• 전자공학회논문지C
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• 제35C권2호
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• pp.29-35
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• 1998

This paper describes architectures and design of a SIMD type parallel image processing chip called SliM-II. The chiphas a linear array of 64 processing elements (PEs), operates at 30 MHz in the worst case simulation and gives at least 1.92 GIPS. In contrast to existing array processors, such as IMAP, MGAP-2, VIP, etc., each PE has a multiplier that is quite effective for convolution, template matching, etc. The instruction set can execute an ALU operation, data I/O, and inter-PE communication simulataneously in a single instruction cycle. In addition, during the ALU/multiplier operation, SliM-II provides parallel move between the register file and on-chip memory as in DSP chips, SliM-II can greatly reduce the inter-PE communication overhead, due to the idea a sliding, which is a technique of overlapping inter-PE communication with computation. Moreover, the bandwidth of data I/O and inter-PE communication increases due to bit-parallel data paths. We used the COMPASS$^{TM}$ 3.3 V 0.6.$\mu$m standrd cell library (v8r4.10). The total number of transistors is about 1.5 muillions, the core size is 13.2 * 13.0 mm$^{2}$ and the package type is 208 pin PQ2 (Power Quad 2). The performance evaluation shows that, compared to a existing array processors, a proposed architeture gives a significant improvement for algorithms requiring multiplications.s.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.83-88
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• 2007

이 논문은 MOS 전류모드 논리 (MOS current-mode logic circuit, MCML) 회로를 이용하여 저 전력 특성을 갖는 8${\times}$8 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 이 8${\times}$8 병렬 곱셈기는 제안한 MCML 구조의 전가산기와 기존의 전가산기를 이용하여 설계하였다. 설계한 곱셈기는 기존 곱셈기에 비해 전력소모에서 9.4% 감소하였으며, 전력소모와 지연시간의 곱에서 11.7%의 성능향상이 있었다. 이 회로는 삼성 0.35${\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.53-61
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• 2004

본 논문에서는 고속의 곱셈-누적 연산을 수행할 수 있는 새로운 MAC(Multiplier- Accumulator)의 구조를 제안하였다. 부분 곱의 생성을 위해서 1의 보수 기반의 고속 Booth 알고리즘(Modified Booth Algorithm, MBA)를 이용하였고 다수의 부분 곱을 더하기 위해서 CSA(Carry Save Adder)를 이용하였다. 부분 곱을 더하는 과정에서 Booth 인코딩 시 이용한 1의 보수 체계를 2의 보수 체계로 보상하고 이전 합과 캐리를 누적하는 연산을 수행하여 고속의 누적 연산이 가능한 구조를 제안한다. 또한 부분 곱의 덧셈에서 하위 비트들을 2 비트 CLA(Carry Look-ahead Adder)를 이용하여 연산함으로써 최종 덧셈기의 입력 비트수를 줄임으로써 전체적인 임계경로를 감소시켰다. 제안된 MAC을 JPEG2000을 위한 DWT (Discrete Wavelet Transform) 필터링 연산에 적용하여 고속의 디지털 신호처리가 가능함을 보였고 기존의 연구와 비교하여 향상된 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.173-176
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• 2002

This paper is about a high-speed MAC (multiplier and accumulator) design applying radix-4 and radix-8 Booth's algorithm at the same time. The optimized hybrid radix design for high speed MAC has taken advantage of both a radix-4 and a radix-8 architectures. A radix-4 architecture meets high-speed, but it takes much more power and chip area than a radix-8 architecture. A radix-8 architecture needs less power and chip area than the other, but it has a bottleneck of generating three times the multiplicand problem. An optimized hybrid architecture performs the radix-4 multiplication partially in parallel with the generation of three times the multiplicand for use of the radix-8 multiplication. It reduces the concerned bit width of multiplier in radix-8 multiplication.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.125-128
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• 2002

This paper is about a high-speed MAC (multiplier and accumulator) design applying radix-4 and radix-8 Booth's algorithm at the same time. The optimized hybrid radix design for high speed MAC has taken advantage of both a radix-4 and a radix-8 architectures. A radix-4 architecture meets high-speed, but it takes much more power and chip area than a radix-8 architecture. A radix-8 architecture needs less power and chip area than the other, but it has a bottleneck of generating three times the multiplicand problem. An optimized hybrid architecture performs tile radix-4 multiplication partially in parallel with the generation of three times the multiplicand for use of tile radix-8 multiplication. It reduces the concerned bit width of multiplier in radix-8 multiplication.

• 전자공학회논문지C
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• 제34C권2호
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• pp.29-37
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• 1997

A new algorithm and parallel architecture for high-speed complex number multiplication is presented, and a prototype chip based on the proposed approach is designed. By employing redundant binary (RB) arithmetic, an N-bit complex number multiplication is simplified to two RB multiplications (i.e., an addition of N RB partial products), which are responsible for real and imaginary parts, respectively. Also, and efficient RB encoding scheme proposed in this paper enables to generate RB partial products without additional hardware and delay overheads compared with binary partial product generation. The proposed approach leads to a highly parallel architecture with regularity and modularity. As a results, it results in much simpler realization and higher performance than the classical method based on real multipliers and adders. As a test vehicle, a prototype 8-b complex number multiplier core has been fabricated using $0.8\mu\textrm{m}$ CMOS technology. It contains 11,500 transistors on the area of about $1.05 \times 1.34 textrm{mm}^2$. The functional and speed test results show that it can safely operate with 200 MHz clock at $V_{DD}=2.5 V$, and consumes about 90mW.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권3호
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• pp.147-150
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• 2007

