• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권3호
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• pp.165-175
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• 2010

This paper presents a fine-grain supply-voltage-control scheme for low-power FPGAs. The proposed supply-voltage-control scheme detects the critical path in real time with small overheads by exploiting features of asynchronous architectures. In an FPGA based on the proposed supply-voltage-control scheme, logic blocks on the sub-critical path are autonomously switched to a lower supply voltage to reduce the power consumption without system performance degradation. Moreover, in order to reduce the overheads of level shifters used at the power domain interface, a look-up-table without level shifters is employed. Because of the small overheads of the proposed supply-voltage-control scheme and the power domain interface, the granularity size of the power domain in the proposed FPGA is as fine as a single four-input logic block. The proposed FPGA is fabricated using the e-Shuttle 65 nm CMOS process. Correct operation of the proposed FPGA on the test chip is confirmed.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.675-687
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• 2017

In the aerospace industry, we have produced various models according to operational conditions and the environment after development of the base model is completed. Therefore, when design change is necessary, there are modification and updating costs of the circuit whenever environment variables change. For these reasons, recently, in various fields, system designs that can flexibly respond to changing environmental conditions using field programmable gate arrays (FPGAs) are attracting attention, and the rapidly changing aerospace industry also uses FPGAs to organize the system environment. In this paper, we design the controller area network (CAN) intellectual property (IP) protocol used instead of the avionics protocol that includes ARINC-429 and MIL-STD-1553, which are not suitable for small unmanned aerial vehicle (UAV) systems at the register transistor logic (RTL) level, which does not depend on the FPGA vender, and we verify the performance. Consequentially, a Spartan 6 FPGA model-based system on chip (SoC) including an embedded system is constructed by using the designed CAN communications IP and Xilinx Microblaze, and the configured SoC only recorded an average 32% logic element usage rate in the Spartan 6 FPGA model.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권11호
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• pp.40-49
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• 2009

HAO는 코바 기반의 로직 컴포넌트를 수용하기 위해 FPGA에 탑재되는 ORB엔진이다. 본 논문은 HAO기반 로직 컴포넌트 개발을 지원하기 위해, IDL로부터 하드웨어 기술 언어인 VHDL로의 변환 규칙과 이에 따른 스켈리톤 로직의 생성에 대해 기술한다. 이를 통해, 범용 프로세서, FPGAs 등의 분산 다중 프로세서 환경에서 컴포넌트간의 상호운용성을 보장할 수 있으며, 아울러, 로직 수준의 컴포넌트 개발을 통해 성능 개선이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권4호
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• pp.97-102
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• 2007

본 논문은 부분 재구성 설계방법을 이용하여 Xilinx Virtex4 FPGA로 구현된 재구성형 FIR 필터의 구조를 제시한다. 설계한 재구성형 FIR 필터는 저 전력 소비, 자율적 채택, 재구성 능력 등 모든 목적에 부합하는 재구성 가능한 디지털 신호처리 구조이며, 다양한 주파수 응답에 적용 할 수 있는 FIR 필터이다. 구현된 재구성형 FIR 필터는 재구성 모듈의 추가 또는 제거를 통한 설계의 유연성과 면적 효율성을 보장하며, 다양한 차수의 필터연산 수행이 가능하다. 제안된 부분 재구성형 FIR 필터는 기존 FIR 필터의 설계방법과 비교하여, 면적 효율성, 설계의 유연성 및 구성 시간의 향상을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2388-2404
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• 2012

Cryptographic hash functions are widely used in many information security applications like digital signatures, message authentication codes (MACs), and other forms of authentication. In response to recent advances in cryptanalysis of commonly used hash algorithms, National Institute of Standards and Technology (NIST) announced a publicly open competition for selection of new standard Secure Hash Algorithm called SHA-3. One important aspect of this competition is evaluation of hardware performances of the candidates. In this work we present efficient hardware implementations of SHA-3 finalists: JH, Keccak and Skein. We propose high speed architectures using Look-Up Table (LUT) resources on FPGAs, to minimize chip area and to reduce critical path lengths. This approach allows us to design data paths of SHA-3 finalists with minimum resources and higher clock frequencies. We implemented and investigated the performance of these candidates on modern and latest FPGA devices from Xilinx. This work serves as performance investigation of leading SHA-3 finalists on most up-to-date FPGAs.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1B호
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• pp.47-55
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• 2009

