• 한국통신학회논문지
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• 제34권1B호
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• pp.47-55
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• 2009

최근의 네트워크 침입탐지 시스템에서는 침입이 의심되는 패킷을 나타내는 데 정규표현식이 사용되고 있다. 고속 네트워크를 통해서 입력되는 패킷을 실시간으로 검사하기 위해서는 하드웨어 기반 패턴 매칭이 필수적이며 변화되는 패턴 규칙을 다루기 위해서는 FPGA와 같은 재구성 가능한 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. FPGA의 동작 속도 제한으로 바이트 단위의 패킷 검사로는 실시간 검사를 할 수 없는 경우에 이를 해결하기 위해서 여러 바이트 단위로 검사하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 정규표현식 패턴 매칭을 n바이트 단위로 처리하는 하드웨어의 구조와 설계 방법을 제시하고 이에 대한 패턴 매칭 회로 생성기를 구현한다. Snort 규칙에 대해 FPGA로 합성된 하드웨어는 n=4일 때에 규칙에 따라서 $2.62{\sim}3.4$배의 처리 속도 향상을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.209-218
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• 2009

삼차원 역전사(3D backprojection) 기법은 수백 장의 이차원 투영영상을 가지고 대상물의 공간적인 위치 파악이 가능한 단층 영상(tomography)을 생성하기 위해 사용되는 재구성 기법이다. 재구성 기법은 단층 영상을 구성하는 결과볼륨의 모든 화소로부터 각 화소 위치에 기여할 값을 이차원 투영영상에서 계산하여 얻어오기 때문에 결과볼륨이 커지거나 투영영상의 수가 증가하게 되면 전체 계산량은 상당히 증가하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 범용 그래픽스 하드웨어(graphics processing unit: GPU) 기반의 고속 삼차원 재구성 기법이 연구되었으며 상당한 성능 향상을 가져왔다. 본 논문에서는 기존의 단일 GPU 기반의 삼차원 재구성 기법을 다중 GPU기반으로 확장할 때 입력되는 투영영상 크기와 결과볼륨의 크기에 따라서 효율적으로 동작될 수 있는 두 가지 병렬 처리 구현 기법에 대해 제시하고 비교 분석한다. 제안한 병렬 처리 구현 기법은 투영영상을 입력 데이터로 간주하여 각 GPU가 모든 투영영상에 대해서 출력 데이터인 결과볼륨을 분할하여 생성하는 결과볼륨 분할생성 기법과 각 GPU가 투영영상을 분산적재하여 할당받은 입력 데이터에 대한 결과볼륨을 출력한 후 각각의 출력 결과를 CPU에서 합하는 투영영상 분산적재 기법이다. 실험 결과, 결과볼륨의 크기가 GPU에 모두 할당할 수 있는 크기인 경우에는 결과볼륨 분할생성 기법이 더 좋은 성능을 보였고, 결과볼륨의 크기가 GPU 메모리보다 큰 경우에는 투영영상 분산적재 기법이 더 유리하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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• pp.1146-1150
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• 2002

멀티미디어 데이터 처리나 암호화 알고리즘같은 계산량이 많고 마른 시간안에 처리되어야하는 어플리케이션들을 처리하기 위하여 최근의 컴퓨팅 환경은 재구성가능한 시스템과 일반적인 마이크로 프로세서가 결합된 시스템을 폭넓게 활용하고 있다. 이러한 시스템의 시장적응성을 높이기 위해서는 프로토타입을 제작하기 전에 설계변수에 따른 성능수치를 이미 예측하여 최소의 비용으로 시스템의 수행시간 및 자원제약사향을 만족할 수 있는 구조를 찾아내는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 Y-chart 설계방법의 기본 개념을 Hybrid 시스템에 적용가능하도록 확장하여, 재구성 가능한 시뮬레이터를 개발하였고, 이를 기반으로 H.263 인코더 모델을 어플리케이션모델로 하고 FPGA와 일반적인 프로세서를 사용하는 가상의 시스템을 하드웨어 모델로하여 설계공간탐색을 진행하였다. 설계공간 탐색을 통한 시뮬레이션 결과는 시스템 설계자들에게 실제 포로토타입을 구축하지 않고 최적의 설계변수를 결정할 수 있게 하여 설계시간과 설계비용을 현저하게 줄여줄 것으로 기대된다.

