• Smart Structures and Systems
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• 제3권1호
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• pp.69-88
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• 2007

In this study, Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) are investigated as a practical solution to the challenge of designing an optimal platform for implementing algorithms in a wireless sensing unit for structuralhealth monitoring. Inherent advantages, such as tremendous processing power, coupled with reconfigurable and flexible architecture render FPGAs a prime candidate for the processing core in an optimal wireless sensor unit, especially when handling Digital Signal Processing (DSP) and system identification algorithms. This paper presents an effort to create a proof-of-concept unit, wherein an off-the-shelf FPGA development board, available at a price comparable to a microprocessor development board, was adopted. Data processing functions, including windowing, Fast Fourier Transform (FFT), and peak detection, were implemented in the FPGA using a Matlab Simulink-based high-level abstraction tool rather than hardware descriptive language. Simulations and laboratory tests were carried out to validate the design.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권5호
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• pp.180-187
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• 1996

This paper describes a post-layout simulation method using VHDL and C for verifying the architecture of antifuse-based FPGAs and the dedicated CAD system. An antifuse-based FPGA consists of programming circuitry including decoding logic, logic modules, segmented tracks, antifuses and I/O pads. The VHDL model which includes all these elements is used for logic verification and programming verification of the implemented circuit by reconstructing the logic circuit from the bit-stream generated from layout tool. The implemented circuit comprises of logic modules and routing networks. Since the routing delay of the complex networks is comparable to the delay of the logic module in the FPGA, the accurate post-layout simulation is essential to the FPGA system. In this paper, the C program calculates the delay of the routing netowrks using SPICE, elmore or horowitz delay models and the results feedback to the VHDL simulation. Critical path anc be found from this post-layout simulation results.

• 전자공학회논문지C
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• 제34C권10호
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• pp.8-18
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• 1997

In FPGAs, we may use the property of the routing architecture for their routing compared to the routing in the conventional layout style. Especially, the Xilinx XC4000 series FPGAs have very special routing architecture in which the routing problem is equivalent to the two dimensional track assignment problem. In this paper, we propose a new FPgA detailed routing method by developing a two dimensional trackassigment heuristic algorithm. The proposed routing mehtod accept a global routing result as an input and obtain a detailed routing such that the number of necessary wire segments in each connection block is minimized. For all benchmark circuits tested, our routing methd complete routing results. The number of used tracks are also similar to the results by thedirect routing methods.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권4호
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• pp.85-92
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• 1995

A new partitioning algorithm has been developed to implement a large circuit by using multiple field programmable gate array (FPGA) chips. While the conventional partitioning is to minimze the number of nets cut under size constraints, partitioning for multiple FPGAs has several additional constraints so that each partitioned subcircuit can be implemented in a FPGA chip. To obtain satisfactory results under the constraints, the partitioning is performed in two steps whhich are the intial partitioning for global optimization and the iterative partitioning improvements for constraint satisfaction. Experismental results using the MCNC benchmark examples show that our partition method produces better results thatn those of other recent approaches on the average.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.531-532
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• 2006

This paper presents our implemented, synthesized and tested on demand and partial reconfiguration approaches for FIR filters using Xilinx Virtex FPGAs. Our scope is to implement a low-power, area-efficient autonomously reconfigurable digital signal processing architecture that is tailored for the realization of arbitrary response FIR filters on Xilinx Virtex4 FPGAs. The implementation of design addresses area efficiency and flexibility allowing dynamically inserting and/or removing the partial modules to implement the partial reconfigurable FIR filters with various taps. This partial reconfigurable FIR filter design shows the configuration time improvement, good area efficiency and flexibility by using the dynamic partial reconfiguration method.

• 방송공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.452-464
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• 2003

FPGA를 사용하여 실시간 응용 가능한 다시점 3차원 비디오 프로세서를 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 설계된 3차원 비디오 프로세서는 최대 16시점으로부터의 2차원 비디오 신호를 입력받아 공간분할방식의 3차원 비디오 신호로 변환해주는 역할을 한다. 3차원 카메라 시스템의 다양한 구조에 대응이 가능하며, 또한 다양한 해상도의 3차원 디스플레이 장치에 대응이 가능하도록 설계하였다. 5개의 FPGA를 사용한 검증보드를 제작하여 3차원 비디오 프로세서의 기능을 검증하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제2권2호
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• pp.76-79
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• 2004