최근의 네트워크 침입탐지 시스템에서는 침입이 의심되는 패킷을 나타내는 데 정규표현식이 사용되고 있다. 고속 네트워크를 통해서 입력되는 패킷을 실시간으로 검사하기 위해서는 하드웨어 기반 패턴 매칭이 필수적이며 변화되는 패턴 규칙을 다루기 위해서는 FPGA와 같은 재구성 가능한 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. FPGA의 동작 속도 제한으로 바이트 단위의 패킷 검사로는 실시간 검사를 할 수 없는 경우에 이를 해결하기 위해서 여러 바이트 단위로 검사하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 정규표현식 패턴 매칭을 n바이트 단위로 처리하는 하드웨어의 구조와 설계 방법을 제시하고 이에 대한 패턴 매칭 회로 생성기를 구현한다. Snort 규칙에 대해 FPGA로 합성된 하드웨어는 n=4일 때에 규칙에 따라서 $2.62{\sim}3.4$배의 처리 속도 향상을 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권5호
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• pp.1192-1205
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• 2016

Field programmable gate array (FPGA)-based systems are thought to be a practical option to replace certain obsolete instrumentation and control systems in nuclear power plants. An FPGA is a type of integrated circuit, which is programmed after being manufactured. FPGAs have some advantages over other electronic technologies, such as analog circuits, microprocessors, and Programmable Logic Controllers (PLCs), for nuclear instrumentation and control, and safety system applications. However, safety-related issues for FPGA-based systems remain to be verified. Owing to this, modeling FPGA-based systems for safety assessment has now become an important point of research. One potential methodology is the dynamic flowgraph methodology (DFM). It has been used for modeling software/hardware interactions in modern control systems. In this paper, FPGA logic was analyzed using DFM. Four aspects of FPGAs are investigated: the "IEEE 1164 standard," registers (D flip-flops), configurable logic blocks, and an FPGA-based signal compensator. The ModelSim simulations confirmed that DFM was able to accurately model those four FPGA properties, proving that DFM has the potential to be used in the modeling of FPGA-based systems. Furthermore, advantages of DFM over traditional reliability analysis methods and FPGA simulators are presented, along with a discussion of potential issues with using DFM for FPGA-based system modeling.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.564-571
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• 1996

본 논문에서는 새로운 ASIC 구조로 최근에 관심을 모으고 있는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑에 관한 것이다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 순차회로 기술 매핑방법은 먼저 6개 또는 7개의입력을가지는 조합 및 순차 노드에대해서 전처리 기를 사용하여 한 출력 CLB에매핑하고, 매핑안된나머지 중 순차회로합병 조건에 만족 하는 6개 혹은 7개 입력 변수를 갖는 노드부터 CLB에 매핑한다. 본 고에서 제안한 순차 회로 기술 매핑 방법이 간단하면서 만족스런 수행 시간과 결과를 얻었다. 여러개의 벤치마크 화로를 sis-pga(map_together 및 map_scparate)순차회로 합성 시스템과 비교 하였으며, 실험결과는 본 시스템이 sis-pga 보다 17% 이상 성능이 좋다는 결과를 보여 주고 있다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권11호
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• pp.2923-2930
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• 1997

본 논문에서는 최근에 관심을 모으고 있는Table Look- Up형의 FPGA를 위한 다출력 함수로직 합성 알고리즘에 대해 기술한다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 다출력 함수 로직 합성 방법은 기능적 분해 방법을 사용하였으며, 이 방법을 이용한 2가지의 새로운 알고리즘을 설명한다. 첫번째는 한 출력에 적용한 Rofh-Karp 알고리즘을 다출력에 웅용할 수 있도록 확장하였으며, 두 번째는 분해과정에서 공통 분해 함수를 찾는 효과적 인 알고리즘을 제안한다. 기술 매핑의 최적화 대상은 CLB 개수를 고려했으며, 벤치마크 테스트를 통한 일반적인 회로에 적용성 검증, 기존 알고리즘과의 성능 비교 및 개선에 대해 연구하였다. 논리 설계 합성기 구성 과정에서 새로운 알고리즘을 구현하여 실험한 결과를 기존의 다출력 함수 분해 방법과 비교하면 CLB 의 개수, 네트 수 등 성능과 수행 시간에서 매우 만족할 만한 결과를 얻었다．

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.563-566
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• 2003

We have designed the power control unit which belongs to the power cabinet and controls the power supplied to Control Rod Drive Mechanism(CRDM) as a digital system based on Digital Signal Processor(DSP). The power control unit dualized as the form of Master/Slave has had its increased reality. The Central Process Unit(CPU) board of a power control unit possesses two Digital Signal Processors(DSPs) of the control DSP for performing the tasks of power control and system monitoring and the communication of the Control DSP and the Communication DSP. To accomplish the functions requested in the power control unit effectively, we have installed Field Programmable Gate Arrays(FPGAS) on the CPU board and have FPGAs perform the memory mapping, the generation of each chip selection signal, the giving and receiving of the signals between the power controllers dualized, the fault detection and the generation of the firing signals.