One of the issues in extending the range of applicable problems of real-time hybrid simulation is the computation speed of the simulator when large-scale computational models with a large number of DOF are used. In this study, functionality of real-time dynamic simulation of MDOF systems is achieved by creating a logic circuit that performs the step-by-step numerical time integration of the equations of motion of the system. The designed logic circuit can be implemented to an FPGA-based system; FPGA (Field Programmable Gate Array) allows large-scale parallel computing by implementing a number of arithmetic operators within the device. The operator splitting method is used as the numerical time integration scheme. The logic circuit consists of blocks of circuits that perform numerical arithmetic operations that appear in the integration scheme, including addition and multiplication of floating-point numbers, registers to store the intermediate data, and data busses connecting these elements to transmit various information including the floating-point numerical data among them. Case study on several types of linear and nonlinear MDOF system models shows that use of resource sharing in logic synthesis is crucial for effective application of FPGA to real-time dynamic simulation of structural response with time step interval of 1 ms.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.23
no.9
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pp.124-129
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2009
Recently, PWM inverter is widely utilized for many industrial applications such as high performance drive and space vector pulse width modulation(SVPWM) inverter which has high voltage ratio and low harmonics compared to conventional PWM inverter. This paper presents the implementation on a field programmable gate array(FPGA) of a SVPWM module for a voltage source inverter. The SVPWM module consists of PWM generator, current and position sensor interface and dead time compensator. The implemented SVPWM module can be integrated with a digital signal processor(DSP) to provide a flexible and effective solution for high performance voltage source inverter and for the use of multi-motor control. The performance of SVPWM module is verified by simulation and several experimental results.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers A
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v.48
no.12
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pp.1554-1563
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1999
This paper presents the design of high speed processor for a sequence logic control using field programmable gate array(FPGA). The sequence logic controller is widely used for automating a variety of industrial plants. The FPGA designed by VHDL consists of program and data memory interface block, input and output block, instruction fetch and decoder block, register and ALU block, program counter block, debug control block respectively. Dedicated clock inputs in the FPGA were used for high speed execution, and also the program memory was separated from the data memory for high speed execution of the sequence instructions at 40 MHz clock. Therefore it was possible that sequence instructions could be operated at the same time during the instruction fetch cycle. In order to reduce the instruction decoding time and the interface time of the data memory interface, an instruction code size was implemented by 16 bits or 32 bits respectively. And the real time debug operation was implemented for easy debugging the designed processor. This FPGA was synthesized by pASIC 2 SpDE and Synplify-Lite synthesis tool of Quick Logic company. The final simulation for worst cases was successfully performed under a Verilog HDL simulation environment. And the FPGA programmed for an 84 pin PLCC package was applied to sequence control system with inputs and outputs of 256 points. The designed processor for the sequence logic was compared with the control system using the DSP(TM320C32-40MHz) and conventional PLC system. The designed processor for the sequence logic showed good performance.
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2014.06a
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pp.243-245
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2014
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템에서 OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 따른 4096QAM 의 uncoded-BER(Bit Error Rate) 및 성상도를 측정하였다. uncoded-BER 은 수신기의 FEC(Forward Error Correction) 복호기 이전에서 측정된 BER 을 의미한다. 측정을 위해, OFDM 을 사용하는 DVB-C2(Digital Video Broadcasting for Cable Systems 2) 송수신기를 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용하여 구현하였으며, OFDM 심벌의 CP(Cyclic Prefix)를 이용하여 OFDM 심벌 동기를 수행하였다. 일반적으로, OFDM 심벌 동기는 OFDM 심벌에서 CP 가 반복된다는 특성을 이용한 상관기를 사용한다. 또한, ISI(Inter Symbol Interference) 및 ICI(Inter Channel Interference)를 최소화하기 위해, 채널의 최대 지연시간을 고려하여 CP 내에서 OFDM 심벌 동기가 획득된다. 이럴 경우 수신기에서는 각 부반송파에 할당된 QAM 심벌들의 위상 회전이 발생하지만, 등화기에서 이러한 위상 회전이 보상된다. 부반송파에 할당된 파일롯 심벌들을 이용하여 채널 추정 및 보상을 하는 등화기에서, 파일롯 심볼들도 OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 의해 위상회전이 발생하기 때문에 채널 추정 값에 영향을 미친다. 따라서, 본 논문에서는 4096QAM 과 ZF-LE(Zero Forcing Linear Equalizer)를 사용한 경우, OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 따른 uncoded-BER 및 성상도의 측정 결과를 제시하였다.
