• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.873-876
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• 2001

본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) 시스템용 고속 FFT 프로세서를 제안한다. 적은 하드웨어 크기를 만족하기 위해 단일 메모리 구조를 채택하였으며 고속 연산을 위해 Radix-4 알고리즘과 메모리 뱅크 구조를 사용하였다. 또한, 버터 플라이 출력이 입력 데이터의 위치에 저장되는 In-place 메모리 구조를 갖는다. 설계한 프로세서는 VHDL로 모델링하여 삼성 0.5㎛ SOG 공정으로 합성하였으며 메모리를 제외한 전체 게이트 수가 98,326개를 보였다. 동작속도는 42MHz로 256-포인트 연산이 6㎲에 처리 가능한 구조이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.11-19
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• 2024

최근 신호처리, 암호학 등 다양한 분야에서 FFT(Fast Fourier Transform)의 활용이 증가함에 따라 최적화 연구의 중요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 하드웨어를 사용하여 radix-2 16 points FFT 알고리즘을 기존 연구들보다 빠르고 효율적으로 처리하는 가속기 구현 연구에 대해 기술한다. FPGA가 갖는 병렬처리 및 파이프라이닝 등의 하드웨어 이점을 활용하여 PL(Programmable Logic) 파트에서 Verilog 언어를 통해 FFT Logic을 설계 및 구현한다. 이후 PL 파트에서의 처리 시간 비교를 위해 PS(Processing System) 파트에서 Zynq 프로세서만을 사용하여 구현 후, 연산 시간을 비교한다. 또한 관련 연구와의 비교를 통해 본 구현 방법의 연산 시간 및 리소스 사용의 효율성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권12C호
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• pp.233-239
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• 2001

ADSL G.LITE 모뎀이 수행하는 주파수 영역의 연산과정에서 하향링크에 대한 FET 과정과 FEQ 과정은 가장 많은 연산량을 차지하는 부분이며, 이를 효율적으로 구현하기 위한 연구들이 수행되었다. 기존의 연구는 ADSL G.DMT 방식에 적합한 시스템으로서 G.LITE에 그대로 적용하기에는 부적합하다. 본 논문에서는 주파수 영역의 연산과정을 분석하고, 하드웨어 자원 할당에 따른 시스템의 효율성을 분석하여 G.LITE 방식에 적합한 프로세서의 구조를 제안하였다. 제안된 프로세서는 1개의 실수 곱셈기와 2개의 실수 덧셈기를 병렬로 연결한 구조를 가지며, 파이프라인 형태 및 병렬연산 형태의 작업 스케쥴링을 통해 효율적으로 연산을 수행할 수 있도록 설계되었다. 제안된 프로세서는 Kiss가 제안한 ALU 구조나 Wang이 제안한 FFT/IFFT 프로세서 구조에 비해 적은 하드웨어 자원을 이용하여 연산과정을 효율적으로 수행함으로서 G.LITE 시스템에 적합한 구조를 갖는다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.204-214
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• 2013

최근 GPU의 뛰어난 병렬 연산 처리 능력을 이용하여 신호 처리나 통신 시스템을 소프트웨어로 구현하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 DVB-T에서 사용되는 2K/8K FFT를 GPU를 이용하여 처리함으로써 소프트웨어 모의실험에 소요되는 시간을 줄였다. 우리는 먼저 DTV 전송 표준 방식의 일종인 DVB-T 시스템을 CPU로 구현할 때 소요되는 처리 시간을 모의실험을 통해서 추정한다. 그리고 DVB-T의 핵심 연산 처리기의 일종인 FFT 처리를 NVIDIA사의 대용량 GPU 프로세서를 이용하여 소프트웨어로 구현한다. 본 논문은 CPU와 GPU 간의 데이터 전송에 소요되는 오버헤드를 줄이기 위해 스트림 처리 기법, 외부 전역 메모리 전송 시간을 단축하기 위한 결합 전송 기법 (coalescing), 공유 메모리 활용을 높이기 위한 변수 설계 기법 등을 통해서 연산시간을 대폭 단축하였다. 그 결과 제안된 방식은 DVB-T의 2K/8K FFT 모드의 경우 CPU 기반의 FFT 처리 방식 대비 약 20~30배, NVIDIA사에서 제공하는 FFT 라이브러리 (CUFFT version 2.1) 대비 약 1.8배 그리고 기존에 발표된 타 방식 대비 약 1.5~10배 정도 빠른 처리 능력을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1777-1780
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• 2005

