• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.28-35
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• 2015

본 논문은 클럭 게이팅 구동신호를 이용한 전력 모델링 방법에서 회로에서 나타나지 않는 잉여 전력 상태를 확인함으로써 전력 상태 수를 줄이는 방법을 제안한다. 회로에 나타나지 않는 전력 상태를 확인하기 위해 함수적 종속성과 구조적 종속성을 확인한다. 본 논문에서는 2개의 클럭 게이팅 구동신호 간에 나타나는 함수적 종속성 중 동치 관계, 역관계, 포함 관계만을 다룬다. 구조적 종속성은 클럭 게이팅 셀의 위치적 특성에 의한 종속성을 의미한다. 두 종속성으로 발견한 관계를 이용해 전력상태의 수를 줄였으며, 감소 후 남은 전력 상태수를 세기위해 이진결정다이어그램을 사용하였다. 함수적 종속성과 구조적 종속성을 이용해 전력 상태 수를 알고리즘 적용 전 대비 평균 59%까지 감소시켰다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.156-164
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• 2014

Field programmable gate array 기반 시간-디지털 변환기(Time to Digital Converter)로 가장 널리 사용되는 딜레이 라인(tapped delay line) 방식은 딜레이 라인의 길이가 길어지면 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 동일한 시간 해상도를 가지면서 딜레이 라인의 길이를 줄일 수 있도록 4 위상 클럭을 사용하고 이중 상태 판별 제어부를 가지는 시간-디지털 변환기 구조를 제안한다. 4 위상 클럭 별로 딜레이 라인 구성 시 발생하는 라인 간 딜레이 오차를 줄이기 위해 입력신호와 가장 가까운 클럭과의 시간 차이만 하나의 딜레이 라인으로 측정하고 어떤 위상 클럭이 사용되었는지를 판별하는 구조를 가졌다. 또한 싱크로나이저 대신 이중 상태 측정 state machine을 이용하여 메타스태이블을 판별함으로써, 싱크로나이저로 인한 딜레이 라인의 증가를 억제하였다. 제안한 시간-디지털 변환기(TDC)의 성능 측정 결과 1 ms의 측정 시간 범위에 대해 평균 분해능 22 ps, 최대 표준편차 90 ps을 가지며 비선형성은 25 ps였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1104-1109
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• 2015

디지털 콘텐츠의 급속한 발전으로 미래의 요구에 부합할 수 있는 고속의 보안 암호 알고리즘 설계는 중요하다. 본 논문에서는 기존의 수열 발생기 보다 더 높은 처리율을 갖는 자체 수축형 LM-128 합산 수열 발생기를 제안한다. 임계 클럭 조절형 LM-128의 설계하고 구현하여 더 낮은 클럭 사이클을 가져서 더 높은 키 수열 발생 속도를 증명한다. 제안된 임계 클럭 조절형 발생기는 128비트 비밀 키와 초기 벡터를 갖는 내부 상태 256비트로 구성되어진다. 128-비트의 보안 수준의 암호는 고화질 및 고품질의 디지털 콘텐츠 보안에 적합하다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.164-164
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• 2017

