• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권11호
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• pp.225-234
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• 2006

본 논문에서는 콘텐츠 보호의 암호화를 위해 ECC, MD-5, AES를 통합한 보안 프로세서를 SIP (Semiconductor Intellectual Property)로 설계하였다. 각각의 SIP는 VHDL RTL로 모델링하였으며, 논리합성, 시뮬레이션, FPGA 검증을 통해 재사용이 가능하도록 구현하였다. 또한 ARM9과 SIP들이 서로 통신이 가능하도록 AMBA AHB의 스펙에 따라 버스동작모델을 설계, 검증하였다. 플렛폼기반의 통합 보안 SIP는 ECC, AES, MD-5가 내부 코어를 이루고 있으며 각각의 SIP들은 ARM9과 100만 게이트 FPGA가 내장된 디바이스를 사용하여 검증하였으며 최종적으로 매그나칩 $0.25{\mu}m(4.7mm{\times}4.7mm$) CMOS 공정을 사용하여 MPW(Multi-Project Wafer) 칩으로 제작하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.651-654
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• 2005

In this paper, we designed ECC(Elliptic Curve Cryptographic) Processor with Bus-splitting mothod for embedded SoC. ECC SIP is designed by VHDL RTL modeling, and implemented reusably through the procedure of logic synthesis, simulation and FPGA verification. To communicate with ARM9 core and SIP, we designed SIP bus functional model according to AMBA AHB specification. The design of ECC Processor for platform-based SoC is implemented using the design kit which is composed of many devices such as ARM9 RISC core, memory, UART, interrupt controller, FPGA and so on. We performed software design on the ARM9 core for SIP and peripherals control, memory address mapping and so on.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.105-116
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• 2008

오늘날의 시스템-온-칩(SoC)은 짧은 제품 생산 주기를 맞추기 위하여 재사용 가능한 IP 코아들을 이용하여 설계한다. 그러나 고집적 칩을 생산하는데 있어 증가한 칩의 테스트 비용은 큰 문제가 된다. 본 논문에서는 Advanced High-performance Bus(AHB)와 Peripheral Component Interconnect(PCI) 버스를 위한 온/오프-칩 버스 브리지를 이용한 효율적인 테스트 접근 메커니즘을 제시한다. 본 기술은 독립적인 테스트 입력 경로와 출력 경로를 제공하고 버스 방향 전환을 위한 턴어라운드 지연시간을 없앰으로써 테스트 시간을 매우 줄였다. 실험 결과는 면적 오버헤드와 기능적 구조적 테스트 모두 에서의 시간이 줄어들었음을 보여준다 제안하는 기술은 다른 종류의 온/오프-칩 버스 브리지에도 적용 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권9호
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• pp.1-6
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• 2010

H.264 영상 압축 표준은 높은 압축률과 화질로 널리 이용되고 있다. H.264 복호기는 일반적으로 마크로블록 또는 $4{\times}4$ 하위 블록 단위로 파이프라인을 적용하여 동작한다. 이러한 파이프라인 한 단의 주기는 보통 최악의 상황에서도 동작을 보장하도록 결정되어 높은 전송 대역폭과 고성능 연산기를 요구하고 연산기가 일을 하지 않고 쉬는 사이클이 많아지는 결과를 초래한다. 본 논문에서는 이러한 연산기의 쉬는 사이클을 줄이고 데이터 전송 대역폭과 연산기 성능 요구 조건을 완화시킬 수 있는 적응적 파이프라인 구조를 채택한 효율적인 영상 복호기 구조를 제안한다. 제안한 구조에서는 파라미터와 계수는 핸드셰이킹 방식으로 전용 신호선을 통해 전달되고 복호된 영상 데이터는 AMBA AHB 네트워크를 통해 메모리에 저장하거나 읽어 온다. 각 블록의 복호 처리 시간은 영상의 특성에 따라 가변적으로 변하고 각 연산기는 데이터가 준비되면 언제든지 동작을 할 수 있다. 제안한 구조에 따라 H.264 복호기를 설계하였고 FPGA를 이용하여 동작을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.86-93
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• 2010

반도체 공정 및 설계 기술의 발전에 따라 SoC에 보다 많은 기능이 포함되고 데이터 전송량 또한 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 SoC 내부의 온 칩 네트워크에서 데이터 전송 속도가 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 되어 이와 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 AHB를 대체하기 위한 온 칩 네트워크 프로토콜로 AXI와 OCP가 대표적으로 거론되고 있으나 전송 성능을 증가시키기 위해 신호선의 수가 크게 증가하여 인터페이스와 네트워크 하드웨어 설계가 매우 어렵고 기존에 널리 사용되던 AHB와 다른 프로토콜과의 호환성도 좋지 않다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위한 새로운 온 칩 네트워크 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 신호선의 수를 기존의 AHB보다 줄이고 AXI 등 다른 프로토콜과의 호환성도 고려하였다. 성능 분석결과 AXI보다는 조금 떨어지는 성능을 보여주고 있으나 8-버스트 이상의 전송에서는 큰 차이가 없고 신호선 수대비 성능에서는 월등히 우수함을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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• pp.1421-1423
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• 2007

제안하는 arbiter 구조는 AMBA AHB Protocol에서 사용하는 표준 arbiter 를 개선하여, master device들간의 버스 사용에 따른 bus conflict 를 감소시킨 구조이다. 제안하는 arbiter 구조는 인접한 주소를 참조하는 master device 들의 전송을 버스의 대역폭 내에서 한 번에 전송함으로써 버스 전송 횟수 및 데이터 전송량을 감소시킨다. 실험결과, 제안하는 arbiter 구조는 기존의 arbiter 구조에 비해 최대 89%의 전송량이 감소하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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• pp.59-62
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• 2003

