• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.113-115
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• 2005

본 연구는 저전압 교류 전류원으로부터 직류 부하에 에너지를 공급하기 위하여, 새로운 컨버터를 제안한다. 컨버터는 풀브리지 MOSFET 정류기와 플라이백 컨버터의 2단 구조로 구성되어 있으며, LC공진을 이용하여 AC/DC 전력변환을 수행한다. 컨버터 효율 개선을 위하여 컨버터 회로 내의 스위칭 소자는 3상한에서 동작한다. 제안된 컨버터의 동작원리 및 동작모드를 해석하고, 시뮬레이션을 통해 해석결과를 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.9-16
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• 2005

이 논문에서는 다중 동작 주파수를 갖는 고성능 저전력 SoC에 사용 가능한 광대역 입출력 주파수를 지원하는 프로그램머블 PLL 기반의 클록킹 회로을 제안하였다. 제안된 클록 시스템은 이중 전하펌프를 이용 locking 시간을 감소시켰고, 광대역 주파영역에서 동작이 가능하도록 하였다. 칩의 저 전력 동작을 위해 동작 대기모드 시에 불필요한 PLL 회로를 지속적으로 동작시키지 않고 relocking 정보를 DAC를 통해 보존하고 불필요한 동작을 억제하였고, 대기모드에서 빠져나온 후 tracking ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 빠른 relocking이 가능하도록 설계하였다. 또한 프로그램머블하게 출력 주파수를 선택하게 하는 구조를 선택하여 저 전력으로 최적화된 동작 주파수를 지원하기 위한 DFS(Dynamic frequency scaling) 동작이 가능하도록 클록 시스템을 설계하였다. 제안된 PLL 기반의 클록 시스템은 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였으며 2.3V의 공급전압에서 $0.85{\mu}sec\~1.3{\mu}sec$($24\~26$사이클)의 relocking 시간을 가지며, 파워다운 모드 적용 시 PLL의 파워소모는 라킹 모드에 비해 $95\%$이상 절감된다. 또한 제안된 PLL은 프로그래머블 주파수 분주기를 이용하여 다중 IP 시스템에서의 다양한 클록 도메인을 위해 $81MHz\~556MHz$의 넓은 동작 주파수를 갖는다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.673-675
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• 2004

컴퓨터 시스템의 구성 요소인 디스플레이 시스템은 가장 많은 전력을 소모하는 장치이다. 디스플레이 시스템의 전력을 효과적으로 줄이기 위하여 이미지 제어, 주파수 제어 등이 있지만 가장 효과적인 것은 LCD 패널부와 백라이트(backlight)를 제어하는 것이다. 본 논문에서는 디스플레이 시스템에서 DDC(Display Data Channel)를 이용하여 패널과 백 라이트 전압 레벨을 조절하여 저전력을 구현하였다. 호스트(PC)에서 동작하는 응용프로그램의 작성과 호스트의 영령을 받아 처리할 수 있는 디스플레이부를 구현하였다. 데스크탑 컴퓨터와 15, 17인치 LCD(Liquid Crystal Display) 모니터에서 소비 전력을 측정하였으며, 2-86%정도의 소비 전력을 줄이는 결과를 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.423-426
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• 2004

본 논문에서는 저 전력 마이크로프로세서를 개발하기 위해 ARM7 마이크로프로세서와 명령어 호환을 갖는 32비트 RISC 구조의 마이크로프로세서를 설계하였다. 저 전력 ARM7 마이크로프로세서 IP 구현을 위하여 새로운 정수 나눗셈 명령어를 정의하고 이를 적용하는 회로를 설계하여 제수가 피제수보다 큰 경우 6.4nW, 그 이외의 경우에는 76.5 nW를 소모하여 기존의 방법보다 $140{\~}860\%$ 까지 개선되었음을 측정하였다. 또한 Multi-cycle 명령어 발생시 Prefetch에 의한 전력 소모를 줄이기 위하여 명령어의 condition code를 미리 결정함으로써 $50\%$의 prefetch 동작 횟수를 줄였다. 그 결과 저 전력 파이프라인의 경우에는 1.943mW/1MHz의 소비 전력이 측정되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.2119.1_2120.1
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• 2009

