• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.875-880
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• 2019

RC4 스트림 암호화는 내부 구현이 간단하고 빠르게 암호화 할 수 있는 초경량 암호화 알고리즘으로 IEEE 802.11의 WEP와 IEEE 802.11i의 TKIP 등에 널리 이용되고 있다. RC4는 IoT 등의 제한적 자원을 갖는 시스템들에도 사용되지만 성능상 제약이 있다. RC4 암호화는 S-배열과 K-배열의 초기화 및 랜덤화를 수행하는 KSA(Key Scheduling Algorithm)와 랜덤화된 S-배열을 이용하여 암호문을 생성하는 PRGA(Pseudo-Random Generation Algorithm)의 두 단계로 구성된다. 본 논문에서는 KSA에서 발생하는 초기화 지연시간을 줄이기 위해, 랜덤화 과정에 초기화를 삽입하여 함께 처리한다. KSA의 랜덤화에서 교환(swap) 작업과 PRGA의 암호문 생성은 클러스터를 이용하여 매 클록마다 두 개의 교환 및 암호문이 생성되도록 하였다. 제안된 RC4 암호화 하드웨어 구조는 초기화 지연시간이 발생하지 않으며, 랜덤화와 키 스트림 생성율에서 다른 연구들과 비교하여 약 2배에서 6배의 성능이 향상되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.123-134
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• 2004

본 논문에서는 RC4 스트림 암호 알고리즘을 구현하는 고속 연산 구조를 제안하고, FPGA 구현 결과를 제시하였다. 기존 방식이 긴 초기화 동작이 필요하거나, S-배열 초기화 대기 시간을 제거하기 위해 S-배열을 2개 혹은 3개를 사용하는 구조를 갖는데 비해, 제안한 RC4 스트림 암호 연산 구조는 256-비트 valid-비트 엔트리 방식을 사용하여, S-배열 초기화 동작을 제거하였다. 그리고 RC4 알고리즘을 다양한 응용 분야에 사용될 수 있도록 효율적인 모듈라 연산 하드웨어를 사용하여 40 비트와 128 비트 키를 지원하도록 하였다. 제안한 RC4 스트림 암호 연산 구조를 Xilinx XCV1000E-6H240C FPGA로 구현하였다. 설계된 RC4 프로세서는 40MHz에서 106Mbps의 암호 비트 생성율의 성능을 갖고 있으며 WEP 프로세서와 RC4 키 검색 엔진에 적용 가능하다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.13-23
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• 2001

본 논문에서는 우리 나라 128 비트 블록 암호 알고리즘 표준인 SEED를 하드웨어로 구현하였다. 먼저 하드웨어 구 현 측면에서 SEED를 같은 비밀키 블록 암호 알고리즘으로 AES 최종 후보 알고리즘인 MARS, RC6, RIJNDAEL, SERPENT, TWOFISH와 비교 분석하였다. 동일한 조건하에서 분석한 결과, SEED는 MARS, RC6, TWOFISH보다는 암호 화 속도가 빨랐지만, 가장 빠른 RIJNDAEL보다는 약 5배정도 느렸다. 이에 속도 측면에서 우수한 성능을 가질 수 있는 고속 SEED 구조를 제안한다. SEED는 동일한 연산을 16번 반복 수행하므로 1라운드를 Jl 함수 블록, J2 함수 블록, key mixing 블록을 포함한 J3 함수 블록의 3단계로 나누고, 이를 파이프라인 시켜 더 빠른 처리 속도를 가지도록 하였다. G 함수는 구현의 효율성을 위해 4개의 확장된 4바이트 SS5-box 들의 xor로 처리하였다. 이를 Verilog HDL을 사용하여 ALTERA FPGA로 검증하였으며, 0.5um 삼성 스탠다드 셀 라이 브러리를 사용할 경우 파이프라인이 가능한 ECB 모드의 암호화와 ECB, CBC, CFB 모드의 복호화 시에는 384비트의 평문을 암복호화하는데 총 50클럭이 소요되어 97.1MHz의 클럭에서 745.6Mbps의 성능을 나타내었다. 파이프라인이 불 가능한 CBC, OFB, CFB 모드의 암호화와 OFB 모드의 복호화 시에는 동일 환경에서 258.9Mbps의 성능을 보였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.177-187
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• 2020

Virtualization with hypervisors is one of emerging topics in multicore processors for space. Hypervisors are software layers to make several independent virtualized environments on one processor. Since all hardware resources are virtualized and distributed only by hypervisors, overall performance of processors can be improved by fully utilizing the resources. However at the same time, there are overheads for virtualizing and distributing hardware resources. Satellites are one of hard real time systems, and performance degradation with overheads should be analyzed thoroughly. Previous research on the overheads focused on single core systems. Even the overheads were analyzed in multicore systems, SMP environment was not fully included. This paper builds SMP environment with XtratuM, one of hypervisors for space missions, and analyzes performance degradation with overheads. Two boards of GR712RC with 2 LEON3FT CPUs and GR740 with 4 LEON4 CPUs are used in experiments. On each board, SMP benchmark functions are executed on SMP environment with XtratuM and on that without XtratuM respectively. Results are analyzed to find timing characteristics including overheads. Finally, applicability of the XtratuM to flight software in SMP is also reviewed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.93-97
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• 2005