The purpose of this paper is to present how to implement Segment_LCD display using SoC design. The SoC design is achieved by using an ARM_based Excalibur device. The Excalibur device offers an outstanding embedded development platform with ARM922T and FPA. The design in the Excailbur device uses the embedded AR띤 Processor core and the AMBA high-performance bus (AHH) to write to a memory-mapped slave peripheral in the FPGA portion of the device. Here, Segment_LCD is one kind of memory-mapped slave peripherals. In order to Implement the Segment_LCD display based on SoC design, four steps are fellowed. At first, IP modules are made by using Verilog HDL. Secondly, the ARM processor of the Excalibur is programmed using C in ADS (ARM Developer Suite). And in the third step, the whole system is simulated and verified. At last, modules are downloaded to SoCMaster kit. Both Quartus II software and ModelSim5.5e software are the key software tools during the design.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.1525-1527
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• 2013

본 논문에서는 저시력자의 개선된 독서 환경을 제공하는 시각보조기기를 위한 실시간 영상처리 SoC(System on Chip) 하드웨어 구조 설계에 대해서 기술한다. 기존의 시각보조기기는 화면 영상이 실제 움직임보다 늦게 출력되는 잔상 현상이 발생하며, 색 변환 기능도 제한적이다. 따라서 본 논문에서 제안하는 실시간 영상처리 SoC 하드웨어 구조는 데이터 연산을 최소화함으로써 잔상 현상이 감소되며, 저시력자를 위한 다양한 색상 모드를 지원한다. 제안하는 영상처리 SoC 하드웨어 구조는 Core-A 모듈, Memory Controller 모듈, AMBA AHB bus 모듈, ISP(Image Signal Processing) 모듈, TFT-LCD Controller 모듈, VGA Controller 모듈, CIS Controller 모듈, UART 모듈, Block Memory 모듈로 구성된다. 시각보조기기를 위한 실시간 영상처리 SoC 하드웨어 구조는 Virtex4 XC4VLX80 FPGA 디바이스를 이용하여 검증하였으며, TSMC 180nm 셀 라이브러리로 합성한 결과 동작주파수는 54MHz, 게이트 수 197k이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권2A호
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• pp.137-146
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• 2005

SoC 설계 복잡도의 증가로 인한 설계 비용 감소 및 짧은 time-to-market의 만족을 위해 IP에 기반한 설계 방식이 사용되고 있다. 기존에 설계 검증된 IP를 사용할 경우 시스템 버스와의 통신을 가능하게 하는 인터페이스 회로를 설계해 주어야 하며, 설계 비용을 감소시키기 위해서는 인터페이스 회로의 자동생성이 요구된다. 본 논문에서는 IP프로토콜을 기술하는 방법과 이 기술을 통하여 IP의 프로토콜 제어를 위한 FSM(Finite State Machine)을 생성하여 버스와의 인터페이스 회로를 자동생성하는 방법을 제안한다. 제안한 시스템에서는 프로토콜 분석의 어려움을 줄이기 위해 표준화된 버스의 FSM을 라이브러리화 하였다. 제안된 방법으로 AMBA AHB에 사용되는 슬레이브 형태 IP의 인터페이스 회로를 자동생성한 결과 매뉴얼로 설계한 인터페이스 회로에 비해 면적은 4.5%의 증가를 보였다. 100 Mhz의 버스 동작 속도와 34 Mhz의 슬레이브 모듈의 동작 속도 환경에서 16개의 32 비트 데이터를 버스트 모드로 전송시 latency는 평균 7.1%의 증가를 보였으나, 시스템 버스의 점유는 평균 64.9% 정도로 감소하였다. 본 논문에서 제안한 시스템을 사용하여 시스템 버스의 효율을 증가한 인터페이스 회로를 생성해 낼 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권5호
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• pp.83-93
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• 2013

최근 영상처리 응용의 일환으로 객체 추적 시스템에 많이 활용되는 SURF 알고리즘의 경우 영상의 회전 및 크기 변화에 강인한 특이점을 추출한다는 특징이 있지만 연산이 복잡하고 연산량이 많아 임베디드 환경에서 IP로 사용되기 위해서는 하드웨어 가속기 개발이 필수적이다. 하지만 이 때 요구되는 내부 메모리 사이즈가 매우 크기 때문에 ASIC이나 SoC 시스템으로 개발 할 때 칩 회로 사이즈가 커서 IP의 가치를 떨어뜨리게 된다. 본 논문에서는 하드웨어 가속기 개발 시 회로면적에 효율적인 설계를 위해 내부 블록메모리 사용량을 줄이고 외부 메모리와 DMA를 사용하여 세분화된 Sub-IP 구조로 설계하는 것에 대해 연구하고 간단한 객체 추적 알고리즘을 개발하여 그 결과를 적용하였다. ARM Cortex-M0, AHB-lite, APB, DMA, SDRAM Controller로 구성된 시스템 환경에서 실험 결과 VGA(640x480)영상에서 SURF 알고리즘의 처리속도는 약 31frame/sec, 블록 메모리의 크기는 81Kbytes, 30nm 공정에서 회로의 크기는 약 74만 게이트 크기로 SoC 칩의 하드웨어 IP로 활용이 가능하였다. SURF와 비슷한 영상처리 알고리즘에서도 본 논문에서 제안하는 설계방법을 적용하면 타겟 어플리케이션에 효율적인 하드웨어 설계를 할 수 있을 것으로 기대된다.