Jang, Sung-Joon;Lee, Sang-Seol;Choi, Jung-Min;Choi, Byeong-Ho;Kim, Je Woo
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2016.06a
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pp.256-257
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2016
지상파 UHD 방송의 시행 및 확대를 목표로 세계 각 국에서 정부 민간 차원의 대규모 투자 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 기존 HD 방송 대비 데이터양이 막대하게 증가되기 때문에 실시간 고효율 처리를 위한 기술 개발 및 연구가 진행되고 있다. 특히 UHD 방송 제작 관련하여 UHD 카메라로부터 영상 및 음향을 실시간으로 획득하고 편집된 영상을 재생하기 위한 시스템 개발이 최근 주요 방송장비 업체 주도로 진행되고 있다. 이에 본 논문은 최대 2 채널의 4K UHD 영상 데이터를 동시에 실시간으로 획득 및 재생하기 위한 FPGA (Field Programmable Gate Array) 및 고속 입출력 인터페이스 기반의 하드웨어 플랫폼을 제안하였다. 또한 카메라/디스플레이와 편집 서버 간의 데이터의 고속 고효율 전송을 위한 로직을 HDL(Hardware Design Language) 설계하여 FPGA 내에 탑재하고 카메라/디스플레이/편집 서버와 통합하였다. 시험 결과 2 채널 4K 60fps 영상 데이터를 정상적으로 획득 및 재생하였다.
Lee, Sang-Seol;Jang, Sung-Joon;Choi, Jung-Min;Kim, Je Woo
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2016.06a
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pp.258-259
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2016
일반적으로 UHD 방송 편집 시스템에서 UHD 영상의 데이터양이 막대하기 때문에 실시간 전송을 위해 코덱과 함께 압축하여 편집 서버로 혹은 편집 서버로부터 스트림 형태로 전송한다. BT.1120 형태로 전송 송출된 SDI (Serial Digital Interface) 내장 음향 데이터는 영상과 달리 보조 데이터 영역에 다른 메타 데이터들과 함께 합성되어 전송 송출되기 때문에 추출 및 합성이 상대적으로 어렵다. 특히 재생을 위해서는 영상 코덱으로부터의 출력 영상과의 동기를 고려해야 하고 음향 데이터를 BT.1120 표준에 맞춰 보조 데이터 영역에 합성해야하기 때문에 개발에 어려움이 있다. 이에 본 논문은 UHD 영상/음향 데이터의 실시간 획득/재생 시스템에서의 SDI 내장 음향 데이터의 추출 및 합성을 위한 FPGA (Field Programmable Gate Array) 기반 하드웨어 플랫폼을 제안하였다. 또한, 이를 위한 음향 데이터 추출 로직과 합성 로직을 HDL(Hardware Design Language) 설계하여 FPGA 내에 탑재하고 카메라/디스플레이/편집 서버와 통합하였다. 시험 결과 4K 60fps 데이터에서 정상적으로 영상과 음향을 분리/획득 및 합성/재생하였다.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2006.10c
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pp.575-580
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2006
인터넷 네트워크에 존재하는 방화벽(Firewall) 또는 라우터(Router) 장비에서의 패킷 필터 기능은 모든 방화벽 장비의 기본적인 기능이 될 수 있다. 하지만 최근에 등장한 세션기반의 악의적 침입과 바이러스의 출현으로 패킷 필터기는 단순한 정적 패킷 필터 기능이 아닌 상태기반 패킷 필터의 동적 패킷 필터 기능을 요구하게 되었다. 또한 최근에 인터넷 속도가 급증하는 환경변화에 맞추어 방화벽 장비의 TCP 패킷 처리기능은 매우 빠른 처리속도를 요구하고 있다. 이에 우리는 매우 빠른 고속의 TCP 상태기반 패킷 필터 처리를 요구하는 에지(Edge)급 라우터의 방화벽 옵션카드를 만들기 위해 하드웨어 기반의 TCAM(Ternary CAM) 관리를 이용한 TCP 세션 상태기반 (Stateful) 패킷 필터기를 구현하였으며, TCAM 제어와 패킷의 상태기반 검사 등 모든 기능처리는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 하드웨어 로직(Logic) 및 상태기(State Machine)로 구현하였다. 그리고 본 논문의 구현방식을 적용한 방화벽 옵션카드는 인-라인(In-line) 모드로 구성될 경우 1GHz 이상의 Wire Speed를 만족하는 처리성능을 보여주었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.16
no.4
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pp.199-205
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2016
We present a novel schematic using a 3-dB coupler to transmit radiofrequency (RF) power to two receivers selectively. Whereas previous multiple receiver supporting schemes used hardware-switched methods, our scheme uses a soft power-allocating method, which has the advantage of variable power allocation in real time to each receiver. Using our scheme, we can split the charging area and focus the RF power on the targeted areas. We present our soft power-allocating method in three main points. First, we propose a new power distribution hardware structure using a FPGA (field-programmable gate array) and a 3-dB coupler. It can reconfigure the transmitting power to two receivers selectively using accurate FPGA-controlled signals with the aid of software. Second, we propose a power control method in our platform. We can variably control the total power of transmitter using the DC bias of the drain input of the amplifier. Third, we provide the possibility of expansion in multiple systems by extending these two wireless power transfer systems. We believe that this method is a new approach to controlling power amplifier output softly to support multiple receivers.
