• 한국통신학회논문지
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• 제30권2A호
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• pp.129-136
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• 2005

지정된 비트 크기를 갖는 승산기 코어의 Verilog-HDL 모델을 생성하는 가변 정밀도 승산기 생성기 (VPM_Gen; Variable-Precision Multiplier Generator)에 대해 기술한다. 사용자의 필요에 따라 승수와 피승수의 비트 수를 8-비트${\sim}32$-비트 범위에서 1-비트 단위로 선택할 수 있으며, 승산결과는 $8-b{\sim}64-b$ 범위에서 2-비트 단위로 절사할 수 있도록 함으로써 총 3,455 가지 승산기 코어를 생성할 수 있다. 승산결과가 절사되는 경우, 절사되는 부분의 회로를 제거함으로써 게이트 수와 전력소모가 각각 최대 40%와 30% 감소되도록 하였으며, 이를 통해 효율적인 저전력 승산기 코어가 구현되도록 하였다. 또한, 절사 비트 수에 따른 적응 오차보상 방법을 적용함으로써 절사오차가 최소화되도록 하였다. VPM_Gen에 의해 생성되는 승산기 코어는 Xilinx FPGA 보드와 논리분석기를 통하여 그 기능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.323-329
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• 2002

N-비트$\times$N-비트 2의 보수 승산에서 승산결과 2N-비트만을 출력하는 절사형 Booth 승산기의 절사오차 최소화를 위한 효율적인 오차보상 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 작은 칩 면적과 저전력 특성을 갖는 절사형 승산기를 설계하고 면적, 절사오차 등을 기존의 방식과 비교하였다. 제안된 절사형 Booth 승산기는 승산결과의 하위 N-비트를 계산하는 회로를 생략하므로, 절사되지 않은 일반 승산기에 비해 게이트 수가 약 35% 정도 감소한다. 본 논문에서 설계된 절사형 Booth 승산기는 기존의 고정 오차보상 방법을 적용한 경우에 비해 평균오차를 약 60% 정도 줄일 수 있다. 제안된 방법을 적용하여 16-비트$\times$16-비트 절사형 승산기를 0.35-$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 이용하여 full-custom 방식으로 설계하였다. 약 3.000개의 트랜지스터로 구성되는 승산기 코어는 330-$\mu\textrm{m}$$\times$262-$\mu\textrm{m}$의 면적을 가지며, 3.3-V 전원전압에서 200-MHz로 동작 가능하며 약 20-㎽의 전력소모 특성을 갖는다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.617-620
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• 2001

N-비트$\times$N-비트 승산에서 승산결과 2N-비트 중 상위 N-비트만을 출력하는 절사형(truncated) Booth 승산기의 절사오차 최소화를 위한 효율적인 오차보상 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 작은 칩 면적과 저전력 특성을 갖는 절사형 승산기를 설계하고 면적, 절사오차 등을 기존의 방식과 비교하였다. 제안된 절사형 Booth승산기는 승산결과의 하위 N-비트를 계산하는 회로를 생략하므로 절사되지 않은 일반 승산기에 비해 게이트 수가 약 35%~4o% 정도 감소한다. 본 논문에서 설계된 전사형 Booth 승산기는 기존의 고정 오차보상 방법을 적용한 경우에 비해 평균오차를 약 30%~40% 정도 줄일 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권9호
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• pp.55-65
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• 2000

본 논문에서는 DSP등에서 응용될 수 있는 저전력 곱셈기를 제안하다. 많은 DSP 러풀리케이션에서 곱셈기의 모든 출력을 사용하는 것이 아니라, 그중 상위 비트만을 취해서 사용한다. Kidambi는 이런 개념에 기본하며 절단된 곱셈기를 제안하였다. 본 논문에서는 이 개념을 실제로 사용이 가능한 Booth 곱셈기에 적용한다. 이전 논문에서는 고려하지 않은 0 입력에 대한 0 출력을 보장하였다. 그리고, 비트수 확장법을 제안하여 더욱더 오차를 감소시켰다. 그리고, 이 필터를 FIR 필터 설계에 적용하여 더욱 효율적으로 회로를 구성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.563-569
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• 2007

모바일 통신 서비스의 발전과 반도체 기술의 발달로 모바일 기기에 멀티미디어 서비스와 2D/3D 게임과 같이 고수준의 그래픽 처리를 필요로 하는 콘텐츠가 가능하게 되었다. 모바일 기기는 특성상 더욱 작은 칩 면적과 저전력 소비의 조건이 만족되어야 하며, 본 논문에서는 이러한 모바일 기기에 적용 가능한 2D/3D 벡터 그래픽 처리용 부동소수점 절사형 승산기를 설계한다. 본 논문의 승산기는 기본적으로 radix-4 Booth 인코딩을 적용하고, 면적과 전력소모를 줄이기 위하여 절사방식을 사용한다. 구현된 절사형 승산기는 평균 퍼센트 오차가 0.00003% 정도로 모바일 기기에 충분히 적용가능하다. 승산기는 0.35um CMOS 셀 라이브러리를 이용하여 논리 합성되었고, 그 결과 절사되지 않은 기존의 radix-4 Booth 승산기에 비해 게이트 수가 약 33.8%정도 감소하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권8C호
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• pp.832-837
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• 2005

