• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권9호
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• pp.41-49
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• 2008

본 논문에서는 EPCglobal Class-1 Generation-2 UHF RFID 1.1.0 프로토콜에 따른 수동형 UHF대역 RFID 태그 IC의 제어부를 설계한다. 제어부는 PIE 부, CRC5/CRC16, Slot Counter, Random Number Generator, Main Control 부, Encoder, Memory Interface로 나누어 Verilog HDL을 이용하여 설계하고 시뮬레이션을 하였다. 제어부 전체 동작에 대한 시뮬레이션 결과 7개 상태에서 11개의 명령어들이 올바르게 동작함을 확인하였다. 또한, 제어부의 설계를 Synopsys Design Compiler와 Apollo를 이용하여 Magnachip 0.25$\mu$m 공정 라이브러리를 통해 레이아웃을 하였고 총 36,230개의 게이트가 사용되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권8호
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• pp.61-66
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• 2008

최근 모바일 기기에 3차원 그래픽 디지털 콘텐츠들이 증가함에 따라 휴대용 기기에 적합한 3차원 그래픽 가속기의 연구와 설계는 점점 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 저전력 3차원 그래픽 파이프라인에 적합한 효율적인 클리핑 구조를 제안한다. 많은 연산 사이클과 연산기를 필요로 하는 클리핑 연산을 두 단계로 나누어서 기하변환 엔진에서는 컬링 정렬(cull and sort) 유닛으로 구현하고, 실질적인 클리핑은 스캔 변환(scan conversion)에서 구현한다. 즉, 스캔 변환 처리기를 구성하고 있는 변처리 (edge walk) 유닛에서 Y축 클리핑을 함께 수행하고 스팬처리 (span processing) 유닛에서 X축과 Z축 클리핑을 함께 수행한다. 제안하는 기하 변환 엔진의 컬링 정렬 유닛은 기존 클리핑 유닛에 비해 면적과 동작 사이클이 크게 줄었고 스캔 변환 처리기의 면적은 거의 증가하지 않아 전반적으로 동작 속도 및 동작 효율을 높였다. 제안하는 클리핑 구조를 적용한 3차원 그래픽 가속기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하고 FPGA를 이용하여 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.157-165
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• 2013

본 논문에서는 리프팅 기반 일차원 (9,7) 이산 웨이블렛 변환(Discrete Wavelet Transform, DWT) 필터에 대한 효율적인 디지트 시리얼 VLSI 구조를 제안하였다. 제안한 구조는 연산을 디지트 단위로 처리하여 하드웨어 자원 소모량을 줄이고 승산기를 단순한 쉬프트와 덧셈 연산으로 대체하여 하드웨어를 최소화하였다. 적절한 데이터 비트할당을 위하여 PSNR을 분석하였고 이에 따라 입 출력 및 내부 데이터에 대한 비트를 정하였다. recursive folding 방식의 스케줄링을 적용할 때에 피드백에 의한 데이터 레이턴시로 인한 성능저하가 되지 않도록 설계하였다. 제안된 구조는 디지트 시리얼 구조를 통해 적은 하드웨어 자원을 사용하면서 100% 하드웨어 효율을 유지할 수 있도록 설계함으로써 하드웨어 비용과 성능을 동시에 고려하였다. 제안된 구조는 VerilogHDL로 모델링 하여 검증하였고 Synopsys사의 Design Compiler로 동부하이텍 0.18um 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성하였으며 2 input NAND 게이트 기준 3,770개의 게이트 수와 최대 동작주파수 330MHz의 결과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.1495-1507
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• 1993