UWB(Ultra Wide Band)는 차세대 무선통신 기술로 무선 디지털펄스라고도 한다. GHz대의 주파수를 사용하면서도 초당 수천~수백만 회의 저출력 펄스로 이루어진 것이 큰 특징이다[1]. 기존 무선통신 기술의 양대 축인 IEEE 802.11과 블루투스 등에 비해 속도와 전력소모 등에서 월등히 앞서고 있으며, SoC(System on a Chip)의 저전력 구현에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. OFDM은 크게 FFT(Fast Fourier Transform) 블록, Interpolation /decimation 필터 블록, 비터비 블록, 변복조 블록, 등화기 블록 등으로 구성된다. 고속 시스템에서는 대역효율성이 우수한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하고 있으며, OFDM 전송방식은 직렬로 입력되는 데이터 열을 병렬 데이터 열로 변환한 후에 부반송파에 실어 전송하는 방식이다. 이와 같은 병렬화와 부반송파를 곱하는 동작은 IFFT와 FFT로 구현이 가능한데, FFT 블록의 구현 비용과 전력소모를 줄이는 것이 핵심사항이라고 할 수 있다. 기존논문에서는 OFDM용 FFT 구조로 단일버터플라이연산자 구조, 파이프라인 구조, 병렬구조 등의 여러 구조가 제안되었다[2]. 본 논문에서는 Radix-8 FFT 알고리즘 기반의 New partial Arithmetic 저전력 FFT 구조를 제안하였다. 제안한 New partial Arithmetic 저전력 FFT구조는 곱셈기 대신 병렬 가산기를 이용 하여 지금까지 사용되는 FFT 구조보다 전력소모를 줄일 수 있음을 보였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권3호
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• pp.147-150
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• 2007

본 논문에서는 작은 점유면적과 저 전력 소모 특성을 갖도록 CPL(Complementary Pass-Transistor Logic) 논리구조의 전가산기에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 회로구성상 CPL 논리구조는 CMOS 논리구조에 비해 NMOS 트랜지스터만을 사용하기 때문에 작은 면적을 소비한다. 저 전압 스윙 기술은 회로에 공급되는 전압보다 낮은 전압 레벨에서 출력 동작을 하여 전력 소모를 감소시키는 기술이다. 본 논문에서는 전가산기의 출력 단에 사용되는 인버터에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 소모 특성을 갖는 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다 설계한 회로는 17.3%의 전력 소모 감소와 16.5%의 전력소모와 지연시간의 곱(Power Delay) 감소가 이루어졌다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권6호
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• pp.722-728
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• 1999

본 논문의 내용은 데이터 전송시 코드의 변화량을 줄여서 시스템이 소비하는 전략량을 감축하기 위한 효율적인 데이터 압축 알고리즘에 관한 것이다. 기존의 압축방법은 코드의 길이를 줄이는 것만을 목적으로 하였고 전송시 스위칭 동작량은 고려하지 않았다. 연속된 문자 코드의 서로 다른 비트 수를 해밍거리로 표시하는데 본 논문에서는 허프만 부호화 알고리즘에 의하여 발생된 압축률을 유지하면서 허프만코드를 재구성하여 스위칭 동작 횟수를 줄여 소비전력량을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 실험결과 제안된 알고리즘은 아스키코드에 비하여 평균 15% , 허프만코드에 비하여 평균 4.6% 의 전력감축효과를 보였다.제안된 알고리즘은 압축률 개선에도 응용가능하다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.137-140
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• 2008