The DS-SS (Direct Sequence Spread Spec1nun) transmitter is part of a low data rate (∼150 kbps - burst rate and 64 bps - average data rate) wireless communication system. It is traditionally implemented using Digital Signal processing chip (DSP). However, with rapid increase in variety of services through cell phones, such as, web access, video transfer, online games etc. demand for higher rate is increasing steadily. Since the chip rate and thereby the sampling rate requirements of the system are fairly high, the transmitter should implemented using Field programmable Gate Arrays FPGAs instead of a DSP. This paper shows the steps taken to get a working prototype of the transmitter unit on a FPGA based platform.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.109-119
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• 2020

FPGA는 초기 제작 후 다시 설계 할 수 있는 반도체로 신호 처리, 자동차 산업, 국방 및 군사 시스템 등과 같은 다양한 임베디드 시스템 분야에서 사용된다. 하지만 하드웨어 설계의 복잡성이 증가하고 설계 및 제조 과정이 세계화됨에 따라 하드웨어에 삽입되는 하드웨어 악성기능에 대한 우려가 커져가고 있다. 이러한 위협에 대응하기 위해 많은 탐지 방법들이 제시되었지만, 기존 방법 대부분은 IC칩을 대상으로 하고 있어 IC칩과 구성요소가 다른 FPGA에 적용하기 어렵다. 또한 FPGA 칩을 대상으로 하는 하드웨어 악성기능탐지 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 FPGA의 LUT-level netlist에서 나타나는 하드웨어 악성기능의 정적인 특징을 기계학습을 통해 학습하여 하드웨어 악성기능을 탐지하는 방법을 제시한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권2호
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• pp.171-176
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• 2006

이 논문에서 우리는 FPGA에서의 고속 푸리에 변환(FFT)을 함에 있어 에너지를 효율적으로 사용하는 디자인을 제안하고자 한다. FPGA에서의 FFT 구조들은 에너지 손실을 최소화 하기 위해서 설계되어왔다. 가로와 세로의 병렬성 정도와 같은 구조적인 성능 지표들을 정의 했으며, 설계 영역은 설계 디자인들의 조합을 통해서 생성했다. 우리는 에너지를 효율적으로 사용하는 디자인들을 얻기 위해 상위 계층 동작 예측을 사용하여 디자인의 고려사항들을 결정하였다. 우리는 다앙한 예측을 위해서 한 무리의 병렬성, radix, 저장 형태의 선택등을 갖는 성능 지표화된 디자인의 집합을 Xilinx Virtex-2 상에서 구현하였다. 우리의 디자인들은 Xilinx 라이브러리에 있는 최적화된 디자인들보다 에너지 손실이 57%에서 78%정도 감소했다. 에너지-영역-시간(EAT)과 같은 이해하기 쉬운 지표를 이용한 결과, 우리의 디자인들이 Xilinx의 디자인보다 3-13 배의 성능 개선 효과를 나타냈다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권4호
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• pp.305-312
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• 2005

본 논문은 알고리즘 레벨에서 FPGA를 이용하여 에너지 효율이 높은 기법을 제안한다. 제안한 기법을 기반으로 FPGA와 행렬곱셈용 신호처리응용을 위한 고효율 설계 기술을 제안한다. 또한 이러한 신호처리응용 수행시 지연시간과 에너지 효율 측면에서의 FPGA 성능을 분석한다. Xilinx Virtex-II를 대상으로 Virtex-II Pro와 Texas Instrument TMS320C6415에 내장되는 Power PC 코어에서 구동되는 Xilinx library와 기존 알고리즘을 본 논문 기법과의 성능 비교를 수행한다. 성능 비교는 high-level에서 에너지와 지연 시간에 대한 유도 공식을 통한 추정치와 low-level 시뮬레이션을 통해 평가하였다. FFT에 대해 본 논문에서 제안한 기법은 Xilinx library와 DSP에 비해 각각 $60\%,\;56\%$ 적은 에너지를 소모한다는 결과를 얻었다. 또한 임베디드 프로세서와 비교해 EAT지수에서 10배의 개선을 보여준다. 위와 같은 결과는 FPGA가 DSP나 임베디드 프로세서에 비해 월등한 성능을 보여준다는 견해에 결정적인 단서가 된다 또한, 이는 FPGA가 앞의 두 종류의 디바이스에 비해 더 적은 전력을 소모하면서 동시에 더 나은 성능을 보인다는 사실을 보여준다.