• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.681-687
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• 2014

원자력 산업계는 최근 원전 계측제어계통 설비의 단종과 같은 예상치 못한 환경에 직면해오고 있으며, 이러한 문제를 근본적으로 해결하고자 노력하고 있다. IAEA, IEC, 등의 연구결과에 따르면, FPGA는 단종이 예상되는 제어계통에의 대체수단으로 주목받고 있다. FPGA가 원자력 플랜트의 PLC(Programmable Logic Controller)를 대체하기 위해서는 높은 건정성과 신뢰성을 가져야 한다. 따라서, FPGA 기반 제어기의 건전성과 신뢰성을 향상시키기 위하여 HDL 개발수명주기를 적용하여 개발하였다. 또한, 원전 계측제어계통에 적용하기 위하여 번인시험과 환경시험의 기기검증이 수행되었다. 시험수행결과, 352시간의 번인시험과 92시간의 환경시험 중에 정상적인 기능 및 성능을 수행함을 확인할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.1117-1123
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• 2014

원자력 산업계는 최근 원전 계측제어계통 설비의 단종과 같은 예상치 못한 환경에 직면해오고 있으며, 이러한 문제를 근본적으로 해결하고자 노력하고 있다. IAEA, IEC, 등의 연구결과에 따르면, FPGA는 단종이 예상되는 제어계통에의 대체수단으로 주목받고 있다. 단종의 영향을 받지 않은 특성을 갖더라도 FPGA가 원자력 플랜트의 PLC (Programmable Logic Controller)를 대체하기 위해서는 높은 신뢰성을 가져야 한다. 따라서, FPGA 기반 제어기의 신뢰성을 향상시키기 위한 소프트웨어 개발 및 MTBF (Mean Time Between Failures)를 포함한 신뢰도분석이 MIL-HDBK-217F에 따라 수행되었다. MTBF는 FPGA 기반 제어기와 COMMON-Q PLC의 신뢰도인 MTBF가 비교분석된다. 신뢰도분석결과 FPGA 기반 제어기는 원전적용 PLC 동등이상의 신뢰성을 나타냄을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.339-345
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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 시지연을 감소시킬 수 있다. 이로 인해 시지연이 물리적으로 줄기 때문에, 어떠한 시지연 보상 알고리즘 없이 전류 제어기의 대역폭을 향상시킬 수 있다. 구현된 FPGA 기반 전류 제어기의 성능은 실험을 통해 검증되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.1707-1712
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• 2013

본 논문에서는 기존의 DSP, MCU, FPGA 기반의 모션 제어기들의 구조적인 문제점을 개선하기 위하여 최신 All Programmable SoC 인 Zynq EPP를 이용한 FPGA + 임베디드 프로세서 기반의 모터 제어기에 대한 하드웨어를 구현하였다. 구현한 모터 제어기는 FPGA와 임베디드 프로세서의 장점을 융합한 제어기로서 고속의 모터 제어용 신호처리 부분은 FPGA 기반의 모터 제어기가 수행한다. 복잡한 소수연산 등의 알고리즘 처리가 요구되는 모션 프로파일 및 기구학 계산 등은 듀얼 코어 기반의 임베디드 프로세서에서 처리하여 하나의 칩에서 분산처리 효과를 실현할 수 있는 구조적인 장점을 가진다. 또한 FPGA 상에 구현된 모터 제어 IP 코어의 추가를 통하여 손쉬운 다축 모터 제어기로의 구성이 가능한 장점도 가진다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권4호
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• pp.363-368
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• 2012

A feedwater controller targeted for an ABWR has been implemented using a modern field programmable gate array (FPGA), and verified using the full scope simulator at Taipower's Lungmen nuclear power station. The adopted control algorithm is a rule-based fuzzy logic. Point to point validation of the FPGA circuit board has been executed using a digital pattern generator. The simulation model of the simulator was employed for verification and validation of the controller design under various plant initial conditions. The transient response and the steady state tracking ability were evaluated and showed satisfactory results. The present work has demonstrated that the FPGA based approach incorporated with a rule-based fuzzy logic control algorithm is a flexible yet feasible approach for feedwater controller design in nuclear power plant applications.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1016-1021
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• 2003