본 논문에서는 응급상황에 직면한 사람의 위치를 빠르고 정확하게 추적 하기 위하여 광역의 위치추적 기술과 새롭게 제안하는 근거리 위치추적 기술인 능동형 위치추적기법이 융합된 신 개념의 긴급 sos 시스템을 제시하였으며 응급한 상황에 직면한 사람이 소지하는 초소형, 저전력 응급신호 발생장치(Beacon)의 동작 특성을 분석하였다. 그리고 Beacon의 동작 특성 분석을 기반으로 통신 칩의 전력 소모를 최소화 하기 위한 기술을 제안 하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.569-574
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• 2007

최근 많은 광대역 유무선 통신 응용분야에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 표준기술로 채택하고 있다. OFDM 방식의 고속 무선 데이터 통신을 위한 FFT 프로세서는 일반적으로 DSP(Digital Signal Processing)로 구현되었으나, 큰 전력 소비를 필요로 한다. 따라서, OFDM 통신방식의 단점인 전력문제를 보완하기 위해서 전류모드 FFT LSI가 제안되었고, 저소비전력 전류모드 FFT LSI를 동작시키기 위해서는 전류모드를 전압모드로 바꾸는 VIC(Voltage to Current Converter) 그리고 다시 전류모드를 전압모드로 바꾸어 주는 IVC(Current to Voltage Converter)가 필요하다. 그러나, OP-AMP로 구현되는 종래의 IVC는 회로규모가 크고, 전력소비가 크며, LSI 내에 크고 정확한 높은 저항을 필요로 한다. 또한 전류모드신호처리에서 많이 이용되는 Current Mirror 회로 등의 출력단자로부터 전류신호를 입력받은 경우, 입력단자간의 전위차가 발생하며, DC offset 전류가 발생하는 등의 문제점을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 저전력 동작이 가능하고, 향후, single chip 응용이 가능한 IVC를 $0.35{\mu}m$ 공정에서 설계함으로서, $0.35{\mu}m$ 공정에서의 전류모드 FFT LSI의 전압모드 출력이 가능해졌다 설계된 IVC는 FFT LSI의 출력이 디지털신호로 환산한 ${\pm}1$인 점을 감안하여, 전류모드 FFT LSI의 출력이 $13.65{\mu}A$ 이상일 때에 3.0V의 전압을 출력하고, FFT LSI의 출력이 $0.15{\mu}A$ 이하일 때에 0.5V 이하의 전압을 출력하도록 하였으며, IVC의 총 소비전력은 약 1.65mV이하로 평가되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.86-89
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• 2021

최근 에너지 하베스팅 기술이 발전하여 배터리 교체가 어려운 환경에서 동작하는 엣지 장치들에 많이 적용되고 있다. 하지만 해당 기술이 적용된 에너지 하베스팅 장치는 간헐적으로 동작하는 문제를 가진다. 이를 해결하기 위해 에너지 체커로 실시간 에너지 상태를 파악하고 에너지 상태에 따라 프로그램을 제어하는 JIT (Just-In-Time) 기반 모델이 많이 연구되고 있다. JIT 기반 모델에서 에너지 체커는 필수적이지만 상당한 에너지 오버헤드를 가지고 있다. 그렇기 때문에 본 논문에서는 에너지 체커의 에너지 오버헤드를 최소화하기 위해 저전력 에너지 체커 구현에 대한 실험을 진행했다. 내부 ADC (Analog-to-Digital Converter) 기반 에너지 체커, 내부 비교기 기반 에너지 체커, 그리고 외부 비교기 기반 에너지 체커 등 다양한 에너지 체커를 구현했고 각 에너지 체커에 대한 에너지 오버헤드를 측정 및 비교했다. 그 결과, 저전력 외부 비교기를 사용한 외부 비교기 기반 에너지 체커가 가장 작은 에너지 오버헤드를 가지는 것을 확인했다. 또한, ADC 의 측정 주기를 최적화하여 ADC 기반 에너지 체커의 에너지 오버헤드를 더욱 줄일 수 있는 가능성도 확인했다.