• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.578-583
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• 2021

본 논문에서는 반도체의 신뢰성을 테스트하기 위한 가속 시험에 대해 설명하고 자동차 반도체의 신뢰성 테스트 국제 표준인 AEC-Q100에 대해 다룬다. 반도체는 수십년 동안 사용할 수 있기 때문에 수명 전주기에서 발생하는 잠재적인 문제점을 테스트하기 위해서는 집중적으로 스트레스를 가하여 테스트 시간을 최소화하는 가속 시험이 필수적이다. 자동차 반도체에서 사용하는 대표적인 가속 시험인 AEC-Q100은 반도체에서 발생하는 각종 불량과 그 원인을 분석할 수 있도록 설계되었기 때문에 반도체의 수명과 신뢰성을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 설계상, 제조상의 문제도 쉽게 찾아낼 수 있다. AEC-Q100은 가속 스트레스 시험, 가속 수명 시험, 패키지 적합성 시험, 공정 신뢰성 시험, 전기적 특성 시험, 결함 검출 시험, 기계적 특성 시험의 7개 테스트 그룹으로 구성되며 동작 온도에 따라 Grade 0에서 Grade 3까지 4개의 등급이 존재한다. 반도체 소자, 광전자 반도체, 센서 반도체, 멀티 칩 모듈, 수동 소자 분야에서는 각각 AEC-Q101, Q102, Q103, Q104, Q200이 사용된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.55-57
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• 2022

본 연구에서는 체내심부 광테라피를 위한 맞춤형 반수동 RFID 수신 모듈 시스템을 구현한다. 생체 내부는 피부, 지방, 근육, 골격 및 수분으로 구성되어 체내 심부까지 RF신호 전송에는 한계가 있기 때문에 새로운 전송 방법 연구가 필요하다. 최근 소개된 RFID기반 CIB 빔포밍 기술은 체내와 같이 채널추정이 힘든 환경에서 높은 신뢰도로 무선전송이 가능한 기술이다. 제안하는 RFID기반 미니어처 광캡슐은 소형컨트롤러, 초소형 LED Array, 무선통신용 RFID 칩으로 구성된다. 표준 RFID 프로토콜(ISO-16000-8c)을 기반으로 UHF대역 RFID 안테나를 통해 외부리더기와 무선접속이 가능하며, 사용자 USER BANK 접근을 통해 제어신호 전송이 가능하다. 입력된 제어신호에 따라 캡슐의 테라피용 LED를 멀티레벨 디밍제어, 시간제어 가능하다. 제작된 RFID 광테라피 캡슐의 통신 접속 과정을 분석하고 신뢰도를 평가하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.53-60
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• 2005

본 논문에서는 저 전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MS/s $1.4\;mm^2$ CMOS A/D 변환기(ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 기존의 다단 구조가 아닌 2단 파이프라인 구조를 사용하였다. 그리고 10 비트 해상도에서 1.2 Vp-p의 단일 및 차동 입력 신호 처리 대역폭을 넓히기 위해 입력 샘플-앤-홀드 증폭기에는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하며, 6 비트 해상도를 필요로 하는 두 번째 단의 flash ADC에는 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였다. 또한 커패시터 등 소자 부정합에 의해 해상도에 크게 영향을 줄 수 있는 MDAC의 커패시터에는 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 제안하였다. 기준 전류/전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음 에너지를 줄였으며, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가하도록 설계하였다. 제안하는 10b 시제품 ADC는 0.18 um CMOS 공정으로 제작되었고, 측정된 DNL 및 INL은 각각 0.59 LSB, 0.77 LSB 수준을 보여준다. 또한 100 MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 54 dB, 62 dB 수준을 보였으며, 전력 소모는 56 mW이다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.171-171
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• 2017