• 정보와 통신
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• 제21권10호
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• pp.22-35
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• 2004

정보통신부에서는 기술 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기기 위하여 URC 로봇 프로젝트를 진행하고 있다. 본고에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 개발 중인 RSCA를 소개한다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 구체적으로 RSCA의 운영 환경은 실시간 운영체제, 분산 미들웨어, 배치 미들웨어의 3 계층으로 정의된 구조를 갖는다. 여기서 실시간 운영체제는 다양한 하드웨어 디바이스 위에서 로봇 응용을 신뢰성 있고 안정적으로 처리하는 동시에 탄력적이고 유연성 있게 구동하기 위하여 필요한 기본적인 추상화 계층을 제공한다. 분산 미들웨어는 URC 로봇의 분산 노드들의 다양한 이기종성을 숨기고 분산 응용의 부분들이 유연하게 상호 작용할 수 있도록 분산성을 감추는 추상화 계층을 제공한다. 마지막으로 배치 미들웨어는 로봇 응용의 재구성성을 지원하며 분산 컴포넌트 기반 응용 프로그램의 배치를 지원한다. 이는 응용의 다운로드와 설치 및 제거, 응용의 생성과 소멸, 시작과 정지를 포괄하는 응용 컴포넌트들의 재구성 과정을 지원하는 계층이다. 현재 RSCA 표준과 구조를 만족시키는 프로토타입이 구현되었으며, URC 로봇에 적용 중이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.349-351
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• 2003

무선 센서 네트웍은 동작 환경과 구조가 매우 특이하du 개발자들은 센서 네트웍의 노드를 디자인할 때 많은 제약 조건들과 요구 조건들을 고려해야 한다. 먼저 우선 센서 네트웍 상의 각 센서 노드에는 극도로 제한된 하드웨어 자원 조건 하에서도 무선 통신 기능뿐만 아니라 동시에 여러 이벤트를 재빠르게 처리할 수 있는 기능이 포함되어야 한다. 또한 환경과 응용 프로그램의 변화에 잘 대처하기 위해 런타임(run-time)에 각 센서 노드들을 동적으로 재구성할 수 있는 기능이 제공되어야 한다. 이러한 디자인 요구 조건들과 제약 조건들은 얼핏 서로 상반된 것처럼 보이는데, 무선 센서 노드들을 위한 실행 환경을 디자인할 때는 이러한 조건들을 모두 만족시킬 수 있는 운영 체제가 반드시 필요하다. 본 논문에서 우리는 무선 센서 노드들을 위한 매우 효율적이고 효과적인 유한 상태 머신(finite state machine) 기반의 운영체제, SenOS를 제안한다. 또한 새로운 운영 체제인 SenOS가 극도의 제한적인 자원에서도 동시성과 반응성, 재구성성의 요구 조건을 모두 만족시키면서 동작할 수 있다는 것을 보일 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.923-926
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• 2008

오버레이 멀티캐스트는 하드웨어적인 인프라 구축 없이도 시스템의 자원과 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 기법이며 중간 노드의 이탈이 발생하게 될 경우 멀티캐스트 트리를 재구성 한다. 그러나 빈번한 멀티캐스트 트리의 재구성은 심각한 성능 저하를 가져오게 된다. 본 논문에서는 이러한 성능저하를 보완하기 위해 각 자식 노드들로부터 소스 노드에게 주기적으로 피드백 되어오는 정보를 기반으로 트리 성능 최적화 알고리즘을 제안한다. 제안된 모델은 서비스 하는 부모노드가 트리의 성능을 저하 시키는 원인으로 판단되어질 때 수행하는 메커니즘이고, 이 메커니즘을 수행하여 성능 최적화 트리를 구성함으로써 전체적인 서비스 트리의 성능을 향상시켰다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1383-1391
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• 2011