스마트 돈사 환경의 복지 및 생산성 향상을 위하여 정량 분석법을 기반으로 한 모돈 관리의 중요성이 증가하고 있다. 모돈은 교배, 임신, 분만, 포유, 이유를 순환적 반복하여 이루어지는데 모돈의 관리는 돈사 농장의 생산성 및 경제성과 직결된다. 모돈 관리에 필요한 환경 및 계측정보를 획득하고 이 정보로부터 모돈의 개체관리를 극대화시키고 최적의 방안을 찾고자 지속적으로 계측이 가능한 모돈의 돈사 모니터링 시스템이 필요하다. 모돈의 행동특성 계측이 가능한 시스템이 필요한 이유는 모돈의 행동 특성(섭식 및 지제불량 등)에 상응하는 대사 불량, 질병 및 발정 징후 등을 조기에 발견할 수 있기 때문이다. 돈사 내에서 정지 상태로 판별이 되는 모돈의 지제상태(기립상태, 누운 상태, 앉은 상태)와 다르게 연속적인 움직임으로부터 판별되는 모돈의 섭식상태를 분석하기 위해서는 계측 시스템과 이를 분석해주는 시스템간의 시간적 차이를 최소화 할 수 있는 실시간 신호 처리 기술이 필수적이다. 모돈의 섭식을 정량적으로 지수화하기 위한 센서의 최소 SPS(sample per second)는 600 Hz($100Hz{\times}6$개)로서 최소 6개 ADC 채널과 최소 1,200 Hz 이상으로 샘플링 할 수 있는 마이크로 컨트롤러가 필요하다. 또한 16 비트의 분해능으로 1분 동안 연속 계측을 수행할 경우 필요한 정보량은 153,600 KByte ($1,200sample/s{\times}16bit/sample{\times}8Byte/bit$)으로 실시간 처리를 수행하기에 매우 큰 정보량이라 판단할 수 있다. 수행하고자 하는 정보처리 기법에 따라 다소 상이할 수 있으나, 1분을 주기로 모돈의 섭식 분석을 수행하고자 할 경우 최도 150 MByte의 정보량을 처리하기 위한 최소의 클럭수는 단순 대입의 경우 2.5 Mhz (clock/second) ($=1clock/Byte{\times}150MByte/60seconds$) 이며 덧셈(4 clock)의 경우 10 Mhz, 곱셈(16 clock)의 경우 40 Mhz의 클럭이 필요하다. 또한 정보의 저장 및 도시를 위해 필요한 부가적인 회로(LCD, SD메모리) 구동을 위해 필요한 클럭을 고려할 경우 추가적인 클럭이 필요하다. 이를 종합적으로 고려하여 120 Mhz ($= 40Mhz{\times}3$) 이상의 클럭이 필요하다고 판단할 수 있다. 또한 센서 계측 주기의 시간 분해능을 균등하게 유지하기 위해선 계측->도시->저장의 과정을 교차적으로 수행해야 한다. 이러한 과정을 거처 최종적으로 선정한 마이크로 프로세서는 ARM Cortex-M4이며 168 MHz로 연산 수행이 가능하여 목표하고자 하는 신호처리를 수행 할 수 있다. 현장 예비 실험을 통해 기대 성능을 만족하였으며, 시간 복잡도가 높은 연산을 대비하여 최적 시분할 스케쥴링 기법에 대한 보완이 필요하다고 판단되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.199-202
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• 2000

STM-1 체계의 광통신 수신부 광모듈에 내장하기 위한 155.52 Mbps 리시버 ASIC을 0.65 ㎛ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 설계 제작하였다. 재작된 ASIC은 155.52 Mbps 데이터신호 재정형을 위한 제한 증폭기와 155.52 MHz 클럭을 추출하기 위한 클럭 추출 회로를 주축으로 구성되어 있다. 또한 이 리시버는 전원이 켜지는 초기 동사 상태에서나 동작 도중 데이터신호가 입력되지 않더라도 155.52 MHz 부근의 클럭주파수를 유지하여 항상 안정된 동작을 할 수 있게 하기 위한 수렴 보조 회로 및 LOS 감지 회로도 내장하고 있다. 측정 결과 설계된 리시버는 1 mV- 1 V의 넓은 입력 전압에 걸쳐 데이터 재정형이 이루어지며, 155.52 MHz의 안정된 클럭을 추출하고 있음을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권12호
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• pp.99-108
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• 2015

클럭 펄스에 동기 되어 동작하는 임베디드 마이크로컨트롤러는 미션 크리티컬한 응용환경에서 입력 클럭에 가해지는 급격한 전기적 왜란의 영향에 의해 오동작이 발생되기 쉽다. 다양한 외부 전기적 노이즈에 대한 내성 있는 시스템 동작이 요구되며 시스템 클럭 관점에서 견고한 회로 디자인 기술이 점차 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 시스템의 비이상적인 상황을 방지하기 위해 자동 클럭 에러 검출을 위한 온 칩클럭 컨트롤러 구조를 제안한다. 이를 위해 에지 검출기, 노이즈 제거기와 글리치 프리 클럭 스위칭 회로를 적용하였고, 에지 검출기는 입력 클럭의 비이상적인 저주파수 상태를 검출하는데 사용 되었으며, 딜레이 체인 회로를 이용한 클럭 펄스의 노이즈 제거기는 글리치 성분을 검출 할 수 있도록 하였다. 이렇게 검출된 입력 클럭의 비이상적인 상황은 글리치 프리 클럭 변환기에 의해 백업 클럭으로 스위칭하게 된다. 회로 시뮬레이션을 통해 제안된 백업 클럭 변환기의 동작을 검증하였고 테스트환경에서 방사노이즈를 인가하였을 때 시스템 클럭의 내성에 대한 주파수 특성을 평가하였다. 본 기법을 범용 MCMCU 구조에 추가적으로 적용하여 작은 하드웨어의 추가만으로도 시스템 클럭의 안전성을 확보하는 하나의 방법을 제시한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.273-280
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• 2017