전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)를 이용한 스마트팜 환경 내부의 정밀 제어 연구가 진행 중이다. 시계열 데이터의 난해한 동적 해석을 극복하기위해, 비선형 모델링 기법의 일종인 인공신경망을 이용하는 방안을 고려하였다. 선행 연구를 통하여 환경 데이터의 비선형 모델링을 위한 Tensorflow활용 방법이 하드웨어 가속 기능을 바탕으로 월등한 성능을 보임을 확인하였다. 그럼에도 오프라인 일괄(Offline batch)처리 방식의 한계가 있는 인공신경망 모델링 기법과 현장 보급이 불가능한 고성능 하드웨어 연산 장치에 대한 대안 마련이 필요하다고 판단되었다. CFD 해석을 위한 Solver로 SU2(http://su2.stanford.edu)를 이용하였다. 운영 체제 및 컴파일러는 1) Mac OS X Sierra 10.12.2 Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.38), 2) Windows 10 x64: Intel C++ Compiler version 16.0, update 2, 3) Linux (Ubuntu 16.04 x64): g++ 5.4.0, 4) Clustered Linux (Ubuntu 16.04 x32): MPICC 3.3.a2를 선정하였다. 4번째 개발환경인 병렬 시스템의 경우 하드웨어 가속는 OpenCL(https://www.khronos.org/opencl/) 엔진을 이용하고 저전력 ARM 프로세서의 일종인 옥타코어 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea) SBC(Single Board Computer)를 32식 병렬 구성하였다. 분산 컴퓨팅을 위한 환경은 Gbit 로컬 네트워크 기반 NFS(Network File System)과 MPICH(http://www.mpich.org/)로 구성하였다. 공간 분해능을 계측 주기보다 작게 분할할 경우 발생하는 미지의 바운더리 정보를 정의하기 위하여 3차원 Kriging Spatial Interpolation Method를 실험적으로 적용하였다. 한편 병렬 시스템 구성이 불가능한 1,2,3번 환경의 경우 내부적으로 이미 존재하는 멀티코어를 활용하고자 OpenMP(http://www.openmp.org/) 라이브러리를 활용하였다. 64비트 병렬 8코어로 동작하는 1,2,3번 운영환경의 경우 32비트 병렬 128코어로 동작하는 환경에 비하여 근소하게 2배 내외로 연산 속도가 빨랐다. 실시간 CFD 수행을 위한 분산 컴퓨팅 기술이 프로세서의 속도 및 운영체제의 정보 분배 능력에 따라 결정된다고 판단할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 4번 개발환경에서 운영체제를 64비트로 개선하여 5번째 환경을 구성하여 검증하였다. 상반되는 결과로 64비트 72코어로 동작하는 분산 컴퓨팅 환경에서 단일 프로세서 기반 멀티 코어(1,2,3번) 환경보다 보다 2.5배 내외 연산속도 향상이 있었다. ARM 프로세서용 64비트 운영체제의 완성도가 낮은 시점에서 추후 성공적인 실시간 CFD 모델링을 위한 지속적인 검토가 필요하다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.40-48
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• 2013

본 논문에서는 0.18um CMOS(1P6M) 공정을 이용하여 무인차량용 단거리 라이다 시스템을 위한 멀티채널 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 어레이 회로를 구현하였다. 트랜스임피던스 증폭기 어레이 구조는 전압모드 $4{\times}4$ 채널 Inverter TIA 어레이와 전류모드 $4{\times}4$ 채널 Common-Gate(CG) TIA 어레이 두 가지를 설계했으며, 전체적으로 $4{\times}8$의 32-채널을 갖도록 설계하였다. 먼저, Inverter TIA는 피드백 저항을 가진 Inverter 입력구조와 CML 출력버퍼단으로 구성되어 있으며, 저잡음 및 저전력 특성뿐 아니라, virtual ground를 갖도록 설계함으로써 DC 전류조절이 가능하여 이득과 출력 임피던스 컨트롤이 가능하도록 하였다. 또한, CG-TIA는 on-chip bandgap reference로부터 bias 전압을 이용하고, 소스팔로워 출력버퍼를 사용하여 고주파수 이득을 높였으며, 기본적인 구조 상 CG-TIA는 채널당 칩 면적이 Inverter TIA에 비해 1.26배 작게 설계되었다. 포스트 레이아웃 시뮬레이션 결과, 제안한 Inverter TIA 어레이는 각 채널당 57.5-dB${\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 340-MHz 대역폭, 3.7-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음전류 스펙트럼 밀도, 및 2.84-mW (16채널 45.4-mW) 전력소모를 가졌다. CG-TIA 어레이는 채널당 54.5-dB${\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 360-MHz 대역폭, 9.17-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음전류 스펙트럼 밀도, 4.24-mW (16채널 67.8-mW) 전력소모를 가졌다. 단, 펄스 시뮬레이션 결과, CG-TIA 어레이가 200-500-Mb/s 동작속도에서 훨씬 깨끗하게 구분 가능한 출력펄스를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.21-26
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• 2016

