• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권8호
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• pp.11-16
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• 2005

본 논문은 스크램블링(Scrambling), 길쌈부호화(Convolutional Encoding), 펑처링(Puncturing), 인터리빙(Interleaving) 등과 같은 연산에 공통적으로 필요한 비트 조작(Bit Manipulation)을 효율적으로 지원하기 위한 비트 조작 연산 가속기를 제안한다. 기존의 DSP는 곱셈 및 가산 연산을 기본으로 연산기가 구성되어 있으며 워드 단위로 동작을 함으로 비트 조작 연산의 경우 비효율적인 연산을 수행할 수밖에 없다. 그러나 제안한 가속기는 비트 조작 연산을 다수의 데이터에 대해 병렬 쉬프트와 XOR 연산, 비트 추출 및 삽입 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 제안한 가속기는 VHDL로 구현 하여 삼성 $0.18\mu m$ 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성하였으며 가속기의 게이트 수는 1,700개에 불과하다. 제안한 가속기를 통해 스크램블링, 길쌈부호화, 인터리빙을 수행시 기존의 DSP에 비해 $40\~80\%$의 연산 사이클의 절감이 가능하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.53-60
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• 2009

로그 수체계 기반의 저전력/저면적 128점 FFT 프로세서를 수체계 변환 오차와 하드웨어 최소화 방법을 적용하여 설계하였다. FFT 프로세서의 핵심 연산인 복소수 승산과 가/갑산 연산을 기존의 2의 보수 수체계 대신 로그 수체계를 적용하여 가산기와 look-up table (LUT)로 구현하였으며, 이를 통하여 2의 보수 수체계 기반의 FFT 프로세서에 비해 약 21%의 게이트와 16%의 메모리를 감소시켰으며, 약 18%의 소비전력 감소가 얻어졌다. 설계된 LNS기 반 FFT 프로세서를 0.35 ${\mu}m$ CMOS 표준 셀로 합성한 결과, 33,910개의 게이트와 2,880 비트의 메모리로 구현되었으며, 60 MHz@2.5V로 동작하여 128점 FFT 연산에 2.13 ${\mu}s$ 가 소요되며, 평균 40.7 dB의 SQNR 성능을 갖는다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권12호
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• pp.27-35
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• 1999

일반적으로 병렬 상관기 (correlator)는 대역확산 시스템의 전체 전력소모 중 많은 부분을 차지하며, 그의 주요 원인은 다수의 누적기에서 발생하는 전력소모에 기인한다. 본 논문에서는 이러한 병렬 상관기에 적합한 저 전력 소모 누적기를 제안한다. 제안된 누적기는 입력되는 데이터 값의 1의 개수를 비트별로 카운트하고 누적 완료 시에만 카운터 값들에 웨이트를 부가하여 가산함으로써 저 전력 동작을 구현한다. 제안된 누적기는 Cadence사의 Verilog-XL로 설계되고, 0.6u의 Standard Cell Library를 사용하여 Synopsys사의 Design Compiler로 로직 합성이 수행되었다. 시스템의 전력 시뮬레이션은 Apic사의 Powermill을 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 누적기의 전력 소모는 기존의 누적기보다 22%까지 감소되었으며, 또한 최대 동작 주파수는 323%까지 향상되었다. 제안된 누적기로 구성된 병렬 상관기의 전력소모는 기존의 누적기를 사용한 병렬 상관기에 비교해서 22% 감소하였고, 기존의 수동병렬 상관기에 비교해서 43% 감소하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권6호
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• pp.48-57
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• 2003

본 논문에서는 가산기 기반 분산연산방식(Adder-Based DA)과 bit-serial방식을 적용한 8×l ID-IDCT프로세서를 제안하였다. 하드웨어 소모를 줄이기 위해 bit-serial 방식을 적용하고 동작 속도의 향상을 위해 분산연산 방식을 적용한다. 또한 계수식의 변환을 통해 하드웨어 구현의 규칙성과 크기를 줄일 수 있으며 동작 클럭수를 줄이기 위해 부호 확장 처리 방식을 제안한다. 합성결과 게이트 수는 총 17,504개가 사용되었고 이중에서 부호 확장처리단은 전체 구조에서 20.6%를 사용하게 된다. 짝수, 홀수 부분에서는 기존의 계수표현에서 non-zero 비트가 130개가되지만, 제안한 방식을 적용한 짝수와 홀수 부분에서의 non-zero 비트는 각각 28개와 32개로 54% 줄일 수 있었다. 또한 부호 확장 처리단의 제안함으로써 처리율은 2배가 향상되었고 설계한 IDCT 프로세서는 100㎒에서 50Mpixels/s의 처리율을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제15권1호
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• pp.46-53
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• 1996