본 논문에서는 작은 점유면적과 저 전력 소모 특성을 갖도록 CPL(Complementary Pass-Transistor Logic) 논리구조의 전가산기에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 회로구성상 CPL 논리구조는 CMOS 논리구조에 비해 NMOS 트랜지스터만을 사용하기 때문에 작은 면적을 소비한다. 저 전압 스윙 기술은 회로에 공급되는 전압보다 낮은 전압 레벨에서 출력 동작을 하여 전력 소모를 감소시키는 기술이다. 본 논문에서는 전가산기의 출력 단에 사용되는 인버터에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 소모 특성을 갖는 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다 설계한 회로는 17.3%의 전력 소모 감소와 16.5%의 전력소모와 지연시간의 곱(Power Delay) 감소가 이루어졌다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권9호
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• pp.11-20
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• 1998

고속 복소수 연산장치는 채널등화, 동기신호 복원, 변조 및 복조 등 디지탈 통신 시스템의 기저대역 신호처리에 필수적인 기능블록이다. 본 논문에서는 redundant binary (RB) 연산과 radix-4 Booth recoding을 결합한 새로운 복소수 승산 알고리듬을 제안한다. 제안되는 복소수 승산 방법은 실수 승산기를 사용하는 기존의 방법과 비교하여 부분곱의 수를 반으로 감소시키며, 단순화된 병렬구조로 구현되므로 고속 동작 및 저전력 소모를 가능하게 한다. 제안된 알고리듬을 적용하여 10-bit operand를 갖는 prototype 복소수 승산-누적기(complex-number multiplier-accumulator ; CMAC) 코어를 0.8-㎛ N-Well CMOS 공정으로 설계, 제작하였다. 제작된 CMAC 칩은 18,000여개의 트랜지스터로 구성되며, 코어부분의 면적은 약 1.60 × 1.93 ㎟이다. 제작된 칩을 테스트 보드에 실장하여 특성을 평가한 결과, 전원전압 V/sub DD/=3.3-V에서 120-MHz의 속도로 동작함을 확인하였으며, 이때의 전력소모는 약 63-mW로 측정되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.81-93
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• 2000

본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 핵심 연산인 모듈로 멱승의 처리속도를 향상시키기 위한 방법으로 하이래딕스 (High-Radix) 연산 방식과 CRT(Chinese Remainder Theorem)를 적용한 새로운 하드웨어 구조를 제안한다. 모듈로 멱승의 기본 연산인 모듈로 곱셈은 16진 연산 방법을 사용하여 PE(Processing Element)의 개수를 1/4고 줄임으로써, 기존의 이 진 연산 방식에 비해 클럭 수차 파이프라이닝 플립플롭의 지연시간을 1/4로 줄였다. 복호화시에는 합성수인 계수 N 의 인수, p, q를 알고 있는 점을 이용하여 속도를 향상시키는 일반적인 방법인 CRT 알고리즘을 적용하였다. 즉, s비트 의 키에 대해, s/2비트 모듈로 곱셈기 두 개를 병렬로 동시 수행함으로써 처리 속도를 CRT를 사용하지 않을 때보다 4 배정도 향상시켰다. 암호화의 경우는 두 개의 s/2비트 모듈로 곱셈기를 직렬로 연결하여 s/비트에 대한 연산이 가능하도록 하였으며 공개키는 E는 17비트까지의 지수를 허용하여 빠른 속도를 유지하였다. 모듈로 곱셈은 몽고메리 알고리즘을 변형하여 사용하였으며, 그 내부 계산 구조를 보여주는 데이터 종속 그래프(Dependence Graph)를 수평으로 매핑하여 1차원 선형 어레이 구조로 구성하였다. 그 결과 삼성 0.5um CMOS 스탠다드 셀 라이브러리를 근거로 산출한 때, 1024 비트 RSA 연산에 대해서 160Mhz의 클럭 주파수로 암호화 시에 15Mbps, 복호화 시에 1.22Mbs의 성능을 가질 것으로 예측되며, 이러한 성능은 지금가지 발표된 국내의의 어느 논문보다도 빠른 RSA 처리 시간이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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• pp.605-607
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• 2000

본 논문에서는 유한 필드 GF(2m)상에서 모듈러 곱셈 A(x)B(x) mod p(x)를 수행하는 2-디지트 시리얼 (2-digit-serial) 시스톨릭 어레이 구조인 곱셈기를 제안하였다. LSB-first 곱셈 알고리즘을 분석한 후 2-디지트 시리얼 형태의 자료의존 그래프(data dependency graph, 이하 DG)를 생성하여 시스톨릭 어레이를 설계하였다. 제안한 구조는 정규적이고 서로 반대 방향으로 진행하는 에지들이 없다. 그래서 VLSI 구현에 적합하다. 제안한 2-디지트 시리얼 곱셈기는 비트-패러럴(bit-parallel) 곱셈기 보다는 적은 하드웨어를 사용하며 비트-시리얼(bit-serial) 곱셈기 보다는 빠르다. 본 논문에서 제안한 2-디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기는 기존의 같은 종류의 곱셈기 보다 처리기의 최대 지연 시간이 적다. 그러므로 전체 시스톨릭 곱셈기의 처리시간을 향상시킬 수 있다.