본 논문은 W 비트 입력으로부터 W 비트를 출력하늘 고정길이 제곱기의 디자인 방법을 제안한다. 효율적으로 양자화 오차를 보상하기 위해 modified Booth 인코더의 출력정보를 이용하여 오차보상 바이어스를 생성한다. 절사(truncation)된 부분이 양자화 오차에 미치는 영향에 따라 두 그룹(major/minor group)으로 나누고, 각 그룹에 서로 다른 오차보상 방법을 적용하여 절사된 부분을 보상한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 오차보상 방법이 기존의 방법에 비해 절대 양자화 최대오차, 평균오차, 분산과 각은 성능 비교 파라미터에서 각각 $30\%,\;24\%,\;43\%$ 정도 적음을 보인다. 또한, 제안한 고정길이 제곱기는 이상적인 제곱기보다 면적과 전력소모 면에서 각각 약 $28\%,\;27\%$ 까지 적음을 보인다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2002년도 정기총회 및 학술대회
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• pp.63-68
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• 2002

JPEG2000은 기존의 정지영상압축부호화 방식에 비해 우수한 비트율-왜곡(Rate-Distortion)특성과 향상된 주관적 화질을 제공하며 인터넷, 디지털 영상카메라, 이동단말기, 의학영상 등 다양한 분야에서 적용될 수 있는 새로운 정지영상압축 표준이다. 본 논문에서는 SoC(System on a Chip)설계를 고려한 JPEG2000 인코더의 구조를 제안하고 IP(Intellectual Property)를 설계 및 검증하였다. 구현된 JPEG2000 IP는 DWT(Discrete Wavelet Transform)블록, 스칼라양자화블록, EBCOT(Embedded Block Coding with Optimized Truncation)블록으로 구성되어 있다. IP는 모의실험을 통해 구현 구조에 대한 타당성을 검증하였고, 반도체설계자산연구센터에서 제시한 'RTL Coding Guideline'에 따라 HDL을 설계하였다. 특히, DWT블록은 구현시 많은 연산과 메모리 용량이 필요하므로 영상을 저장할 외부 메모리를 사용하였고, 빠른 곱셈과 덧셈연산을 위한 3단 파이프라인 부스곱셈기(3-state pipeline booth multiplier)와 캐리예측 덧셈기(carry lookahead adder)를 사용하였다. 설계된 JPEG2000 IP들은 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 라이브러리를 이용하여 Synopsys사 Design Analyzer 틀을 통해 논리 합성하였으며, Xillinx 100만 게이트 FPGA칩에 구현하여 그 동작을 검증하였다. 또한, Hard IP 설계를 위해 Avanti사의 Apollo툴을 이용하여 Layout을 수행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권11A
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• pp.1263-1270
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• 2004

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 랜 모뎀에 사용되는 고속/저전력 64-점 FFT/IFFT 프로세서 코어를 설계하였다. Radix-2/4/8 DIF (Decimation-In-Frequency) FFT 알고리듬을 R2SDF (Radix-2 Single-path Delay Feedback) 구조에 적용하여 설계하였으며, 내부 데이터 흐름 특성에 대한 분석을 토대로 데이터 패스의 불필요한 switching activity를 제거함으로써 전력소모를 최소화하였다. 회로 레벨에서는 내부의 상수 곱셈기와 복소수 곱셈기를 절사형(truncated) 구조로 설계하여 칩 면적과 전력소모가 감소되도록 하였다. Verilog-HDL로 설계된 64점 FFT/IFFT 코어는 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 약 28,100 게이트로 합성되었으며, 추출된 게이트 레벨 netlist와 SDF를 이용한 타이밍 시뮬레이션 결과, 50-MHz＠2.5-V로 안전하게 동작하는 것으로 검증되어 64점 FFT/IFFT 연산에 1.3-${\mu}\textrm{s}$가 소요될 것으로 예상된다. 설계된 코어를 FPGA에 구현하여 다양한 테스트 벡터로 동작시킨 결과 정상 동작함을 확인하였으며, 50-dB 이상의 신호대잡음비(SNR) 성능과 50-MHz＠2.5-V 동작조건에서 약 69.3-mW의 평균 전력모소를 나타내었다.