• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.161-161
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• 2017

스마트 시설환경의 제어 요소는 난방기, 창 개폐, 수분/양액 밸브 개폐, 환풍기, 제습기 등 직접적으로 시설환경의 조절에 관여하는 인자와 정보 교환을 위한 통신, 사용자 인터페이스 등 간접적으로 제어에 관련된 요소들이 복합적으로 존재한다. PID 제어와 같이 하는 수학적 논리를 바탕으로 한 제어와 전문 관리자의 지식을 기반으로 한 비선형 학습 모델에 의한 제어 등이 공존할 수 있다. 이러한 다양한 요소들을 복합적으로 연동시키기 위해선 기존의 시퀀스 기반 제어 방식에는 한계가 있을 수 있다. 관행의 방식과 같이 시계열 상에서 획득한 충분한 데이터를 이용하여 제어의 양과 시점을 결정하는 방식은 예외 상황에 충분히 대처하기 어려운 단점이 있을 수 있다. 이러한 예외 상황은 자연적인 조건의 변화에 따라 불가피하게 발생하는 경우와 시스템의 오류에 기인하는 경우로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 실시간으로 변하는 시설환경 내의 다양한 환경요소를 실시간으로 분석하고 상응하는 제어를 수행하여 수학적이며 예측 가능한 논리에 의해 준비된 제어시스템을 보완할 방법을 연구하였다. 과거의 고성능 컴퓨팅(HPC; High Performance Computing)은 다수의 컴퓨터를 고속 네트워크로 연동하여 집적적으로 연산능력을 향상시킨 기술로 비용과 규모의 측면에서 많은 투자를 필요로 하는 첨단 고급 기술이었다. 핸드폰과 모바일 장비의 발달로 인해 소형 마이크로프로세서가 발달하여 근래 2 Ghz의 클럭 속도에 이르는 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)가 등장하기도 하였다. 상대적으로 낮은 성능에도 불구하고 저전력 소모와 플랫폼의 소형화를 장점으로 한 AP를 시설환경의 실시간 제어에 응용하기 위한 방안을 연구하였다. CPU의 클럭, 메모리의 양, 코어의 수량을 다음과 같이 달리한 3가지 시스템을 비교하여 AP를 이용한 마이크로 클러스터링 기술의 성능을 비교하였다.1) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 1GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 2) 2.0 Ghz, 4 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 3) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 64Bit Linux(Arch64). 병렬 컴퓨팅을 위한 개발 라이브러리로 MPICH(www.mpich.org)와 Open-MP(www.openmp.org)를 이용하였다. 2,500,000,000에 이르는 정수 중 소수를 구하는 연산에 소요된 시간은 1)17초, 2)13초, 3)3초 이었으며, $12800{\times}12800$ 크기의 행렬에 대한 2차원 FFT 연산 소요시간은 각각 1)10초, 2)8초, 3)2초 이었다. 3번 경우는 클럭속도가 3Gh에 이르는 상용 데스크탑의 연산 속도보다 빠르다고 평가할 수 있다. 라이브러리의 따른 결과는 근사적으로 동일하였다. 선행 연구에서 획득한 3차원 계측 데이터를 1초 단위로 3차원 선형 보간법을 수행한 경우 코어의 수를 4개 이하로 한 경우 근소한 차이로 동일한 결과를 보였으나, 코어의 수를 8개 이상으로 한 경우 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다. 현장 보급 가능성, 구축비용 및 전력 소모 등을 종합적으로 고려한 AP 활용 마이크로 클러스터링 기술을 지속적으로 연구할 것이다.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.157-164
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• 2017

모바일 심전도(ECG) 신호 측정은 수 mV의 작은 소 신호를 측정하는 기술로서 동적 잡음을 제거하기 위한 많은 연구가 진행 되어 왔다. 특히 심전도 전극 케이블의 흔들림이나 피부의 움직임으로 인하여 유발 되는 등 전위선 잡음의 제거는 심전도 측정을 위한 핵심 연구 내용 중 하나이다. 본 연구에서는 심전도 신호의 등전위선 동적 잡음을 제거하기 위해 정규화 최소 자승법(NLMS)와 지연 최소 자승법(DLMS) 방식을 결합한 적응 필터의 스텝 사이즈를 결정하여 적용하는 기법을 제안 하였다. 제안한 기법은 필터의 초기 스텝 사이즈를 조정하여 기본 노이즈를 차감 한 후, 해당 과정에서 발생할 수 있는 심전도 신호 특성의 왜곡을 줄이는 방법이다. 본 논문에서의 제안한 기법에서, 필터 계수의 값은 필터 순서 사이즈 및 왜곡 최소화 인자에 의해 직접적으로 스케일링 설정 된다. 그리고 제안된 필터는 실시간 필터링에 필수적인 계산의 복잡성을 줄이도록 하여, 연산시간을 줄일 수 있을 것으로 기대되므로 소형 프로세서 및 저전력 소비가 요구되는 모바일 심전도 측정기기에 적합한 장점을 가진다. 또한 종래의 NLMS 적응 필터와 신호대잡음비(SNR)를 비교하여 우수함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.199-206
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• 2013