적응 LMS 알고리즘은 그 구조적 간결성으로 인해 많은 방면엣 활용되어 오고 있다. 이 논문에서는 입력 신호를 임의의 대역폭을 가진 서브밴드로 분할하여 처리한다. 각 서브밴드엣 신호의 동적범위가 줄어들 수 있으며 각 대역에서 독립적으로 수행되는 적응 필터링은 이로 인해 기존의 LMS 필터링보다 빠른 수렴 속도를 얻을 수 있다. 각 대역에서의 적응 필터링은 DCT 변환을 잉용하여 입력 신호의 백색화후 수행되며 이에 따라 탭입력 공분산 행렬의 고유치 분포율이 작아져 빠른 수렴 속도를 얻게 된다. 최종적으로, 각 서브밴드에서 필터링된 출력신호는 전 대역에 걸쳐 주파수 성분을 가지도록 합성 과정을 거쳐야 한다. 이 과정에서 웨이브렛 필터 뱅크는 스펙트럼 상에 간섭이 없는 완벽한 신호 복원을 가능하게 한다. 전산 모의 실험에서 가산성 백색 잡음이 가해진 음성신호 입력의 경우 제안된 알고리즘은 신호대 잡음비가 높아질수록 기존의 정규화 LMS(normalized LMS)보다 우수한 성능을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.736-743
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• 2020

모듈러 곱셈은 타원곡선 암호 (elliptic curve cryptography; ECC), RSA 등의 공개키 암호에서 중요하게 사용되는 산술연산 중 하나이며, 모듈러 곱셈기의 성능은 공개키 암호 하드웨어의 성능에 큰 영향을 미치는 핵심 요소가 된다. 본 논문에서는 워드기반 몽고메리 모듈러 곱셈 알고리듬의 효율적인 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 본 논문의 모듈러 곱셈기는 SEC2 ECC 표준에 정의된 소수체 GF(p)와 이진체 GF(2k) 상의 11가지 필드 크기를 지원하여 타원곡선 암호 프로세서의 경량 하드웨어 구현에 적합하도록 설계되었다. 제안된 곱셈기 구조는 부분곱 생성 및 가산 연산과 모듈러 축약 연산이 파이프라인 방식으로 처리하며, 곱셈 연산에 소요되는 클록 사이클 수를 약 50% 줄였다. 설계된 모듈러 곱셈기를 FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 65-nm CMOS 표준셀로 합성한 결과 33,635개의 등가 게이트로 구현되었고, 최대 동작 클록 주파수는 147 MHz로 추정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1470-1476
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• 2020

모바일 장치와 IoT의 보안 프로토콜 구현에 적합한 경량 보안 SoC 설계에 대해 기술한다. Cortex-M0을 CPU로 사용하는 보안 SoC에는 타원곡선 암호 (elliptic curve cryptography) 코어, SHA3 해시 코어, ARIA-AES 블록 암호 코어 및 무작위 난수 생성기 (TRNG) 코어 등의 하드웨어 크립토 엔진들이 내장되어 있다. 핵심 연산장치인 ECC 코어는 SEC2에 정의된 20개의 소수체와 이진체 타원곡선을 지원하며, 부분곱 생성 및 가산 연산과 모듈러 축약 연산이 서브 파이프라인 방식으로 동작하는 워드 기반 몽고메리 곱셈기를 기반으로 설계되었다. 보안 SoC를 Cyclone-5 FPGA 디바이스에 구현하고 타원곡선 디지털 서명 프로토콜의 H/W-S/W 통합 검증을 하였다. 65-nm CMOS 셀 라이브러리로 합성된 보안 SoC는 193,312 등가 게이트와 84 kbyte의 메모리로 구현되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.699-707
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• 2016