트랜지트터의 대용량 집적 기술이 발전함에 따라 다수의 CPU를 하나의 칩에 구현하게 되었으며, 시스템의 요구사항을 맞추기 위하여 클럭 주파수는 점점 더 빨라지고 있다. 그러나 클럭 주파수를 증가시키는 것은 클럭 동기화 같은 시스템의 오동작을 일으키는 문제들을 유발시킬 수 있으므로 디지털 칩 설계 시에 불안정 상태 문제를 피하는 것이 아주 중요하다. 본 논문에서는 80nm CMOS 공정으로 설계된 D-FF을 사용하여 온도, 전원, 전달 게이트의 크기에 따라 Hspice의 이분법을 사용하여 불안정상태 구간을 측정한다. 모의 실험 결과에서 불안정상태 구간은 온도와 전원 전압의 증가에 따라 조금 증가하였지만, 전달 게이트의 면적에 대해서는에 포물선 모양으로 비례하고 있으며, 전달 게이트의 P 형과 N 형 트랜지스터의 비율이 4:2 일 때 불안정상태 구간이 최소가 되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.338-347
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• 1989

본 논문에서는 종래의 위상누적방식을 이용한 디지털 주파수합성기의 성능을 향상시키기 위해, 클럭주파수합성방식의 디지털 주파수합성기를 설계하고 제작하였다. 고정된 시스템 클럭주파수를 가지고 위상초기치를 가변, 누적시키는 위상 누적방식과는 달리, 클럭주파수 합성방식에서는 PLL을 사용하여 클럭주파수를 가변합성하였고, 이를 N진 계수기의 입력으로 사용하여 고정된 위상 누적치를 갖게 하였다. 성능실험결과 기존의 위상누적방식에서 나타났던 주기적인 출력왜곡현상이 발생하지 않게되어,양자화 불요잠음의 발생이 줄어들었으나, 위상누적방식보다 동일한 설계조건에서 출력대역폭이 계수기의 계수상태에 반비례하여 좁아졌고, PLL을 사용하기 때문에 회로구성이 복잡해졌다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권12C호
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• pp.249-254
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• 2001

STM-1 체계의 광통신 수신부 광모듈에 내장하기 위한 리시버 ASIC을 0.65 $\mu\textrm{m}$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 설계 제작하였다. 제작된 ASIC은 155.52 Mbps 데이터신호 재정형을 위한 제한 증폭기와 155.52 MHz 시스템 클럭을 추출하기 위한 클럭 복원 회로를 주축으로 구성되어 있다. 또한 이 리시버는 전원이 켜지는 초기 동작 상태에서나 동작 도중 데이터신호가 입력되지 않더라도 155.52 MHz 부근의 클럭 주파수를 유지하여 항상 안정된 동작을 할 수 있게 하기 위한 수렴 보조 회로 및 LOS 감지 회로도 내장하고 있다. 측정 결과 설계된 리시버는 5 mV-1 V의 넓은 입력 전압에 걸쳐 데이터 재정형이 이루어지며, 항상 안정된 클럭을 복원하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1765-1773
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• 1997

PLL을 사용하는 통신 시스템에서는 선로 잡음에 의해서 사이클 슬립 현상이 발생 할 수 있다. 이 사이클 슬립 현상이 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 발생하면 난수 동기 이탈 현상을 발생시켜 통신을 할 수 없게 된다. 이러한 난수 동기 이탈의 위험성을 줄이기 위하여 연속 재동기 방식을 사용하지만 이에 따른 문제점이 있다. 본 논문에서는 수신 클럭 복원시에 사용되는 수신 클럭 보상 알고리즘을 연속 재동기 방식에 적용하여 기존의 연속 재동기 방식의 문제점을 해결하는 방법을 제안하였다. 즉, 정해진 기준 시간 동안에 실제 수신 클럭 펄스 수를 계수하여 얻은 계수치와 동일 시간 동안에 사이클 슬립이 발생하지 않은 정상 상태에서의 수신 클럭 펄스 수인 정상치가 일치하지 않으면 사이클 슬럽이 발생된 것으로 판단하여 훼손된 수신 클럭을 사이클 스립의 발생 형태에 따라 클럭 펄스를 더해주거나 빼주는 방법을 연속 재동기 방식과 같이 사용하였다. 제안된 방법을 절대 클럭 동기를 요구하는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에서 시험한 결과 기존의 연속 재동기 방법에 비하여 재동기 시간을 최대 20배까지 단축시켰는데 그것은 전송 데이터 량을 17.8% 감축하는 효과와 동일하다.