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

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제32권2호
• /
• pp.75-84
• /
• 2005

이 연구는 공간적/시간적 지역성의 효과론 이용하기 위하여 SRAM 버퍼를 사용하는 고성능 NAND-Type 플래쉬 메모리 패키지의 설계에 관한 것이다. 제안된 SRAM 버퍼를 내장한 새로운 NAND형 플래쉬 메모리 패키지 구조는 크게 세 부분으로 구성되어 있다. 즉, 작은 블록 크기의 완전 연관 희생 버퍼(victim buffer)와 큰 블록 크기를 지원하는 완전 연관 공간 버퍼(spatial buffer), 그리고 동적 페칭 유닛(dynamic fetching unit)으로 구성되어 있다. 제안하는 새로운 NAND 형 플래쉬 메모리 패키지는 기존의 NAND형 플래쉬 메모리 구조와 비교할 때 매우 뛰어난 성능 향상 및 저 전력 소비를 이끌어낼 수 있다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 NAND 플래쉬 메모리 패키지는 기존의 NAND 플래쉬 메모리와 비교하여 접근 실패율에서는 70%, 평균 메모리 접근 시간에서는 67%의 감소 효과를 보여준다. 더욱이 주어진 크기(e.g., 3KB)의 SRAM 버퍼를 이용한 제안된 패키지는 여덟 배 크기의 직접 사상 버퍼(e.g., 32KB)를 이용한 패키지 및 두 배 크기의 완전 연관 버퍼(e.g., 8KB)를 이용한 패키지보다도 평균 접근 실패율 및 평균 메모리 접근 시간에서 더욱 우수한 성능 향상을 이끌어낼 수 있다.

• 공업화학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.423-429
• /
• 2009

본 연구의 목적은 바이오가스를 이용하여 고농도 수소 생산과 CO 제거가 가능한 글라이딩아크 플라즈마 개질 시스템의 개발이다. 이를 위하여 수성가스 전이반응기는 수증기 주입량 변화,촉매층 온도 변화에 대하여, 선택적 산화반응기는 촉매층 온도변화, 공기주입량에 대하여 실험을 진행하였다. 기준조건은 S/C 비 3, 촉매층 온도 $700^{\circ}C$, 전체가스량 16 L/min, 입력전력 2.4 kW, 바이오가스 구성비($CH_4$ : $CO_2$ ) 6 : 4이다. 이때의 실험결과는 HTS의 최적조건은 S/C비 3, 반응온도 $500^{\circ}C$, LTS의 최적조건은 S/C 비 2.9, 반응온도 $300^{\circ}C$이다. 또한 PROX I단의 최적조건은 각각 공기유입량 300 mL/min, $190^{\circ}C$, PROX II단의 최적조건은 공기유입량 200 mL/min, $190^{\circ}C$을 나타내었다. 반응기를 모두 지난 후의 합성가스는 $H_2$ 수율 55%, $CH_4$ 전환율 97%, $CO_2$ 전환율 97%, CO 선택도는 0%로 바이오가스를 개질하여 생성된 합성가스는 높은 수율을 나타내며, CO 선택도는 0%를 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제13권9호
• /
• pp.947-955
• /
• 2002

불완전 전력제어된 역방향 링크에서 얼랑용량과 링크마진을 구하는 각각의 차단확률을 유도하고, 시스템 파라메터와 차단확률이 같은 조건에서 그 값을 구하여 도시, 교외, 개방지역에서 사용자 수와 셀 커버리지와의 관계를 분석할 때 파라메터로 적용하였다. 이때 얼랑용량은 현실적인 셀 용량으로 적용될 수 있고, 링크마진의 적용은 셀 커버리지 계산에서 신뢰성을 높일 수 있었다. 차단확률이 5 % 이내에서 E$_{b}$/N$_{o}$ 값을 7 dB에서 5 dB로 낮추는 경우에 링크마진을 2.8 dB로 똑같이 적용해도 셀 용량은 18 얼랑에서 31 얼랑으로 증가하였고, 이때 도시, 교외, 개방지역에서 셀 커버리지는 각각 0.4 km, 1 km, 2.5 km씩 증가하였다. 또한 E$_{b}$/N$_{o}$ 값이 5 dB에서 차단확률을 5 %에서 2 %로 낮출 경우 링크마진은 0.88 dB 더 증가시켜야 하며, 이때 용량이 31 얼랑에서 3얼랑 감소함에 따라 0.15 km, 0.5 km, 1.5 km 씩 줄어드는 범위 내에서 신뢰성을 높이고 양질의 서비스 제공이 가능하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2018

