본 논문에서는 TCAM을 이용해 패킷 필터링 시스템을 구현하는 경우 범위 규칙과 부정 규칙을 검색하는데 있어 기존의 방법보다 효율적으로 검색할 수 있는 방안을 제시하였다. 범위 규칙의 경우 그레이코드를 이용한 CRG(Converting Range rules using Gray code) 알고리즘을 제안하였으며, 부정 규칙을 효율적으로 검색하기 위한 방안으로는 nTCAM(TCAM with negation) 구조를 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 CRG 알고리즘과 nTCAM의 기능을 검증하였다. 성능 평가를 위해 제안 방안을 SNORT 규칙에 적용시킨 결과 IPv4와 IPv6 환경에서 기존의 방법과 비교할 때 각각 93%와 98%의 TCAM 엔트리를 절감하였다.
본 논문은 네트워크 침입 탐지 시스템에서 CAM 및 해시 구조 기반 알고리듬의 비용 한계를 극복하기 위해 RAM을 이용한다. RAM을 이용한 기존 알고리듬의 다중 엔트리 처리 시 실시간 처리속도 지연 문제를 보완한 새로운 패턴 매칭기를 제안한다. 제안된 패턴 매칭기는 Merge FSM 알고리듬을 적용하여 스테이트의 수를 줄이고, RAM을 사용하기 위해 스테이트 블록과 엔트리 블록을 포함한다. 입력된 문자열과 비교할 엔트리문자열이 여러개 존재할 때 엔트리 블록에서 입력된 문자열과 엔트리 문자열들을 동시에 비교한다. 제안된 패턴 매칭기는 Snort 2.9 규칙을 이용하여 검증하였다. 실험결과 기존 탐색 방법과 비교하여 메모리 접근 빈도가 15.8% 감소하였고, 전체 메모리 크기는 2.6% 증가하였으며, 처리속도는 47.1% 증가하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제13권6호
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pp.608-616
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2013
This paper presents an adaptive sampling method for electrocardiogram (ECG) signal detection. First, by employing the strings matching process with compression dictionary, we recognize each segment of ECG with different characteristics. Then, based on the non-uniform sampling strategy, the sampling rate is determined adaptively. As the results of simulation indicated, our approach reconstructed the ECG signal at an optimized sampling rate with the guarantee of ECG integrity. Compared with the existing adaptive sampling technique, our approach acquires an ECG signal at a 30% lower sampling rate. Finally, the experiment exhibits its superiority in terms of energy efficiency and memory capacity performance.
The ATE driver to test a high speed semiconductor chip is designed by using general logic drivers instead of dedicated pin drivers. We have proposed a structure of general logic drivers using FPCA and assured its correct operation by EDA tool simulation. PCB circuit was implemented and Altera FPGA chip was programmed using DDR I/O library. On the PCB, it is necessary to place two resistors connected output drivers near to the output pin to adjust an impedance matching. We confirmed that the measured results agree with the simulated values within 5% errors at room temperature for the input signals with 800Mbps data transfer rate and 1.8V operating voltage.
As a new algorithm for RC tree delay estimation, we propose a $\tau$-model of the driver and a moment propagation method. The $\tau$-model represents the driver as a Thevenin equivalent circuit which has a one-time-constant voltage source and a linear resistor. The new driver model estimates the input voltage waveform applied to the RC more accurately than the k-factor model or the 2-piece waveform model. Compared with Elmore method, which is a lst-order approximation, the moment propagation method, which uses $\pi$-model loads to calculate the moments of the voltage waveform on each node of RC trees, gives more accurate results by performing higher-order approximations with the same simple tree walking algorithm. In addition, for the instability problem which is common to all the approximation methods using the moment matching technique, we propose a heuristic method which guarantees a stable and accureate 2nd order approximation. The proposed driver model and the moment propagation method give an accureacy close to SPICE results and more than 1000 times speedup over circuit level simulations for RC trees and FPGA interconnects in which the interconnect delay is dominant.
Electronic Image Stabilization(EIS) is widely used as a technique for correcting a shake of an image. The case requiring the EIS function has been increased in high magnification thermal image observation on portable military equipment. Projection Algorithm(PA) for EIS is easy to implement but its performance is sensitive to the projection area. Especially, projection profiles of thermal image have very modest change and are difficult to extract image shifts between frames. In this paper, we proposed algorithm to extract a feature image for the thermal image and compared Block Matching Algorithm(BMA) with PA using our proposed feature image. When using our proposed feature image, BMA was simply implemented using FPGA's internal small memory. And we were able to obtain 30 % PSNR improved results compared to PA.