High-performance Phase-Locked Loops (PLLs) are critical for grid synchronization in grid-tied power electronic applications. In this paper, a new single-phase All Digital Phase-Locked Loop (ADPLL) is proposed. It features fast transient response and good robustness under distorted grid conditions. It is designed for Field Programmable Gate Array (FPGA) implementation. As a result, a high sampling frequency of 1MHz can be obtained. In addition, a new OSG is adopted to track the power frequency, improve the harmonic rejection and remove the dc offset. Unlike previous methods, it avoids extra feedback loop, which results in an enlarged system bandwidth, enhanced stability and improved dynamic performance. In this case, a new parameter optimization method with consideration of loop delay is employed to achieve a fast dynamic response and guarantee accuracy. The Phase Detector (PD) and Voltage Controlled Oscillator (VCO) are realized by a Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm and a Direct Digital Synthesis (DDS) block, respectively. The whole PLL system is finally produced on a FPGA. A theoretical analysis and experiments under various distorted grid conditions, including voltage sag, phase jump, frequency step, harmonics distortion, dc offset and combined disturbances, are also presented to verify the fast dynamic response and good robustness of the ADPLL.
Radio Frequency Identification (RFID) is an automatic identification method. Information such as identification, logistics history, and specification of products are written and stored into the memory of RFID tags (that is, transponders), and retrieved through RF communication between RFID reader device and RFID tags. RFID systems have been applied to many fields of transportation, industry, logistics, environment, etc in order to improve business efficiency and reduce maintenance cost as well. Recently, some research results are announced in which RFID devices are combined with other sensors for mobile robot localization. In this paper, design of multi-protocol baseband for RFID reader device is proposed, and the baseband modem is implemented into SoC (System On a Chip). The baseband modem SoC for multi-protocol RFID reader is composed of several IP (Intellectual Property) blocks such as multi-protocol blocks, CPU, UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter), memory, etc. As a result, the SoC implemented with FPGA(Field Programmable Gate Array) is applied to real product. It is shown that the size of RFID Reader module designed with the FPGA becomes smaller, and the SoC chip price for the same function becomes cheap. In addition, operation performance could be the same or better than that of the product with no SoC applied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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