• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.223-225
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• 2007

본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 기반의 전류 제어기를 설계하고 구현하였다. 기존의 DSP (Digital Signal Processor) 기반의 전류 제어기는 알고리즘 연산으로 인해 일반적으로 한 샘플링의 디지털 시지연이 발생한다. 반면에, FPGA 기반의 전류제어기는 FPGA의 높은 연산 능력을 이용하여, 알고리즘 연산에 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. 이는 시지연이 물리적으로 줄기 때문에, 어떠한 시지연 보상 알고리즘 없이 전류 제어기의 대역폭을 향상시킬 수 있다. 구현된 FPGA 기반의 전류 제어기의 성능은 실험을 통해 검증되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12C호
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• pp.727-737
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• 2011

본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하는 실시간 차선 및 차량인식 시스템의 구현에 대하여 기술한다. 실시간 시스템의 구현을 위해서 FPGA와 DSP의 역할을 효율적으로 분할할 필요성이 있다. 시스템의 알고리즘을 특정요소 추출부분을 기준으로 분할하여 대량의 영상정보를 이용하여 소량의 특정요소를 추출하는 과정을 FPGA로 구현하고 추출된 특정요소를 사용하여 차선과 차량을 정의하고 추적하는 부분을 DSP에서 수행하게 하고, FPGA와 DSP의 효율적 연동을 위한 인터페이스 구성을 제안함으로써 실시간 처리가 가능한 시스템 구조를 제안한다. 실험 결과 제안한 실시간 차선 및 차량인식 시스템은 $640{\times}480$ 크기를 갖는 비디오 영상 입력에 대해 약 15 (frames/sec)로 동작하여 실시간 응용으로 충분함을 알 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.19-24
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• 2020

본 논문은 FPGA의 언어 중 하나인 Verilog HDL을 사용한 100 kHz 스위칭의 3-레벨, 2-레벨 SVPWM 기법을 구현에 대한 것이다. 인버터에 주로 사용되는 IGBT소자의 경우 주로 20 kHz 근방에서 스위칭 주파수를 가진다. 최근 차세대 전력 반도체 소자의 연구 개발로 100 kHz 이상의 스위칭을 구현하여 전력변환기를 소형화하고, 고조파의 주입에 따른 여러 가지 새로운 알고리즘의 적용이 가능하게 되었다. IGBT를 이용하는 기존의 시스템에서는 DSP를 이용한 제어가 이루어지는 것이 통상적이나, 100 kHz 스위칭을 위한 제어기 구성으로는 FPGA를 이용한 제어기의 적용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 FPGA를 사용하여 2-레벨 인버터와 3-레벨 인버터에 적용되는 SVPWM의 이론과 FPGA 구현에 대하여 설명하고 SVPWM의 출력 파형을 통해 구현 성능을 확인한다. 한편, 본 논문에서는 3-레벨 인버터에서 SVPWM 구현 시 기존의 방식에서 반송파 2개를 사용하는 방법을 대신하여 반송파 1개만을 사용하는 기법으로 3-레벨 SVPWM을 구현한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
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• pp.182-185
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• 2020

특정 통신 프로토콜을 지원하는 물리 계층 트랜시버(PHY)가 없을 때 물리 계층의 부재로 인해 해당 프로토콜이 사용된 통신 시스템을 구현할 수 없다. 그래서 PHY 의 부재는 프로토콜 연구에 큰 걸림돌이 된다. 이런 경우 FPGA 로 물리 계층을 구현할 수 있다. FPGA 를 사용하면 목적과 상황에 맞춰 물리 계층을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 통신 속도, 채널의 개수, 오류 검출 알고리즘 등 프로토콜의 다양한 요소를 사용자의 마음대로 구현할 수 있다. 본 논문에는 10Mbps 이더넷 통신에 대한 물리 계층을 FPGA 로 구현하는 실험을 담고 있다. 결과적으로 물리 계층의 구현에 성공했지만 검증에는 실패하였다. 실험에 사용된 보드에는 이더넷 PHY 가 장착되어 있었다. 이더넷 PHY 가 수신 신호를 간섭해서 물리 계층의 동작성을 검증할 수 없었다. 추후에 이더넷 PHY 를 제거하고 재실험을 진행할 것이다. 비록 검증에는 실패했지만, 실험을 통해 FPGA 로 물리 계층을 구현할 수 있음을 보이고 통신 프로토콜 연구 방법으로 이를 제안하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.906-911
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• 2008