본 논문에서는 휴대 전자기기의 내부 전원단을 위한, CCM/DCM 기능의 이중모드 감압형 DC-DC 벅 컨버터를 제안한다. 제안하는 변환기는 1 MHz의 주파수에서 동작하며, 파워단과 제어블럭으로 이루어진다. 파워단은 Power MOS 트랜지스터, 인덕터, 커패시터, 제어 루프용 피드백 저항으로 구성된다. 제어부는 펄스폭 변조기 (PWM), 오차증폭기, 램프 파 발생기, 오실레이터 등으로 이루진다. 또한 본 논문에서 보상단의 큰 외부 커패시터는, 집적회로의 면적축소를 위하여 CMOS 회로로 구성되는 멀티플라이어 등가 커패시터로 대체하였다. 또한,. 본 논문에서, 보상단의 외부 커패시터는 집적회로의 면적을 줄이기 위하여 곱셈기 기반 CMOS 등가회로로 대체하였다. 또한 제안하는 회로는 칩을 보호하기 위하여 출력 과전압, 입력부족 차단 보호회로 및 과열 차단 보호회로를 내장하였다. 제안하는 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 케이던스의 스펙트라 회로설계 프로그램을 이용하여 설계 및 검증을 하였다. SPICE 모의 실험 결과, 설계된 이중모드 DC-DC 벅 변환기는 94.8 %의 피크효율, 3.29 mV의 리플전압, 2.7 ~ 3.3 V의 전압 조건에서 1.8 V의 출력전압을 보였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권4호
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• pp.35-42
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• 2011

대규모 무선센서네트워크 시스템을 안정적으로 운영하기 위해서는 네트워크를 구성하는 각 링크의 링크 품질(link quality)을 기반으로 네트워크를 구성하는 것이 필요하다. 두 노드 사이의 링크 품질은 해당 링크를 포함하는 모든 경로의 품질에 영향을 준다. 따라서 데이터 전송을 위한 경로 수립 과정에서 링크의 품질을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 대규모 무선센서네트워크를 구성하고, 운영에 들어가기까지 필요한 시간 및 에너지 소비를 최소화하기 위하여 통신 칩에서 제공하는 LQI(Link Quality Indication)와 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 동시에 활용하여 각 링크의 링크 품질을 평가할 수 있는 HLQM(Hybrid Link Quality Metric)을 제안한다. HLQM을 사용하여 링크 품질을 평가하면, 다수의 패킷 전송과정을 거친 후 얻어진 결과를 링크 품질 평가에 다시 이용하는 기존의 방법들이 가지는 네트워크를 구성하고 운영에 들어가기까지 많은 set-up time과 비용이 소요되는 문제점과 LQI 또는 RSSI를 각 각 사용하는 방법들이 가지는 문제점도 개선되어 보다 효율적으로 링크 품질을 평가할 수 있게 된다. 제안된 방법의 타당성과 효율성을 검정하기 위하여 실제 다수의 메시지 전송에서 얻어진 PDR과 비교하는 실험을 수행하였다. 실험의 결과에서 HLQM을 사용하면 다른 메트릭을 사용하여 얻어진 결과에 비해 정확도, 재현율 및 일치율이 상대적으로 우수하다는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.239-245
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• 2016

본 논문에서는 스마트기기의 배터리를 전원으로 갖는 12 V 승압형 PWM 변환기를 설계하고 컨버터를 구성하는 각 소자들의 손실을 계산하여 가장 안정적인 동작을 하는 설계 값을 도출하였다. 12 V 승압형 PWM 변환기는 저항, 커패시터 및 인덕터 등의 여러 수동소자를 비롯하여, 다이오드, 전력 스위치용 파워 MOS 트랜지스터와 PWM 신호제어를 위한 IC를 사용하여 구현하였다. 컨버터를 구성하는 주요 소자들의 이론적인 계산 값과 회로설계 해석프로그램인 PSPICE를 사용한 시뮬레이션 결과를 비교하고 각 소자 값들을 변화시키며 결과 파형을 분석한다. 분석한 컨버터를 실제 PCB 보드에 구성하고 디지털 오실로스코프와 DMM 멀티미터를 사용하여 측정하였고, SPICE 시뮬레이션을 통해 얻은 결과 값과 비교하였다. 설계한 컨버터에서 사용한 제어용 IC 칩은 TI(텍사스 인스트루먼트) 사의 LM3481을 사용하여 설계를 구현하였고, 5V 입력, 12V의 출력 값을 가지는 것을 확인하였다. 모의실험과 동일한 조건에서 출력전압, 리플전압 및 부하, 입력전압 변도율 등의 특성에 대한 측정결과는 SPICE 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.80-85
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• 2015