최근 차량 내 인포테인먼트 시스템에 대한 다양한 요구가 급격하게 증가함에 따라 보다 편리하고 인간 친화적이고 첨단 기능들을 갖춘 차량용 인포테인먼트 시스템들이 속속 등장하고 있다. 본 논문에서는 차량 내 다양한 멀티미디어 응용에 적용할 수 있는 임베디드 기반 차량용 멀티미디어 인포테인먼트 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 하나의 프로세서에서 두 개 채널 이상의 멀티미디어 소스들을 각각 독립적으로 디스플레이 할 수 있도록 하여 비용을 절감할 수 있다. 또한 저장장치에 저장된 비디오, 오디오, 영상 등의 콘텐츠뿐만아니라 CAM, T-DMB, DVB-T 등 실시간으로 제공되는 콘텐츠들도 멀티로 디스플레이 될 수 있다. Wi-Fi를 이용한 스마트폰과의 연결성을 지원하여 스마트폰에 저장되어 있는 멀티미디어 콘텐츠 또한 멀티로 디스플레이 할 수 있다. 본 논문에서 구현된 시스템은 AVN(Audio Video Navigation), RSE(Rear Seat Entertainment) 등의 차량용 인포테인먼트 시스템에 저비용으로 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권3호
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• pp.296-303
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• 2016

시스템 자원과 가용한 전력량이 한정적인 모바일 실시간 시스템은 시간제약의 만족뿐만 아니라 시스템 부하가 높을 때는 시스템 자원을 최대한 활용하고 시스템 부하가 낮을 때는 에너지 소모량을 줄일 수 있어야 한다. 멀티프로세서 실시간 스케줄링 알고리즘인 EDZL(Earliest Deadline until Zero Laxity)은 높은 시스템 이용률을 가지고 있으나 에너지 절감기법에 대한 연구가 매우 적다. 본 논문은 멀티코어 플랫폼에서 EDZL 스케줄링의 동적 전압조절(DVFS) 기법을 다룬다. 본 논문은 full-chip DVFS 플랫폼을 위한 동일속도와 per-core DVFS 플랫폼을 위한 개별속도 산정 기법을 제안한다. EDZL 스케줄 가능성 검사에 기반을 둔 이 기법은 단순하지만 효과적으로 태스크들의 수행속도를 오프라인에 결정할 수 있다. 또한 모의실험을 통하여 제안한 기법이 효과적으로 에너지를 절감할 수 있음을 보인다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.462-470
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• 2011

재목적성(retargetability)은 아키텍처 정보를 정형화된 형식으로 기술하여 컴파일러, 시뮬레이터와 같은 소프트웨어 개발 도구(SDK)를 생성하는데 이용된다. 시뮬레이터는 임베디드 프로세서의 설계를 하드웨어로 구현하기 전에 아키텍처의 다양한 성능 확인과 개선을 위해 소프트웨어적으로 검증할 수 있는 중요한 하드웨어 및 소프트웨어 개발 도구이다. 이러한 시뮬레이터는 시스템의 기능 검증, 성능 측정, 전력 에너지 소비 측정 결과 등을 하드웨어 설계 과정에서 중요하게 활용한다. 이 논문에서는 에너지 소비 측정이 가능한 시뮬레이터를 ADL로부터 생성하기 위해 첫째 에너지 소비 측정 및 모니터링 요소를 ADL에 표현한다. 둘째, ADL 표현으로부터 에너지 측정 및 모니터링 시뮬레이션 라이브러리를 생성한 후 시뮬레이터인 RenenrgySim 을 구축한다. 마지막으로, MiPS R4000에 대한 ADL을 표현을 작성하여 에너지 소비 측정 결과를 제시한다. 이러한 연구는 모바일 임베디드 소프트웨어 개발 분야에서 소프트웨어적인 실험을 통해 효과적인 아키텍처 개발과 신속한 SDK 생성에 활용될 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.129-136
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• 2010

본 논문은 2바퀴로 수직 자세를 유지하며 원하는 방향으로 이동할 수 있도록 다수개의 센서를 혼합하여 정확한 각도 정보를 얻을 수 있는 방안과 이를 이용한 로봇주행 방법을 연구하였다. 로봇이 2바퀴로 수직 자세를 취하면 시스템이 안정하기 위하여 항상 앞, 또는 뒤로 넘어지려는 성질을 가진다. 따라서 이를 지속적인 수직상태로 유지하기 위하여 기울어지는 각도 정보가 필요하며 이를 이용하여 기울어지는 방향으로 신속한 자세 제어를 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 각속도 정보를 얻을 수 있는 자이로센서와 이를 보상하기위한 방안으로 가속도 센서를 혼합하여 사용하였다. 현재 자이로센서와 가속도센서를 혼합하는 알고리즘은 Kalman Filter가 일반적으로 이용되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 알고리즘을 수행하기 위해서는 고성능의 DSP 프로세서 및 성능이 우수한 시스템을 요구하고 있다. 본 논문에서는 간단하면서 고 효율의 성능을 발휘할 수 있는 자이로센서와 가속도 센서의 혼합 알고리즘과 PID제어를 이용한 자세제어를 연구하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권1호
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• pp.175-181
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• 2015