This paper proposes a design of stepper motor control in microstep driven mode using FPGA (Field Programmable Gate Array) for hardware implementation. The methods to drive stepper motor in microstep excitation mode are to control of the controlling currents in each phase windings of stepper motor with reference signals. These reference signals are used for controlling the current levels, the required variation of current levels with rotor position can be obtained from the ideal linear or sinusoidal approximations to the static torque-displacement ($T-{\theta}$) characteristic curve. In addition, the hardware implementation of stepper motor controller can be designed uses VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) and synthesis using an Altera FPGA, FLEX10K family, EPF10K20RC240-4 device as target technology and use MAX+PlusII program for overall development. A multi-stack variable-reluctance stepper motor of Sanyo Denki is used in the experiments.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.51-61
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• 2019

There are strict evaluation processes before using new processors to satellites. Engineers evaluate processors from various viewpoints including specification, development environment, and cost. From a viewpoint of computation power, manufacturers provide benchmark results with processors, and engineers decide which processors are adequate to their satellites by comparing the benchmark results with requirements of their satellites. However, the benchmark results depends on a test environment of manufacturers, and it is quite difficult to achieve similar performance in a target environment. Therefore, it is necessary to evaluate the processors in the target environment. This paper compares performance of a processor, AT697F/LEON2, in software testbed (STB) with three development boards of XC2V/LEON3, GR712RC/LEON3, and GR740/LEON4. Seven benchmark functions of Dhrystone, Stanford, Coremark, Whetstone, Flops, NBench, and MiBench are selected. Results are analyzed with hardware and software properties: hardware properties of core architecture, number of cores, cache, and memory; and software properties of build options and compilers. Based on the analysis, this paper describes a guideline for choosing processors for next generation satellites.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.29-38
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• 1985

본 논문에서는 파형 코우딩 방식에 속하는 ADPCM을 NEC 7720 DSP를 사용하여 간단하고 성능이 우수하며 유연성 (flexibility)이 뛰어난 ADPCM cosec을 실시간 구현을 하였다. ADPCM 알고리듬은 적응 양자기와 1차의 고정예측기를 사용하였으며 프로그램을 최적화하여 하나의 NEC 7720으로 4 채널을 동시에 부호화 또는 복호화 할 수 있도록 하였다. 실제 전화음성과 RC 정형 Gaussian 잡음 및 1004Ht 정현파를 사용한 컴퓨터 시뮬레이tus으로부터 NEC 7720의 연산 정확도를 조사하였으며, SNR 및 청각조사로 부터 알고리듬 수행에 필요한 값들을 결정하였다. NEC 7720의 소프트웨어는 real-time hardware emulator로 실시간 동작을 확인하였는데 부호기에서 1샘플을 부호화하는데 최대 23. 25μs가 걸리고 4 채널을 모두 부호화하는데 113.5μs가 필요하였으며, 복호기에서는 각각 24. 75μs와 119. 5μs가 소요되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.778-780
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• 1999

Arithmetic unit speed depends strongly on the algorithms employed to realize the basic arithmetic operations.(add, subtract multiply, and divide) and on the logic design. Recent advances in VLSI have increased the feasibility of hardware implementation of floating point arithmetic units and microprocessors require a powerful floating-point processing unit as a standard option. This paper describes the design of floating-point multiplier for IEEE 754-1985 Single-Precision operation. Booth encoding algorithm method to reduce partial products and a Wallace tree of 4-2 CSA is adopted in fraction multiplication part to generate the $32{\times}32$ single-precision product. New scheme of rounding and sticky-bit generation is adopted to reduce area and timing. Also there is a true sign generator in this design. This multiplier have been implemented in a ALTERA FLEX EPF10K70RC240-4.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권8C호
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• pp.1210-1217
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• 2004

LILI-II 스트림 암호는 NESSIE 후보로 제안된 바 있는 LILI-128의 성능개선 알고리듬이다. 이 알고리듬은 클럭 조절형 스트림 암호방식이며, 구조적으로 동기식 논리회로 구현시 속도가 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 문제를 보완하고자 4-비트 병렬 LFSR을 제안하였으며, 각 레지스터 비트는 4개의 서로 다른 귀환 또는 이동 경로를 갖게 된다. 그리고 ALTERA 사의 Max+plus II 툴과 FPGA 소자(EPF10K20RC240-3)를 선정하여 하드웨어 구현 및 타이밍 시뮬레이션을 실시하였으며. 최신 Lucent ASIC 소자 기술(LV160C, 0.13$\mu\textrm{m}$ CMOS ＆ 1.5v technology)로 설계시 지연시간이 1.8㎱ 이하였고, 500 Mbps 이상의 고속화가 가능함을 확인하였다. 마지막으로 LILI-II 암호를 병렬 구현시 속도가 4, 8, 또는 16 Gbps (m=8. 16 또는 32)로 고속화 가능함을 제시하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권4호
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• pp.243-248
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• 2005

The UAV (Unmanned Aerial Vehicle) systems like unmanned autonomous helicopters are used in various missions of flight navigation and used to collect the environmental information of the surroundings. To realize the full functionalities of the UAV, the software part becomes a challenging problem. In this paper embedded real-time software architecture for unmanned autonomous helicopter is proposed that guarantee real-time performance of hard-real time tasks and re-configurability of soft-real time and non-real time tasks. The proposed software architecture has four layers: hardware, execution, service agent and remote user interface layer according to the reactiveness level for external events. In addition, the layered separation of concurrent tasks makes different kinds of mission reconfiguration possible in the system. An Unmanned autonomous helicopter system was implemented (Kyosho RC Helicopter) in our lab to test and evaluate the performance of the proposed system.