or successive spatial-interference cancellations can be located in the same array, which is considerably hardware-efficient. Since the conventional form of the LLL algorithm is not immediately suitable for parallel processing, two modified LLL algorithms are considered here for the systolic array. LLL algorithm with full-size reduction-LLL is one of the versions more suitable for parallel processing. Another variant is the all-swap lattice-reduction (ASLR) algorithm for complex-valued lattices, which processes all lattice basis vectors simultaneously within one iteration. Our novel systolic array can operate both algorithms with different external logic controls. In order to simplify the systolic array design, we replace the Lov$\acute{a}$sz condition in the definition of LLL-reduced lattice with the looser Siegel condition. Simulation results show that for LR-aided linear detections, the bit-error-rate performance is still maintained with this relaxation. Comparisons between the two algorithms in terms of bit-error-rate performance, and average field-programmable gate array processing time in the systolic array are made, which shows that ASLR is a better choice for a systolic architecture, especially for systems with a large number of antennas.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제10A권4호
• /
• pp.279-284
• /
• 2003

본 논문에서는 Montgomery 알고리즘을 기반으로 시스톨릭 어레이 구조를 이용한 효율적인 Radix-4 모듈러 곱셈기 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘을 이용하여 모듈러 곱셈을 위한 반복의 수가 감소되었으며, 따라서 n-비트의 모듈러 곱셈을 수행하기 위하여 (3/2)n+2 클럭이 소요된다. 그러나 하드웨어의 이용도를 감안할 때 두 개의 곱셈에 대한 중첩(interleaving) 연산이 가능하며, 가장 빠른 시기에 새로운 곱셈을 시작한다면 하나의 모듈러 곱셈을 수행하기 위하여 평균 n/2 클럭이 필요하다. 제안된 구조는 시스톨릭 어레이 구조의 잇점으로 규칙성과 확장성을 갖기 때문에 효율적인 VLSI 구조로 설계하기가 용이하다. 기존의 다른 구조들과 비교하여 볼 때 제안된 구조는 상대적으로 적은 하드웨어들을 사용하여 높은 수행 속도를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.442-452
• /
• 1989

시스토릭 어레이를 이용한 FIR 필터를 구현하여 고속처리가 가능하게 설계하였으며, Cascade하게 칩연결이 가능하도록 설계하여 최대 128차의 FIR 필터를 실현할 수 있도록 하였다. 필터 계수는 Sign and Magnitude 형태로 외부에서 입력하며, 데이터는 2's Complement 형태로 입력되게 시스템을 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.291-297
• /
• 2006

본 논문에서는 128-bit 블록암호인 SEED 알고리즘을 하드웨어로 구현하는데 있어서 면적을 줄이고 연산속도를 증가시키는 회로구조에 대하여 논하였고 설계결과를 기술하였다. 연산속도를 증가시키기 위해 Pipelined systolic array 구조를 사용하였으며, 입출력 회로에 어떤 버퍼도 사용하지 않는 간단한 구조이다. 이 회로는 10 MHz 클럭을 사용하여 최대 320 Mbps의 암호화 속도를 달성할 수 있다. 회로설계의 목표를 고속 암호화와 회로구조의 단순화에 두었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 1991년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.163-168
• /
• 1991

In this paper, we propose a new systolic architecture for the order statistics(OS) constant false alarm rate(CFAR) processor. In the proposed architecture, each processing element(PE) can compare two reference data cells with one test cell simultaneously in each clock cycle. So the utilization of each PE in this architecture is 100% whereas the utilization of each PE in the systolic architecture previously reported by Ritcey and Hwang is 50% because of one clock delay between two adjacent PE's active in computation. This can speed up the data processing rate by a factor of two. With this architecture, we can obtain the reduced number of communication links between adjacent PE's and reduction of the latency by half in comparison with the one proposed by Ritcey and Hwang.

• 전자공학회논문지B
• /
• 제31B권12호
• /
• pp.27-34
• /
• 1994

Block matching motion estimation is the most widely used method for motion compensated coding of image sequences. Based on a two dimensional systolic array, VLSI architecture and implementation of the full search block matching algorithm are described in this paper. The proposed architecture improves conventional array architecture by designing efficient processing elements that can control the data prodeuced by efficient search window division method. The advantages are that 1) it allows serial input to reduce pin counts for efficient composition of local memories but performs parallel processing. 2) It is flexible and can adjust to dimensional changes of search windows with simple control logic. 3) It has no idel time during the operation. 4) It can operate in real/time for low and main level in MPEG-2 standard. 5) It has modular and regular structure and thus is sutiable for VLSI implementation.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제15A권3호
• /
• pp.161-166
• /
• 2008

본 논문에서는 유한체 GF($2^m$)상의 다항식 기저를 이용한 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 MSD(Most Significant Digit) 우선 곱셈 알고리즘에 기반하며, 연속적인 입력 데이터에 대해 "m/D" 클럭 사이클마다 곱셈 결과를 출력한다. 여기서 D는 선택된 디지트 크기이다. 기존에 제안된 구조들은 선형의존성 때문에 디지트 크기 D가 증가하면 최대 처리기 지연시간 역시 선형으로 증가하지만 제안된 곱셈기는 이진트리 형태의 내부 구조를 가지기 때문에 D에 대해 로그단위로 증가한다. 따라서 제안된 구조는 기존에 제안된 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기에 비해 계산지연시간을 상당히 감소시킨다. 뿐만 아니라 제안된 곱셈기는 높은 규칙성, 모듈성, 단방향 신호 흐름의 특성을 가지기 때문에 VLSI 구현에 매우 적합하다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.511-516
• /
• 2004

본 논문에서는 움직임 추정을 위한 저전력 VLSI 구조를 제안한다 제안하는 방법은 systolic 구조에서 전처리 연산을 하여 불필요한 블락 정합 위치를 예측한다. 따라서 그 위치의 블락 정합을 하지 않음으로써 연산량을 줄이는 효과가 있다

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1987년도 전기.전자공학 학술대회 논문집(II)
• /
• pp.1503-1506
• /
• 1987

This paper proposes the self test method for 16 point FFT processor with systolic array architecture. To test efficiently and solve the increased hardware problems due to built-in self test, we change the normal registers into Linear Feedback Shift Registers(LFSR). LFSR can be served as a test pattern generator or a signature analyzer during self test operation, while LFSR a ordering register or a accumulator during normal operation. From the results of logic simulation for 16 point FFT processor by YSLOG, the total time is estimated in about. 21.4 [us].

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
• /
• pp.717-720
• /
• 1998

In this paper, we propose a VLSI architecture for implementing a crecently proposed fast block matching algorithm, which is called the HSBMA3S. The proposed architecture consists of a systolic array based basic unit and two shift register arrays. And it covers a search range of -32 ~+31. By using a basic unit repeatedly, we can redcue the number of gates. To implement the basic unit, we can select one among various conventional systolic arrays by trading-off between speed and hardware cost. In this paper, the architecture for the basic unit is selected so that the hardware cost can be minimized. The proposed architecture is fast enough for low bit-rate applications (frame size of 352x288, 30 frames/sec) and can be implemented by less than 20,000 gates. Moreover, by simply modifying the basic unit, the architecture can be used for the higher bit-rate application of the frame size of 720*480 and 30 frames/sec.