최근 전 세계적으로 ITC 기술을 이용한 항만 물류 분야의 경쟁력이 심화되는 추세를 보이고 있으며 현재 우리나라도 국가 전략적 차원에서 생산성 향상 및 서비스의 개선을 통한 고부가 가치를 획득하기 위한 u-Port(항만 물류) 사업이 진행 중이다. u-Port 사업에서 주된 기술 요소로 RFID/USN 기술이 사용되는데, 이 기술은 금속 환경에서의 태그 인식률이 좋지 않고, 인식거리가 짧다는 문제점들을 이유로 센서 노드들의 추가적인 배치를 통하여 관리를 하고 있다. 그러나 이러한 방법은 오차 범위가 크고 시스템 구축 초기비용 및 유지보수 비용이 많이 들어 U-Port용 시스템 구축에 여러 가지 문제점을 초래하고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 본 논문에서는 금속 태그 제작에 사용되는 급전의 문제점을 개선하고, 주변 환경 요소인 금속 물질로 인한 영향을 줄여 태그를 금속 물체에 부착 할 경우에도 장거리 인식율을 높일 수 있도록 인셋 급전을 적용한 산업용 RFID 적층형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 인셋 급전은 기존의 유도결합 급전을 이용한 구조와는 다르게 방사체와 급전선이 서로 분리되어 있지 않은 것이 가장 큰 특징이다. 이런 특징의 구조는 낮은 안테나 높이와 태그 칩에 임피던스 정합이 가능한 형태를 생산할 수 있게 해준다. 그러나 무조건 태그 안테나의 높이를 줄이면 안테나의 임피던스는 접지면과 방사체 사이의 기생 캐패시턴스가 증가하여 임피던스 정합의 어려움이 발생할 수 있으므로 단락 구조를 급전에 적용시켜 안테나의 임피던스를 인덕티브하게 만드는 방법을 이용하여 태그 안테나 설계 시 단점을 최소화하고 장점을 극대화 시켰다[1][2]. 이러한 기술적 요소들을 적용하여 본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나를 변형된 형태로 설계하였고, 부착되는 금속물질의 영향을 줄이기 위해 인셋 급전을 이용하였으며, 안테나의 구성을 단일 층이 아닌 멀티층, 즉 방사체와 접지면 사이에 금속판을 삽입하여 특성저하를 감소시켰다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권3호
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• pp.1-8
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• 2009

DS-CDMA 시스템은 대역폭 효율이 매우 낮아서 고속의 데이터를 전송하는 경우 높은 확산이득을 유지하기 어렵다. 옵셋누적 확산 CDMA는 정보비트를 확산한 코드들을 옵셋을 두고 중첩하여 전송하는 방식이다. 이 시스템은 코드 위상에 옵셋이 있어도 직교성이 유지되는 코드를 필요로 한다. 직교 상보코드는 코드 그룹에 속한 코드간 상호상관함수가 항상 0이 되는 특성이 있어서 옵셋누적 확산 CDMA에 적용이 가능하다. 직교 상보코드 기반의 옵셋누적 확산 CDMA (OCC-OSS CDMA) 시스템에서는 사용자별로 직교 상보코드 그룹을 할당하며, 각 사용자 데이터는 주어진 코드로 확산되고 중첩되어 코드별로 멀티캐리어로써 전송된다. 그러나 OCC-OSS CDMA 시스템은 옵셋을 갖고 중첩된 코드가 누적되기 때문에 심볼 크기가 일정하지 않으며, 확산효율(칩 당 전송되는 정보비트 수)을 높일수록 코드의 중첩도가 높아져서 심볼 레벨의 수가 증가한다. 따라서 누적확산기 출력 심볼을 캐리어 위상으로 매핑하여 전송하는 경우 신호 성상도가 밀집되어 채널의 영향을 쉽게 받는다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 누적확산기 출력 심볼을 일정 크기 이하로 클리핑한 후 캐리어 변조하여 전송하는 방식을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방식의 비트오율 성능을 AWGN 환경에서 분석하였으며, 레벨 클리핑을 하지 않은 시스템과 비교하여 성능이 개선되는 것을 확인하였다.