IoT 환경은 다양한 디바이스들과 네트워크를 이용하여 무한대의 서비스를 제공한다. 이러한 IoT 환경 발전은 비례적으로 보안의 중요성과 직결된다. 경량 암호는 보안, 높은 처리량, 낮은 전력 소비 및 소형을 제공하는 분야이기 때문에 IoT 환경에 적합하다. 그러나 경량 암호는 새로운 암호 체계를 형성해야 하고, 제한된 리소스 범위 내에서 활용되야 한다는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 경량 암호는 다변화/다양화 등을 요구하는 IoT 환경에 최적의 솔루션이라고 단언할 수 없다. 그러므로 이러한 단점들을 없애기 위하여, 본 논문은 기존 블록 암호알고리즘을 경량화 암호알고리즘과 같이 사용할 수 있고, 기존 시스템(센싱부와 서버와 같은)을 거의 그대로 유지하면서 IoT 환경에 적합한 방법을 제안한다. 제안된 BCL 구조는 기존 유무선 센서 네트워크에서 다양한 센서 디바이스들에 대한 암호화를 경량 암호화 같이 수행할 수 있도록 한다. 제안된 BCL 구조는 기존 블록 암호알고리즘에 전/후처리부를 포함한다. BCL 전/후처리부는 흩어져 있는 각종 디바이스들을 데이지 체인 네트워크 환경에서 동작하도록 하였다. 이러한 특징은 분산된 센서시스템의 정보보호에 최적이며 해킹 및 크래킹이 발생하더라도 인접 네트워크 환경에 영향을 미치지 못한다. 그러므로 IoT 환경에서 제안된 BCL 구조는 기존 블록암호알고리즘을 경량화 암호알고리즘과 같이 사용할 수 있기 때문에 다변화되는 IoT 환경에 최적의 솔루션을 제공할 수 있다.

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

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제37권4호
• /
• pp.409-417
• /
• 2013

하이브리드 통신을 지원하는 하이브리드 통신 신호처리 제어보드는 저전력의 8-bit 마이크로콘트롤러인 ATxmega128A1으로 설계하였으며, 마이크로콘트롤러는 하이브리드 통신을 위한 모뎀과 GPS 모듈 등을 직렬 인터페이스하기 위해 8개의 UART 포트가 갖추어져 있으며, CLI(Command Line Interpreter) 프로그램은 각 포트의 인터페이스를 사용자 환경에 맞게 설정할 수 있으며, 내부에 2K 바이트의 프로그램 매개변수와 프로그램이 동작하는데 필요한 데이터를 저장할 수 있는 EEPROM과 128K 바이트의 플래시 메모리 및 프로그램이 실행되는 8K 바이트의 SRAM으로 구성되어 있다. 항로표지의 원격 관리를 VHF, CDMA, TRS 통신의 경로설정 최적화(Path Optimization) 기능을 갖는 하이브리드 통신을 이용하면 개별 통신 방식별로 음영지역이 존재하는 경우에도, 최적의 통신방식을 선택하여 통신을 수행하게 됨으로써, 통신 음영지역의 해소가 가능하다. 또한 통신장치마다 동일한 데이터 프레임을 사용함으로써 데이터의 호환성을 높였다. 실험은 30일 동안 각 부표에서 매 5분마다 데이터를 취득하였으며, 데이터 수신율은 99.4 % 이상을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.237-242
• /
• 1999

본 논문에서는, 차수에 따라 체계적으로 변화하는 고차원펄스의 스펙트럼 특성을 이용하여 극초단 레이저펄스의 전송특성을 분석하였다. 부분응답시스템의 수정된 모델로부터 얻어지는 고차원펄스는 그 차수의 증가에 따라 FWHM폭이 현저히 감소하여 분석하고자 하는 극초단펄스의 형태에 근접하며, 그 스펙트럼과 전송대역폭도 차수에 따라 일률적으로 유도되므로 기존의 Gaussian 펄스나 Sech 펄스에 의한 근사화에 비하여 광범위하고 정확한 전송특성을 분석하는데 매우 유용함을 밝혔다. 우리는 부분응답시스템의 일반적 모델을 순환형으로 수정함으로써 정형화된 임의의 고차원펄스 형태를 얻어낼 수 있는 새로운 모델을 설계하였으며, 이를 이용하여 다양한 형태와 FWHM폭을 갖는 극초단 레이저펄스의 전송특성을 분석하는 새로운 방법을 제안하였다. 또한, 제안된 방법을 사용하여, 설정 펄스폭을 $\tau$=1(ps)으로 설정, 고차원펄스의 차수 n=1-100에서 얻어지는 FWHM 1(ps)-150(fs)의 극초단펄스의 스펙트럼을 제시하였고, 그 null-to-null 대역폭을 유도하였다. 전송특성은 레이저펄스의 보편적인 신호방식인 Unipolar 체계로 설정하여, 가능한 펄스간격에 따른 전력밀도스펙트럼을 유도하여 제시하였다. 이러한 결과는 기존의 실험결과와 일치함은 물론 레이저펄스 발생기술의 발달에 의하여 새로이 등장할 어떠한 형태와 폭을 갖는 극초단펄스에 대해서도 적용될 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제20권4호
• /
• pp.339-350
• /
• 2003

