• 대한임베디드공학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.151-158
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• 2024

Although on-device artificial intelligence (AI) has gained attention to diagnosing machine faults in real time, most previous studies did not consider the model retraining and redeployment processes that must be performed in real-world industrial environments. Our study addresses this challenge by proposing an on-device AI-based real-time machine fault diagnosis system that utilizes continual learning. Our proposed system includes a lightweight convolutional neural network (CNN) model, a continual learning algorithm, and a real-time monitoring service. First, we developed a lightweight 1D CNN model to reduce the cost of model deployment and enable real-time inference on the target edge device with limited computing resources. We then compared the performance of five continual learning algorithms with three public bearing fault datasets and selected the most effective algorithm for our system. Finally, we implemented a real-time monitoring service using an open-source data visualization framework. In the performance comparison results between continual learning algorithms, we found that the replay-based algorithms outperformed the regularization-based algorithms, and the experience replay (ER) algorithm had the best diagnostic accuracy. We further tuned the number and length of data samples used for a memory buffer of the ER algorithm to maximize its performance. We confirmed that the performance of the ER algorithm becomes higher when a longer data length is used. Consequently, the proposed system showed an accuracy of 98.7%, while only 16.5% of the previous data was stored in memory buffer. Our lightweight CNN model was also able to diagnose a fault type of one data sample within 3.76 ms on the Raspberry Pi 4B device.

• 전자공학회논문지CI
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• 제40권6호
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• pp.39-46
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• 2003

지문 정보 등의 생체 정보를 이용하는 생체 인식 기술은 컴퓨터 시스템의 로그인, 출입 ID, 전자 상거래 보안등의 여러 서비스에서 사용자의 안전한 인증(authentication)을 위해 널리 사용되고 있다. 근래에 이르러, 생체 기술은 비밀 번호와 같은 기존의 개인 인증 방법에 비해 안전하면서도 자동화를 가져 올 수 있다는 장점으로 인해, 보안 토큰, 스마트 카드와 같은 소형의 임베디드 시스템에 탑재되고 이용되는 추세이다. 본 논문에서는 임베디드 시스템의 형태인 보안 토큰을 개발하고 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템을 구현하며 시험한 결과를 기술하였다. 보안 토큰과 호스트와의 통신은 USB를 이용하여 시험 및 검증하였으며 보안 토큰 상에서의 지문 정합 프로그램의 수행 시간과 수행 메모리를 측정하고 성능 개선에 대해 기술하였다. 또한, 보안 토큰에서 매치온 카드(match-on-card)로의 전이를 위해 필요한 내용을 언급하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권7호
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• pp.38-49
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• 2006

본 논문에서는 SoC를 검증 및 테스트하기 위한 새로운 개념의 칩을 제안하고 이를 SwToC(System with Test on a Chip)라 명명한다. SwToC는 SoC의 임베디드 프로세서에 재구성 가능한 로직을 추가하여 칩의 물리적인 결함을 테스트할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 기법으로는 수행이 어려웠던 테스트 단계에서의 디자인 검증이 가능하도록 한 칩을 말한다. 제안한 개념의 칩은 고속 검증이 가능하며 테스트를 위해 많은 비용이 소모되는 ATE 가 불필요한 장점을 갖고 있다. 제안한 칩의 디자인 검증 및 테스트 기능을 평가하기 위하여 임베디드 프로세서가 내장된 상용 FPGA를 이용하여 SwToC를 구현하였으며, 구현 결과 제안한 칩의 실현 가능성을 확인하였고 적은 비용의 단말기를 통한 테스트가 가능함은 물론 기존의 검증기법에 비해 고속 검증이 가능함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권6호
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• pp.595-604
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• 2003