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 제 4 세대 기술로 일컬어지는 변조 방식으로 최근 유럽의 디지털 오디오 방송(DAB)과 디지털 비디오 방송(DVB)에 표준으로 사용되고 있으며, IEEE 802.11a 무선 LAN 및 디지털 가입자라인 xDSL 에서도 사용되고 있다. 본 논문에서는 OFDM 모뎀 구현의 핵심이라고 할 수 있는 64-포인트 FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서의 여러 가지 구조를 분석하고, 이들과 비교하여 성능 대 면적 비를 획기적으로 향상시킨 새로운 FFT 프로세서인 Radix-4,2 SIC (Single Instruction Computer) 구조를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 SIC 구조는 버터플라이 연산의 재사용을 극대화하였으며 Radix-4,2 알고리즘을 사용함으로써 FFT 프로세서에서 면적의 80%를 차지하는 복소곱셈기의 수를 감소시켜 크기를 획기적으로 줄인 결과를 보여 준다.

• ETRI Journal
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• 제29권1호
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• pp.79-88
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• 2007

This paper proposes a novel concept of adjusting the hardware size in a multi-carrier code division multiple access (MC-CDMA) receiver in real time as per the channel parameters such as delay spread, signal-to-noise ratio, transmission rate, and Doppler frequency. The fast Fourier transform (FFT) or inverse FFT (IFFT) size in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)/MC-CDMA transceivers varies from 1024 points to 16 points. Two low-power reconfigurable radix-4 256-point FFT processor architectures are proposed that can also be dynamically configured as 64-point and 16-point as per the channel parameters to prove the concept. By tailoring the clock of the higher FFT stages for longer FFTs and switching to shorter FFTs from longer FFTs, significant power saving is achieved. In addition, two 256 sub-carrier MC-CDMA receiver architectures are proposed which can also be configured for 64 sub-carriers in real time to prove the feasibility of the concept over the whole receiver.

• 수산해양기술연구
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• 제26권1호
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• pp.101-108
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• 1990

본 연구에서는 널리 사용되고 있는 16비트 마이크로 컴퓨터에서 FFT와 같은 디지털 신호처리를 하기 위해 전용연산장치를 구성하여 NEC PC-9801 E에 연결하였다. 특히 FFT 연산은 승산 및 가감산의 2점 DFT로 구성되어 있고 이것이 반복연산된다. 그리고 마이크로 컴퓨터에서 승산은 많은 시간이 소요되므로 외부에 고속 승산기를 이용한 전용연산장치로 연산하므로 연산속도를 향상시킬 수 있었다. 설계 제작한 전용연산장치를 이용하여 FFT를 실행한 시간은 보조 프로세서 (Intel C 8087-3)로 실행한 것 보다 약 4.8배 빠르게 나타났다. 따라서 마이크로 컴퓨터에 FFT을 위한 전용연산장치를 구성하여 연결하므로서 연산속도가 크게 향상되어 디지털 신호처리에 많이 이용될 수 있을 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.1365-1368
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• 2002