본 논문은 OFDM 시스템에서 주파수 옵셋을 제거하기 위한 회로를 CORDIC 알고리듬을 이용하여 Simulink 모델로 설계하여 성능을 평가하고, 이를 FPGA로 구현하기 위해 Xilinx의 System Generator 모델로 설계 구현하여 성능을 비교 평가한 것이다. 모의 실험 결과, Simulink 설계 결과와 System Generator 설계 결과 모두 옵셋 주파수가 $10^5MHz$ 이하일 때, CORDIC을 사용하였을 때의 성능이 우수함을 확인하였으며, 또한 구현한 FPGA의 성능을 평가하기 위해 Hardware Co-simulation 과정을 통해 Xilinx Spartan3 xc3s1000 fg676-4 Target Device에 로딩하고, 타이밍 해석과 resource량도 확인함으로서 성능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.485-488
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• 2009

본 논문에서는 블록 채널 부호 계열에서 다중 오류정정 능력을 갖는 BCH Encoder를 FPGA로 구현한 논문이다. 또한 부호율의 변경이 가능하게 하여 다양화 부호 율에 따른 부호를 생성할 수 있게 하였다. 본 논문에서는 FPGA 구현을 위해 Matlab을 이용하여 시뮬레이션을 하였고, 이를 HDL로 설계하고, 동시에 Xilinx사의 System Generator를 사용하여 구현하였고, Timming Analysis와 Resource estimation도 하였다.

• 반도체공학회 논문지
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2023

본 논문에서는 High-Level Synthesis(HLS)을 이용하여, 차세대 양자내성암호인 Crystals-Kyber를 하드웨어 가속기로 설계하여 FPGA에 구현하였으며, 성능 분석결과 우수성을 제시한다. Crystals-Kyber 알고리즘을 Vitis HLS 에서 제공하는 여러 Directive 를 활용해서 최적화 설계를 진행하고, AXI Interface 를 구성하여 FPGA-기반 양자내성암호 하드웨어 가속기를 설계하였다. Vivado 툴을 이용해서 IP Block Design 를수행하고 ZYNQ ZCU106 FPGA 에 구현하였다. 최종적으로 PYNQ 프레임워크에서 Python 코드로 동영상 촬영 및 H.264 압축을 진행한 후, FPGA 에 구현한 Crystals-Kyber 하드웨어 가속기를 사용해서 동영상 암호화 및 복호화 처리를 가속화하였다.

• 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.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1997년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.67-72
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• 1997

본 논문은 저비용이면서 정확한 제어를 수행하는 새로운 퍼지 제어기의 재구성 가능한 FPGA 시스템상의 구현을 다룬다. 제안한 퍼지 제어기 (Fuzzy Logic Controller : FLC)의 시스템 구조와 이의 VHDL 설계 및 시뮬레이션은 다른 논문에 나타나 있다. 제안한 퍼지 제어기의 구현 과정은 다음과 같다. 각 모듈은 VHDL 언어에 의해서 기술된 뒤, Synopsys사의 FPGA 컴파일러에 의해 합성된다. 합성된 각 모듈은 Xilinx사의 XactStep 6.0에 의해 최적화 및 배치, 배선이 이루어진다. 얻어진 Xilinx rawbit 파일은 VCC사의 r2h에 의해 C 언어의 header 파일 형태의 하드웨어 object로 변환된다. C언어 형태의 하드웨어 object를 포함하는 응용 제어 프로그램이 C 컴파일러에 의해 컴파일된 후, 이 실행 파일이 재구성 가능한 FPGA 시스템 상에 다운로드된다. 제안한 퍼지 제어기를 EVCI 보드 상에 동적으로 구현하여 트럭 후진 주차 제어에 사용할 때 걸리는 시간을 Synopsys사의 VHDL 시뮬레이터와 워크스테이션상에서 C언어에 의해 구현하여 트럭 후진 주차 제어에 사용할 때 걸리는 시간을 각각 비교하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.195-198
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• 2008

최근 태양광 발전시스템 등 낮은 전압을 발생하는 전원소스를 이용하여 높은 승압효과를 얻기 위한 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문은 FPGA 기반 멀티레벨 인버터용 스위칭 함수를 구현하고자 한다. FPGA는 프로그램 가능한 로직 디바이스로써 풀 디지털 스위칭함수를 구현하는 효율적이다. 본 논문에서는 FPGA 기반 스위칭 함수를 구현하기 위해서 마이크로프로세서로부터 출력되는 클럭과 동기신호로 독립적으로 구동이 되도록 하였다.