아날로그 TV에 비해 새로운 방식의 디지털 TV는 단순한 영상과 음성의 처리뿐만 아니라, 데이터를 처리 및 저장해야 한다. 그리고 필요에 따라 데이터를 요구하기 위한 리턴 채널을 관리해야 한다. 이처럼 많은 기능을 동시에 충족시켜줘야 하기 때문에 디지털 TV시스템에서는 운영체제가 필요하다. 임베디드 리눅스는 오픈 소스로서 가격 경쟁력을 확보할 수 있으며, 공개된 장치 드라이버와 응용프로그램을 재사용 가능하며, 오픈 소스 공동체를 통해 문제를 쉽게 해결할 수 있고, 쉘, 파일 시스템을 이용하여 편리한 개발 환경을 제공해 주는 이점이 있다. 본 논문에서는 디지털 TV 시스템을 위한 임베디드 리눅스를 이식하기 위해 교차 개발 환경과 커널을 빅 엔디언으로 변경하였고, 커널 구동에 필수적인 장치들을 재설계하였으며, 커널을 메모리에 적재할 수 있도록 시스템 메모리 맵을 재설정하였다. 또한 시스템 장치제어를 위한 디바이스 드라이버를 작성하였다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.55-65
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• 1999

형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 및 좌굴후 거동을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 균일한 온도분포, 양단고정 상태에서 형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 거동을 나타내었고 검토하였다. 삽입한 형상기억합금 선의 형상회복력은 복합적층 보의 열팽창 변형률을 감소시킴으로써 임계좌굴온도를 증가시키고 좌굴후 거동에서 횡방향 변형을 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 형상회복력이 열좌굴에 미치는 영향을 온도-하중-횡방향 변위의 거동결과에서 세장비, 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등의 설계변수를 고려하여 정량적으로 나타내었다. 온도-횡방향 변형의 결과로부터 임계좌굴온도를 구하는 접선교차점의 방법을 제안하였다. 열좌굴 및 좌굴후 거동에서 실험결과의 해석을 바탕으로 형상회복력이 임계좌굴온도에 미치는 영향을 나타내는 이론적인 식을 제시하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1446-1459
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• 2007

본 논문에서는 소형 임베디드 시스템의 처리 성능 향상을 위하여 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업 SoC 플랫폼을 제안하고 성능을 분석하였다. 기존의 소형 임베디드 시스템은 낮은 사양의 하드웨어 자원을 가지고 있어 복잡한 처리 과정을 포함하고 있는 멀티태스킹 환경에 적용하기가 어렵다. 이에 본 논문에서 제안한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업 플랫폼은 시스템의 기능을 태스크 단위로 모듈화하여 조립형 형태의 세분화된 소프트웨어 및 하드웨어 모듈로 설계 및 구현이 가능하다. 또한 동적 협업이 요구되는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈 간의 통신 및 동기화 기법도 제안하였다. 제안한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈간의 동적 협업을 지원하는 SoC 플랫폼의 성능을 분석한 결과, 메모리 접근과 계산 복잡도가 높을수록 소프트웨어 태스크로만 구성된 플랫폼보다 우수한 성능을 보여주었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.126-134
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• 2006

본 논문에서는 배전설비 중 주상 변압기에 설치되어 운전되는 기존의 각종 제어설비를 무선 네트워크를 경유하여 제어하도록 하는 임베디드 무선랜 제어기술에 대하여 기술한다. 임베디드 무선랜 제어기는 Prism 2.5 칩셋을 포함한 PCMCIA 타입의 무선랜 네트워크 카드와 8비트 마이크로프로세서 Atmega128을 중요 구성요소로 이루어져 있다. 네트워크를 통한 제어를 위하여 임베디드 무선랜 제어기에는 IP, TCP, UDP, ICMP 같은 TCP/IP 스택과 기존 제어기를 인터페이스 하기 위한 Telnet, X/Z 모뎀의 개발내용을 포함된다. TCP/IP 네트워크와 모뎀을 통한 직렬 통신 사이의 데이터 구조와 흐름제어 차이에 대한 해결 방법과 램(RAM)사용량을 최소화하기 위한 알고리즘을 제안한다. 끝으로 개발된 프로토콜들의 동작을 측정하기 위하여 $DU^{(R)},\;CommViewFi^{(R)}$ 등이 사용된다. 개발결과 3,381 바이트 램(RAM)만을 사용하여 호스트 간에 상호 호환성을 잃지 않고 임베디드 무선랜 제어기가 동작된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.169-175
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• 2005