OFDM은 제4세대 변조기술로 일컬어지는 방식이다. 이는 최근 유럽에서 디지털 오디오 방송(DAB)과 디지털 비디오 방송(DVB)에 표준이 되었으며, IEEE 802.11a 무선 LAN 에서도 이 방식을 채택했고, ADSL, VDSL 등에서도 사용되어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 OFDM 방식의 핵심이라고 할 수 있는 64포인트 FFT(Fast Fourier Transform)하드웨어 프로세서의 여러 가지의 구현된 예를 비교 분석하고, 가장 효율적인 방법인 Radix-2 SDF(Singlepath Delay Feedback)[1] 방법을 개선하여 새로운 구조를 제안하였다. 동일한 속도 성능을 가지는 여러구조 중에서 적은 수의 지연소자를 활용하여 FFT 크기를 작게 한 것이 SDF 방식으로 가장 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 SDF 방식이 내부적으로 4개의 복소곱셈기를 필요로 하는데 비해 2개의 복소곱셈기만을 사용하는 구조로 변형하고 컨트롤을 조절하여 새로운 구조를 설계하였다. 구현한 결과, FFT에서 전체 구조의 약 80%를 차지하는 복소곱셈기의 수를 절반으로 줄여 FFT 하드웨어 크기를 SDF 방식의 60% 정도로 줄일 수 있게 되었고, 이러한 구현방식은 64포인트 FFT만이 아닌 더 큰 크기의 FFT를 구현함에 있어서도 동일하게 적용할 수 있으며 현재 국내외에 발표된 논문 중 성능 대 면적비가 가장 우수한 구조이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권11A
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• pp.1263-1270
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• 2004

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 랜 모뎀에 사용되는 고속/저전력 64-점 FFT/IFFT 프로세서 코어를 설계하였다. Radix-2/4/8 DIF (Decimation-In-Frequency) FFT 알고리듬을 R2SDF (Radix-2 Single-path Delay Feedback) 구조에 적용하여 설계하였으며, 내부 데이터 흐름 특성에 대한 분석을 토대로 데이터 패스의 불필요한 switching activity를 제거함으로써 전력소모를 최소화하였다. 회로 레벨에서는 내부의 상수 곱셈기와 복소수 곱셈기를 절사형(truncated) 구조로 설계하여 칩 면적과 전력소모가 감소되도록 하였다. Verilog-HDL로 설계된 64점 FFT/IFFT 코어는 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 약 28,100 게이트로 합성되었으며, 추출된 게이트 레벨 netlist와 SDF를 이용한 타이밍 시뮬레이션 결과, 50-MHz＠2.5-V로 안전하게 동작하는 것으로 검증되어 64점 FFT/IFFT 연산에 1.3-${\mu}\textrm{s}$가 소요될 것으로 예상된다. 설계된 코어를 FPGA에 구현하여 다양한 테스트 벡터로 동작시킨 결과 정상 동작함을 확인하였으며, 50-dB 이상의 신호대잡음비(SNR) 성능과 50-MHz＠2.5-V 동작조건에서 약 69.3-mW의 평균 전력모소를 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.430-439
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• 2004

OFDM 방식의 DVB-T 수신기에서 다수 반송파의 변ㆍ복조를 수행하는 8192점/2048점 FFT/IFFT 프로세서 (CFFT8k2k)를 설계하였다. 8192점 FFT와 같이 변환 크기가 큰 경우에는 매우 큰 용량의 메모리가 필요하므로, 메모리 효율적인 설계가 중요하다. 본 논문에서는 R4SDC (Radix-4 Single-path Delay Commutator)와 R4SDF (Radix-4 Single-path Delay Feedback)를 혼합한 Hybrid 구조를 적용함으로써 R4SDC 단일 구조에 비해 약 20%의 메모리를 줄였으며, 2단계 수렴 블록 부동점 스케일링 기법을 적용함으로써 기존의 CBFP 방식에비해 약 24%의 메모리를 감소시켰다. 이와 같은 메모리 효율적인 설계를 통해, 기존 방식의 약 57%의 메모리만으로 구현되었으며, 칩 면적과 전력소모가 크게 감소되었다. CFFT8k2k 코어는 Verilog-HDL로 설계되었으며, 102,000여 개의 게이트, 292k 비트의 RAM, 그리고 39k 비트의 ROM으로 구현되었다. $0.25-{\um}m$ CMOS라이브러리로 합성된 게이트 레벨 netlst와 SDF를 이용한 타이밍 시뮬레이션 결과, 2.5-V 전원전압에서 50-MHz로 안전하게 동작함을 확인하였으며, 8192점 FFT/IFFT 연산에 164-${\mu}\textrm{s}$가 소요되어 DVB-T 사양을 만족하는 것으로 평가되었다. 설계된 CFFT8k2k 코어는 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였으며, 8192점 FFT의 평균 SQNR은 약 60-㏈로 분석되었다.