본 논문에서 마이크로프로그램 제어방식을 이용하여 CDP(Compact Disc Player)에서 사용되는 RS 부호(Reed-Solomon code)의 복호기를 설계하였다. 사용한 복호방법은 Newton 항등식들로 부터 얻어진 연립방정식들을 이용하여 오류위치다항식의 계수들을 구하고, C2(외부호)복호에서의 소실데이타 개수를 확인한다. 또한 C2복호에서 소실데이타 값들을 C1(내부호)복호 결과와 신드롬들을 이용하여 구한다. 이와 같은 복호방법을 이용하여 4개의 소실정정까지 할 수 있도록 해서 오류정정능력을 높였다. 설계한 복호기는 오류정정에 필요한 GF(28)상에서 연산을 수행할 수 있는 복호연산기와 프로그램 ROM을 가지고있는 복호제어기 띤 마이크로명령어(microinstruction)들로 구성된다. 마이크로명령어들을 이용하여 RS부호의 복호 알고리즘을 프로그램할 수 있으며, 성능향상이나 다른 용도에 사용하기 위해서는 프로그램 ROM만 바꾸면 가능하므로 간편하다. 본 논문에서 설계한 복호기는 Verilog HDL의 Logic Level Modeling을 이용하여 구현했으며, 설계된 복호기에서 각 마이크로명명령어들은 14비트(=1 word)이고, 프로그램 ROM의 크기는 360 word이다. 또한 C1과 C2를 모두 복호하는데 걸리는 최대시간은 424 clock-cycle이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.205-212
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• 2010

본 논문에서는 OFDM 기반의 통신 시스템용 FFT/IFFT 코어 생성기 (FCore_Gen)를 구현하였다. FCore_Gen은 FFT 길이, 입력 비트수, 내부 중간 결과 값의 비트수, 격자계수 비트수 등의 선택에 따라 총 640가지 의 FFT/IFFT 코어를 Verilog-HDL 코드로 생성한다. 생성되는 FFT/IFFT 코어는 in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 하며, FFT 길이에 따라 radix-4, radix-2 알고리듬의 혼합 구조가 적용된다. 또한, 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위하여 중간 결과 값의 크기에 따른 조건적 스케일링이 연산 stage 단위로 적용되도록 하였다. 생성되는 코어를 $0.35-{\mu}m$ CMOS 표준 셀로 합성 한 결과 75-MHz@3.3-V의 속도로 동작 가능하여 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8192 점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.767-773
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• 2017

본 논문에서는 HEVC 부호기를 위한 효율적인 Intra Prediction Angular 모드 결정 하드웨어 설계를 제안한다. HEVC의 Intra Prediction은 현재 블록 주변의 재구성된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. Intra Prediction에서는 1개의 DC 모드, 1개의 Planar 모드, 33개의 Angular 모드로 총 35개의 모드를 지원한다. HEVC의 Intra Prediction은 35개의 모드 중에서 최적의 모드를 결정한 후 예측하여 부호화 성능을 향상 시킨다. 그러나 35가지의 모드를 모두 처리하기 위해서는 많은 연산 복잡도와 처리시간이 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 원본 영상 픽셀의 차이 값을 비교하여 Angular 모드를 효율적으로 결정하는 알고리즘을 적용한 하드웨어 설계를 제안하였다. 또한 효율적인 알고리즘의 사용을 통해 하드웨어 면적을 감소시켰다. 제안된 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 14.9K개의 게이트로 구현되었고, 최대 동작 주파수는 2GHz이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.774-780
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• 2017

본 논문은 HEVC의 엔트로피 코딩방법인 CABAC 부호화기를 위한 효율적인 이진 산술 부호화기 하드웨어 구조를 제안한다. CABAC은 HEVC 표준에서 사용되는 엔트로피 코딩 방법으로 통계적 중복성을 제거하여 영상의 높은 압축률을 지원한다. 하지만 이진 산술 부호화(Binary Arithmetic Encode)는 데이터 간의 의존 관계가 높아 병렬처리가 어렵고 실시간 처리의 지연이 발생 된다. 제안하는 이진 산술 부호화기는 입력으로 들어오는 빈을 고속으로 처리하기 위하여 재정규화 과정을 분리 시켜 동작하도록 설계한다. 기존의 반복적인 알고리즘을 병렬적으로 처리함으로써 최대지연시간(Critical Path)을 최적으로 줄일 수 있는 4단계의 파이프라인 구조로 설계하였다. 또한, 멀티-빈 구조를 적용하여 클록 사이클 당 3개의 빈을 처리한다. 제안하는 CABAC의 이진 산술 부호화기는 Verilog-HDL로 설계하였으며 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 게이트수는 8.07K 이며 최대 동작주파수는 769MHz로 최대 빈 처리량은 2307Mbin/s이다. 제안하는 하드웨어 구조는 기존의 이진 산술 부호화기와 비교하여 최대 빈 처리량이 26% 만큼 증가 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.85-92
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• 2009