오늘날 통신 기술이 나날이 발전하고 있지만 디지털 영상신호가 방대한 데이터를 가지고 있기 때문에 데이터의 저장, 처리 및 전송을 위해서는 보다 많은 데이터 압축이 필요하게 되었다. 이에 따라 ITU-T에서는 디지털 영상신호의 압축 표준을 위해서 H.26x 등을 제정하였다. 일반적으로 영상처리에서는 픽쳐간 상관 관계를 이용하여, 픽쳐간의 움직임 예측을 통한 시간적 중복성을 제거하여 데이터를 크게 압축하는 것이 많이 사용되고 있다. 대부분의 비디오 코팅 시스템에서 움직임 예측/보상(Motion Estimation/Compensation)방법으로 블록 정합 알고리즘을 사용하는데 이는 특정한 비용 함수의 최소 값을 기반으로 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 많은 수의 계산을 필요로 하여 탐색 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 H.26x에서와 같은 실시간 저비트율 부호화를 위해서는 전역 탐색법 보다는 효율적인 고속 탐색 알고리즘이 효과적이다. 본 논문에서는 움직임 예측에 소요되는 탐색 시간을 줄이기 위해서 고속 탐색 알고리즘 중에서 Nearest-Neighbors 탐색 알고리즘을 이용하여 움직임 예측기를 FPGA로 설계하였으며, VHDL로 코딩(Coding)하고, Xilinx Foundation을 이용하여 설계 및 검증하였다.
본 논문은 DSP를 이용한 새로운 형태의 TFT-LCD 자동 화질 최적화 시스템을 제안한다. 실제 산업 현장에서 이와 같은 화질 최적화 과정은 시행착오를 반복하는 형식으로 진행되어 많은 시간이 소요되고 있으며 LCD 개발 엔지니어들의 성향 및 숙련도에 따라 조정 결과에도 편차가 큰 문제점이 있다. 이러한 시스템은 평균 감마 오차, 감마 조정 시간 및 플리커 등을 줄이기 위해 모바일 LCD 구동 IC 내의 감마 조정 레지스터들과 전압 설정 레지스터들을 자동적으로 제어한다. 제안된 최적 화질 향상 시스템은 측정 대상이 되는 모듈 (MUT, LCD 모듈), 제어 프로그램, 휘도 측정용 멀티미디어 디스플레이 측정기 및 인터페이스용 제어 보드로 구성되어 있다. 개발된 시스템에는 참조 감마 곡선과의 6-점 프로그램 정합 기술을 이용한 새로운 알고리즘 및 자동 전압 설정 알고리즘이 내장되어 있다. 개발된 알고리즘과 프로그램은 범용 LCD 모듈에 적용가능하다. 또한 1.8, 2.0, 2.2 및 3.0 감마를 조정할 뿐만 아니라 플리커 수준을 자동으로 조절한다. 제어 보드는 DSP와 FPGA로 구성되어 있고, RGB 및 CPU와 같은 다양한 인터페이스들을 지원한다. 개발된 자동 감마 시스템은 기존의 시스템에 비해 현저히 짧은 감마 조정 시간 및 아주 작은 평균 감마 오차를 보였다. 또한 본 논문에서 제안하는 시스템은 최적화된 감마 곡선 설정을 이용한 개발 공정을 향상시키고, 고화질의 LCD를 제공하는데 아주 유용하다.
인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.
본 논문은 새로운 형태의 TFT-LCD 자동 화질 최적화 시스템을 제안한다. 또한 참조 감마 곡선과의 6-점 프로그램 정합 기술을 이용한 새로운 알고리즘 및 자동 전압 설정 알고리즘을 제안한다. 이러한 시스템은 평균 감마 오차, 감마 조정 시간 및 플리커 등을 줄이기 위해 모바일 LCD 구동 IC 내의 감마 조정 레지스터들과 전압 설정 레지스터들을 자동적으로 제어한다. 개발된 알고리즘과 프로그램은 범용 LCD 모듈에 적용 가능하다. 제안된 최적 화질 향상 시스템은 측정 대상이 되는 모듈 (MUT, LCD 모듈), 제어 프로그램, 휘도 측정용 멀티미디어 디스플레이 측정기 및 인터페이스용 제어 보드로 구성되어 있다. 제어 보드는 DSP와 FPGA로 구성되어 있고, RGB 및 CPU와 같은 다양한 인터페이스들을 지원한다. 개발된 자동 화질 최적화시스템은 기존의 시스템에 비해 현저히 짧은 감마 조정시간, 적은 플리커 및 적은 평균 감마 오차를 보였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 최적 감마 곡선 및 자동 전압 설정을 이용하기 때문에 개발 공정 시간을 단축시키고, 고화질의 TFT-LCD를 제공하는데 아주 유용하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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