최근 국내외에서 임베디드 시스템 구현에 관한 많은 관심과 개발 경쟁이 한층 심화되고 있다. 지금까지 실시간으로 임베디드 영상획득 및 처리시스템을 구축하는 데에는 현실적 제한이 많았다. 따라서 본 논문에서는 임베디드 LINUX 시스템에 저가의 USH2.0카메라를 이용하여 USB Camera 인터페이스 시스템을 구현하였다. Host2.0 TDI 보드의 디바이스 드라이버를 커널에 탑재하여 USB카메라에서 들어오는 영상 신호를 X-hyper255B로 입력하게 된다. 커널의 디바이스 관리에서 Video4Linux를 이용하여 USB카메라에 대한 정보의 초기 설정이 필요하다. 이렇게 구현한 시스템에서 영상을 획득하고 영상 신호처리를 하게 된다. 처리된 영상 데이터는 네트워크 파일 시스템(NFS)으로 패킷화되어 인터넷으로 전송되고, 인터넷이 접속된 클라이언트 컴퓨터에서 전송된 영상정보를 모니터링 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.94-102
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• 2010

오늘날의 핸드폰, PMP, 지능형 가정기기, 자동차 엔진 컨트롤 시스템과 같은 내장형 시스템은 인간의 삶과 일, 놀이 등 살아가는 환경에 대한 전환을 가져오고 있다. 사용자가 요구하는 다양한 서비스들을 지원하기 위해 내장형 시스템 응용들의 복잡성이 증가하고 있으며, 그런 내장형 컴퓨팅 플랫폼에는 시간결정성을 갖는 실시간 운영체제를 사용해야 한다. 이런 실시간 운영체제의 커널 서비스들은 각 서비스 수행에 얼마만큼의 시간이 소요되는지를 명세하여 시간결정성을 보장하면서 작은 실행 이미지 크기를 가져야만 한다. 이런 정보를 토대로, 응용 개발자들은 각 태스크가 마감시간을 준수하도록 하는 실시간 응용 소프트웨어를 설계할 수 있다. 본 논문에서는 추가적인 메모리 오버헤드 없이 2r 레벨의 우선순위를 갖는 시스템에서 다차원 기법을 이용하여 고정상수 시간 내에 최상위 우선순위를 결정하는 완전 일반화된 실시간 스케줄링 알고리즘을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.436-439
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• 2005

최근 모바일 컴퓨터 및 임베디드 시스템이 대중화 되면서 전력, 공간, CPU 클럭, 메모리 등과 같은 자원을 효율적으로 사용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 임베디드 시스템 개발에서는 하드웨어 측면의 자원 사용에 대한 연구가 주를 이루어 졌으나 최근 임베디드 시스템에서 소프트웨어의 비중이 커짐에 따라 소프트웨어 측면에서의 자원 사용에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 임베디드 시스템의 자원 사용을 분석하는 새로운 방법인 '명령어 기반의 자원 사용 분석 방법(Instruction Level Resource Usage Analysis Method'을 제안하고 이를 'I-Debugger'라는 도구로 구현하였다. I-Debugger는 프로그램을 명령어 단위의 수행으로 제어하는 디버깅 층(Debugging Layer), 실시간으로 수행되는 명령어에 대한 데이터를 활용 가능한 정보를 변환하는 통계 층(Statistics Layer) 및 분석하고자 하는 응용에 적합하게 정보를 분석하는 분석 층(Analysis Layer)으로 구성된다. 본 연구에서 개발된 I-Debugger를 간단한 문제에 적용한 결과 자원 효율적인 임베디드 시스템 개발에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.