본 논문에서는 무선 LAN을 기반으로 u-Hospital 서비스를 지원할 수 있는 임베디드 리눅스 기반의 2.4GHz ISM 대역용 플랫폼 시제품을 개발하였다. 개발된 시스템은 ARM920T 프로세서 보드와 FPGA 보드가 서로 연동되게 설계되었고, 무선 접속을 위해 IEEE 802.11b PHY 보드, AD/DA(10Bit), 그리고 RF(2.4GHz) 보드가 연결되도록 설계하였으며, 임베디드 리눅스를 탑재하여 IEEE 802.11b/g Access Point(Option: IEEE 802.11a/b/g) 시험이 가능하여 임베디드 시스템 설계에 응용될 수 있다. 또한 개발된 시스템은 무선 접속 기술과 Modem(OFDM etc) 및 IP(Intellectual Property) 회로를 시험하고 검증할 수 있으며, 홈&모바일 헬스 케어 및 웰 니스 서비스로의 응용 확장이 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1257-1264
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• 2019

본 논문에서는 모바일 산업 프로세서 인터페이스(MIPI:mobile industry processor interface)의 C-PHY 사양 버전 1.1을 지원하는 3-GSymbol/s/lane 송수신기가 제안된다. 제안한 송수신기는 3 개 채널에서 3 개 레벨 신호의 사용으로 인해 저하된 신호 보존성을 개선하기 위해 채널 부정합 보정을 수행한다. 제안된 채널 부정합 보정은 수신기에서 채널 부정합을 검출하고, 검출 결과에 따라 송신기에서 전송 데이터의 지연 시간을 조정함으로써 수행된다. 수신기에서 채널 불일치 검출은 송신기로부터 전송된 정해진 데이터 패턴에 대하여 수신된 신호의 위상을 비교함으로써 수행된다. 제안된 MIPI C-PHY 송수신기는 1.2 V 공급 전압의 65 nm CMOS 공정을 사용하여 설계되었다. 각 송수신기 레인의 면적과 전력소모는 각각 0.136 ㎟와 17.4 mW/GSymbol/s이다. 제안된 채널 부정합 보정은 채널 부정합으로 인한 88.6 ps의 시간 지터를 34.9 ps로 줄인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12B
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• pp.831-837
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• 2005

개인용 일반적 용도의 컴퓨터는 탁상용에서 태블릿 PC나 PDA와 같은 이동가능한 모바일 디바이스로 발전되어 왔다. 반도체 분야의 기술혁신은 그러한 형태적 요소를 진보된 입출력장치들과 함께 상당히 강력한 프로세서와 메모리 부시스템으로 패키징을 하는 것을 가능하게 하였다. 마침내 이들 부시스템들은 작게 구성되어 입을 수 있는 컴의 형태로 만들어질 수 있게 되었다. 입을 수 있는 컴퓨터는 최근 유비쿼터스 환경에서 차세대 PC로서 주의를 얻게 되었으며 입을 수 있는 컴퓨팅기술은 더욱 더 실현 가능한 것이 되었고 소비시장과 산업에 걸쳐 더 많은 관심을 받게 되었다. 본 논문에서는 기존에 개발된 입을 수 있는 내장형 시스템 플랫품에 멀티미디어와 네트워크 기능을 강화하여 진보된 입을 수 있는 내장형 플렛폼인 WPS(Wearable Personal Station)을 제안하고 개발했다. 본 논문은 이러한 WPS의 형태, 전체적인 구성, 기능 그리고 응용프로그램에 관한 것들을 설명한다. 또한 본 논문에서는 미래의 직관적인 사용자 인터페이스와 잘 디자인된 응용들을 갖춘 차세대 컴퓨터 플랫폼의 형태에 대해 논의한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.466-474
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• 2014

무선 네트워크 기술과 모바일 프로세서의 성능이 향상됨에 따라 스마트 폰과 같은 무선통신이 가능한 소형 단말이 널리 활용되고 있다. 이러한 이동형 장치는 GPS를 이용하여 위치정보의 활용이 가능하여 위치정보를 기반으로 하는 서비스가 증가하고 있다. GPS는 위성신호를 수신할 수 없는 실내와 전파음영지역에서 위치 정보를 제공하지 못하며, 근거리 통신기술을 이용하는 시스템은 인프라의 구축이 필수적이다. IEEE 802.11을 기반으로 하는 추적 시스템은 널리 보급된 AP 인프라를 기반으로 위치 측정이 가능하나 표준 동작을 따를 때 심각한 전력소모의 문제가 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 저전력 위치 추적 장치를 제안한다. 저전력 동작을 위해 채널 검색 및 연결유지로 인한 전력소모를 최소화하여 동작시간을 극대화 하였다. 성능평가를 위해 저전력 태그 장치를 설계 및 구현하여 전력소모를 측정하였으며, 시뮬레이션 결과 기본 방법에 비해 제안 방법의 전력소모가 46% 감소함을 확인하였다.