본 논문은 시스톨릭 어레이와 덧셈기 트리를 조합한 하이브리드 구조를 갖는 MPEG-4 인코더용 전역 탐색 블록 정합 움직임 추정 회로를 제안한다. 제안된 회로는 적은 수의 클럭 싸이클로 움직임 추정을 할 수 있도록 시스톨릭 어레이를 활용하고, 필요한 회로 자원을 줄이기 위해서 덧셈기 트리를 활용한다. 1/2화소 움직임 추정을 위한 보간 회로는 6개의 덧셈기, 4개의 뺄셈기, 10개의 레지스터로 구성하였으며, 자원 공유 및 효율적인 스케줄링 기법을 통하여 성능을 향상시켰다. 정수화소 및 1/2 화소를 위한 움직임 추정 회로를 Verilog HDL을 사용하여 RTL에서 설계하였다. 130nm 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성한 논리 수준 회로는 218,257 게이트로 구성되었으며, D1($720{\times}480$) 이미지를 초당 94장 처리할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권5호
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• pp.24-30
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• 2010

본 논문에서는 H.264/AVC에서 압축 성능을 높이기 위해 사용된 기법중 하나인 인트라 예측에 대해 기술하고 인트라 예측 모드 연산을 효율적으로 수행하기 위한 인트라 예측기의 구조를 제안한다. 제안하는 인트라 예측기는 공통 연산기, 전처리 연산기, 인트라 예측 컨트롤러, 내부 메모리, 레지스터 컨트롤러로 구성된다. 공통 연산기와 전처리 연산기를 사용하여 연산량을 줄이고, 내부 메모리와 레지스터를 사용하여 외부 메모리와의 접근을 최소화 하였다. 제안한 인트라 예측기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였으며, YUV 파일을 부호화 한 테스트 벡터를 이용하여 검증하였다. 설계된 인트라 예측기는 주로 핸드폰과 같은 휴대용 단말기에 사용하는 베이스라인 프로파일에 속하며 영상크기는 $176{\times}144$ 픽셀이다. 제안한 인트라 예측기의 예측 수행 사이클의 비교 분석 결과 기존에 비해 평균 약 60%의 향상된 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권3호
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• pp.8-14
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• 2012

이 논문에서는 $Radix-4^2$알고리즘을 사용한 저면적 FFT 구조를 제안한다. 큰 point의 FFT는 여러 개의 직렬연결 스테이지로 구성되는데, $Radix-4^2$알고리즘을 사용하면 매 2 스테이지마다 곱셈 종류의 수가 3인 스테이지가 생긴다. 이 사실을 이용하여 곱셈 연산 종류의 수가 3인 스테이지의 구현 면적을 줄이는 구조를 제안하였다. 예를 들면 4096-point FFT는 6개의 스테이지로 구성되는데 $Radix-4^2$ 알고리즘을 사용하면 3개의 스테이지가 곱셈연산 종류의 수가 3이다. 이 3개의 스테이지의 곱셈 연산 하드웨어는 CSD(Canonic Signed Digit) 계수 방식과 CSS(Common Sub-expression Sharing) 기술을 사용하여 구현면적 감소시킬 수 있었다. 제안된 방식을 사용하여 256-point FFT 구조를 설계하여 Verilog-HDL 코딩하였다. 또한 tsmc $0.18{\mu}m$ CMOS 라이브러리를 사용하여 합성하여 구현한 결과 $1.971mm^2$의 cell area를 얻었다. 이와 같은 합성 결과는 기존 구조와 비교하여 약 23%의 cell area 감소 효과를 보였다.