중앙처리장치를 중심으로 하는 각종 내장형 시스템은 현재 각종 산업에 매우 광범위하게 쓰이고 있다. 특히 사물인터넷 등의 deeply embedded (심층 내장형) 시스템은 저비용, 소면적, 저전력, 빠른 시장 출시, 높은 코드 밀도 등을 요구한다. 본 논문에서는 이러한 요구 조건을 만족시키는 중앙처리장치를 제안하고, 이를 중심으로 한 시스템온칩 플랫폼을 소개한다. 제안하는 중앙처리장치는 16 비트라는 짧은 명령어로만 이루어진 확장형 명령어 집합 구조를 갖고 있어 코드 밀도를 높일 수 있다. 그리고, 다중사이클 아키텍처, 카운터 기반 제어 장치, 가산기 공유 등을 통하여 로직 게이트가 차지하는 면적을 줄였다. 이 코어를 중심으로, 코프로세서, 명령어 캐시, 버스, 내부 메모리, 외장 메모리, 온칩디버거 및 주변 입출력 장치들로 이루어진 시스템온칩 플랫폼을 개발하였다. 개발된 시스템온칩 플랫폼은 변형된 하버드 구조를 갖고 있어, 메모리 접근 시 필요한 클락 사이클 수를 감소시킬 수 있었다. 코어를 포함한 시스템온칩 플랫폼은 상위 언어 수준과 어셈블리어 수준에서 모의실험 및 검증하였고, FPGA 프로토타이핑과 통합형 로직 분석 및 보드 수준 검증을 완료하였다. $0.18{\mu}m$ 디지털 CMOS 공정과 1.8V 공급 전압 하에서 ASIC 프론트-엔드 게이트 수준 로직 합성 결과, 50MHz 동작 주파수에서 중앙처리장치 코어의 논리 게이트 개수는 7700 수준이었다. 개발된 시스템온칩 플랫폼은 초소형 보드의 FPGA에 내장되어 사물인터넷 분야에 응용된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.182-194
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• 2008

본 연구는 자치경찰제 시행이념을 구현하고 주민친화적인 치안서비스를 제공하는데 적합한 인력을 충원하기 위한 현실적인 대안을 제시하는데 목적을 두고 있다. 자치경찰제의 실시가 가시화되고 있는 만큼 자치경찰의 인력충원을 위한 실증적 연구는 의미가 있을 것이다. 이에 따라 이에 대한 연구가 향후 자치경찰법안의 입법과정과 자치경찰제의 안정된 정착에 기여할 수 있을 것으로 보고, 이에 대한 세부적 방안을 모집 및 채용, 교육훈련, 신규배치로 구분하여 제시하였다. 먼저 모집 및 채용영역에서는 지역실정에 부합한 자치경찰 모집의 필요성과 지방행정의 집행력을 강화하기 위한 특사경 전문가의 확보방안을 제시하였으며, 주민친화적 경찰행정을 구현하기 위한 여성인력 확보방안을 제시하였다. 그리고 채용시험의 직무적 합성 확보방안과 자치경찰사무 관련 자격증에 대한 가산점 부여방안, 개방형공모 제도를 통한 자치경찰대장 임용방안을 제시하였다. 교육훈련 영역에서는 지역 내 자치경찰 교육훈련 기관의 확보방안과 지역대학과의 연계교육을 통한 자치경찰 교육훈련의 실효성 확보방안을 제시하였으며, 자치경찰 전문직무교육 과정을 제시하였다. 끝으로 신규배치 영역에서는 지역출신자들에 대한 우선배치의 필요성과 자치경찰의 전문성 확보를 위한 제한적 배치방안을 제시하였으며, 국가경찰과의 정기적 인사교류의 필요성을 강조하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.213-220
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• 2011

본 논문에서는 최대 4개의 송 수신 안테나를 지원 가능한 $4{\times}4$ 다중 안테나 (MIMO) 시스템에서 채널의 dimension을 축소함으로써 복잡도를 줄일 수 있는 저복잡도 채널 전처리 프로세서를 제안하고 구현한다. 제안된 채널 전처리 프로세서는 채널의 일부분을 간섭신호라 간주하고 제거하는 GIS 행렬을 구하는 데 있어서 행렬의 역행렬과 행렬간의 승산 연산을 줄이기 위해, QR 분해 기법을 이용하여 $4{\times}4$ MIMO 채널 전처리 프로세서의 복잡도를 최소화한다. 또한, 로그 수체계를 이용하여 행렬간의 복소수 승산을 가산으로, QR 분해 기법의 사용으로 인해 생기는 나눗셈 연산을 감산 연산으로 대체함으로써 연산기의 단순화를 진행하고, 이를 통해 하드웨어 복잡도를 크게 감소시킨다. 제안된 채널 전처리 프로세서는 하드웨어 설계 언어 (HDL)을 이용하여 설계되었고, $0.13{\mu}m$ CMOS 규격 셀 라이브러리를 사용하여 합성되었다. 그 결과 기존의 2의 보수 수체계를 이용한 채널 전처리 프로세서의 설계 구조 대비 로그 수체계를 이용한 제안된 채널 전처리 프로세서의 하드웨어 복잡도가 20.2% 가량 감소됨을 확인하였다.