The overall size of electronic product is becoming small according to development of technology. Accordingly it is difficult to inspect these small components by human eyes. So, an automation system for inspecting them has been used. The existing system put microprocessor or Programmable Logic Controller (PLC) use. The structure of microprocessor-based controller and PLC use basically composed of memory devices such as ROM, RAM and I/O ports. Accordingly, the system is not only becomes complicated and enlarged but also higher price. In this paper, we implement FPGA-based One-chip Programmable Timing Controller for Inspecting Small components to resolve above problems and design the high performance controller by using VHDL. With fast development, the FPGA of high capacity that can have memory and PLL have been introduced. By using the high-capacity FPGA, the peripherals of the existent controller, such as memory, I/O ports can be implemented in one FPGA. By doing this, because the complicated system can be simplified, the noise and power dissipation problems can be minimized and it can have the advantage in price. Since the proposed controller is organized to have internal register, counter, and software routines for generating timing signals, users do not have to problem the details about timing signals and need to only send some values about an inspection system through an RS232C port. By selecting theses values appropriate for a given inspection system, desired timing signals can be generated.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.36.4-36
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• 2002

$\textbullet$ A FPGA-based One-chip position controller with the PCI interface was developed. $\textbullet$ The peripherals of the existent controller can be implemented in one FPGA device. $\textbullet$ For this purpose, the high capacity FPGA device was used. $\textbullet$ PCI controller was merged into the position controller by using the PCI controller of core form. $\textbullet$ The developed position controller used only one FPGA device to achieve the required function. $\textbullet$ By doing this, the overall system can be simplified. $\textbullet$ The noise and power dissipation problems can be minimized and it has the advantage in the price.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.601-606
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• 2017

고성능 디지털 회로 개발과 구현에 사용되는 SRAM 기반 FPGA(Field Programmable Gate Array)는 configuration memory가 SRAM으로 구현되었기 때문에 configuration memory에 소프트 에러가 발생하는 경우 오동작하게 된다. Xilinx사의 FPGA는 configuration memory 영역에 추가된 ECC(Error Correction Code)와 CRC(Cyclic Redundancy Code) 그리고 이들을 활용하는 SEM(Soft Error Mitigation) Controller를 이용하여 이러한 소프트 에러의 영향을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 SRAM 기반 FPGA에서 SEM Controller에 의해 configuration memory 영역이 소프트 에러로부터 보호될 때 FPGA의 신뢰도를 가용성 관점에서 해석하고 그 효과를 분석하였다. 이를 위해 FPGA 계열별 SEM Controller의 소프트 에러 정정 성능에 따른 가용성 함수를 유도하고 FPGA 계열별 사례를 적용하여 비교하였다. 연구 결과는 SRAM 기반 FPGA의 선정 및 가용성 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.169-170
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• 2012

This paper presents implementation of digital phase controller for thyristor by using FPGA (Field Programmable Gate Array) in HVDC system. Implementation of digital HVDC system is possible by using superior digital simulator such as RTDS (Real Time Digital Simulator). But thyristor phase controller is typically implemented by analog circuit, because it is difficult to implement the phase controller with low operating speed of RTDS. To guarantee high control performance, phase controller needs fast operating speed. This paper presents FPGA based digital phase controller to obtain high speed and high performance. The entire digital simulation of the HVDC system is also implemented by interfacing between FPGA based phase controller and RTDS. Proposed digital HVDC simulator is verified through RTDS simulation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.655-658
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• 2016

고성능 디지털 회로 구현에 매우 많이 사용되는 Xilinx사의 7-Series FPGA(Field Programmable Gate Array)는 configuration memory가 SRAM 기반으로 제작되어 configuration memory에 소프트 에러(soft error)가 발생하는 경우 FPGA는 오동작하게 된다. Xilinx사에서 제공하는 SEM(Soft Error Mitigation) Controller를 이용하면 configuration memory에서 발생하는 소프트 에러의 영향을 줄일 수 있다. SEM Controller는 FPGA의 configuration memory 영역에 추가된 ECC(Error Correction Code)와 CRC(Cyclic Redundancy Code) 기능을 이용하여 configuration memory에 발생한 소프트 에러를 감지하여 필요시 partial reconfiguration 과정을 수행하여 FPGA의 기능을 소프트 에러 발생 이전으로 복구한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 7-Series FPGA에서 SEM Controller를 이용하여 configuration memory의 소프트 에러를 검출하고 정정할 때 FPGA의 신뢰도를 가용성(availability) 관점에서 분석한다. 이를 위해 SEM Controller의 소프트 에러 정정 성능에 따른 가용성 함수를 유도하고 그 효과를 검토한다. 연구 결과는 소프트 에러가 발생하는 환경에서 동작하는 SRAM 기반 FPGA의 신뢰성 예측에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.