향상된 기능을 가진 최신 의료장비들의 등장으로 하드웨어 성능에 부합하는 효과적인 영상처리 및 분석의 중요성이 부각되고 있으며, 2차원 의료 영상처리 및 3차원 영상 재구성에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 논문은 흉부 CT 영상을 사용하여 신체 장기를 단계별로 분할 하였으며, 분할된 결과 영상을 3차원으로 재구성 하였다. 다양한 영상분할 방법중 영역 확장법 및 효과적인 분할을 위해 선명화와 감마 조절등과 같은 영상 향상 기법을 적용하였으며, 기관지를 포함한 폐, 기관지, 폐 등의 순서로 영상을 분할하였다. 분할된 신체 장기 영상을 VTK를 사용하여 3차원 영상으로 재구성 하였으며, 병변 진단을 위한 2차원 및 3차원 의료 영상 처리와 분석에 활용될 것으로 판단된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.121-136
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• 2006

재구성(reconfiguration) 기능을 갖춘 SDR(Software Defined Radio) 시스템이 가져야할 소프트웨어 아키텍처와 컴포넌트들 사이에 필요한 프로토콜에 대한 분석을 수행하고 기능 구현을 위한 시스템 설계 내용을 제시한다. 이를 위해 SDR의 기술동향을 분석하고, SDR 시스템을 구축하기 위한 모델을 임베디드 시스템 (Imbedded System)에 입각하여 설계하였다. SDR 시스템 아키텍처는 하드웨어, 운영체제, 미들웨어, 서비스 객체, 응용 계층으로 이루어지는 5계층 구조를 제시한다. SDR 시스템은 리눅스 운영체제 기반에서 구축하였으며, SDR의 주요 특징인 확장성 (scalability)과 재구성 기능이 상호보완적이 되도록 하였다. 5계층 구조에서 SDR의 핵심 기능인 소프트웨어 다운로드 (Software Download) 기능을 구현하기 위한 프로토콜 및 객체의 상태천이도를 수용하는 소프트웨어 설계 내용을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.925-933
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• 2019

본 논문에서는 Zynq Soc Platform의 부분 재구성 기능을 사용하여 영상 압축으로 생성된 blocking artifacts를 제거하는 후처리 시스템을 설계한다. 높은 연산량을 제공하고 실시간으로 1080p 영상을 처리하도록 부분 재구성이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array) 영역에 디블로킹 필터를 구현한다. 또한 부분적으로 재구성 가능한 영역을 활용하여 제한된 환경의 임베디드 시스템에서 하드웨어 리소스를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 제안된 시스템의 실험결과는 디블로킹 필터처리 후 약 0.6dB의 PSNR 향상을 보여준다. Zynq SoC에서 구현된 필터가 동작할 때 68.33mW의 전력을 소모한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.767-773
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• 2017

본 논문에서는 HEVC 부호기를 위한 효율적인 Intra Prediction Angular 모드 결정 하드웨어 설계를 제안한다. HEVC의 Intra Prediction은 현재 블록 주변의 재구성된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. Intra Prediction에서는 1개의 DC 모드, 1개의 Planar 모드, 33개의 Angular 모드로 총 35개의 모드를 지원한다. HEVC의 Intra Prediction은 35개의 모드 중에서 최적의 모드를 결정한 후 예측하여 부호화 성능을 향상 시킨다. 그러나 35가지의 모드를 모두 처리하기 위해서는 많은 연산 복잡도와 처리시간이 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 원본 영상 픽셀의 차이 값을 비교하여 Angular 모드를 효율적으로 결정하는 알고리즘을 적용한 하드웨어 설계를 제안하였다. 또한 효율적인 알고리즘의 사용을 통해 하드웨어 면적을 감소시켰다. 제안된 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 14.9K개의 게이트로 구현되었고, 최대 동작 주파수는 2GHz이다.