국가우주개발 중장기 계획의 일환으로 "통신방송위성(CBS: Communications and Broadcasting Satellite) 탑재체 개발 사업"이 한국전자통신연구원을 중심으로 국내산업체와 공동으로 추진되었다. 통신탑재체는 Ku대역 및 Ka대역 통신중계기와 안테나로 구성되며, 2000년 5월부터 2003년 4월까지 3년 동안 기술검증모델 탑재체가 개발되었다. 본 사업에서 통신방송위성을 위한 위성버스체는 개발되지 않으므로 위성을 이루는 통신탑재체와 버스체의 구성이 완벽하지 않았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 위성버스체를 대신할 소프트웨어 위성시뮬레이터의 개발이 요구되었다. 개발에 적용된 위성버스체는 무궁화위성 버스체를 그 대상 모델로 가정하였다. 독립적으로 존재하는 하드웨어 통신탑재체와 소프트웨어 위성시뮬레이터의 연동은 통신탑재체의 기능 시험 및 검증을 목적으로 개발된 전기적 지상시험장치(EGSE: Electrical Ground Support Equipment)의 전력, 원격명령 및 원격측정 시스템(PCTS: Power, Command and Telemetry System)을 통해 이루어지도록 설계되었다. 이러한 시스템 개발을 통해 하드웨어 통신탑재체와 실시간으로 연동되는 Hardware-in-the-loop(HITL) 통신방송위성 시뮬레이터(CBSSIM: CBS Simulator)를 구현하였다. CBSSIM의 위성버스체 모델은 모멘텀 바이어스 삼축 안정화 방식의 정지궤도 위성이고, CBSSIM은 PCTS와 TCP/IP로 연결되고, 통신탑재체는 DC하니스 및 MIL-STD-1553B로 PCTS와 연결된다. CBSSIM은 실시간 처리부을 통해 통신탑재체와 위성버스체 모델로 원격명령을 전송하며, 통신중계기로부터 실제 원격측정 자료와 위성버스체 모델로부터 생성된 원격측정 자료를 수집한다. CBSSIM은 다양한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)를 통해 위성의 상태를 감시할 수 있으며, 통신위성의 발사 전후 및 궤도 운용시의 상태를 모사할 수 있다. 본 논문에서는 객체지향 기법에 의해 위성버스체를 모사한 CBSSIM과 통신탑재체 및 통신탑재체와 CBSSIM을 연동시키는 PCTS를 포함한 HITL시뮬레이터의 설계 및 구현 내용에 관해 기술한다.에 관해 기술한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권2A호
• /
• pp.176-186
• /
• 2006

본 논문에서는 2.45GHz 대역 IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; ZigBee) 시스템의 수신기를 위한 개선된 방식의 symbol detector 알고리즘을 제안한다. 저가 구현을 지향하는 LR-WPAN 시스템의 특성상 규격에서 권고하는 frequency tolerance는 $\pm$80ppm(196KHz, 송수신 각각 $\pm$40ppm)으로서 이러한 큰 주파수 옵셋 환경에서도 안정된 동작이 가능한 symbol detector 알고리즘이 요구된다. 일반적으로 LR-WPAN의 수신 모뎀을 위해 주파수 옵셋에 강인한 noncoherent 기반의 symbol detector 사용되나 noncoherent 방식은 I/Q 제곱 과정에서의 제곱 손실에 의해 성능 열화 및 구현의 복잡도 증가를 유발하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단일 preamble 심볼을 이용한 주파수 옵셋 추정기를 통해 주파수 옵셋을 보상해주는 coherent 방식의 symbol detector를 제안한다. 제안된 방식은 noncoherent 방식의 제곱 손실을 제거하여 성능을 향상시킴과 동시에 복잡도를 감소시켜 초소형, 저전력, 저가를 지향하는 LR-WPAN 수신기에 보다 적합하도록 설계되었으며, 다양한 채널 환경에서의 성능 평가를 통하여 제안된 알고리즘이 differential detection 기반의 noncoherent 방식보다 1dB의 향상된 성능을 보임을 입증하였다