• 전자공학회논문지CI
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• 제40권5호
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• pp.241-249
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• 2003

십진수를 위한 가산기 구현에서 지연시간을 줄일 수 있는 carry lookahead(CLA)을 이용한 십진수 가산 회로 선계를 제안한다. 이자 계산과 같은 십진 소수에 의한 반복계산에서 이진수 체계를 사용하면 절단오차는 누적된다. 이를 방지하기 위하여 BCD 회로 사용은 불가피하다. BCD 계산에서의 속도개선은 CLA 회로를 이용하여 개선될 수 있다. BCD 회로에서 CLA 회로 사용을 위해 제안된 캐리 생성 및 캐리 전파회로를 도출하여 가산기 설계에 사용하였다. 이 CLA 방식을 사용한 BCD 가산에서 기존의 BCD 가산회로와 지연시간을 비교하였을 때 상당한 속도개선이 이루어졌다. 또한 3초과 코드를 이용한 가산회로의 경우 CLA 방식 사용과 지연시간에 영향을 미치는 회로부분을 개선함으로써 CLA만 이용했을 때 보다 지연시간을 10게이트 지연시간만큼 더욱 줄일 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.787-794
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• 1999

본 논문에서는 기존의 동적 CMOS 논리회로보다 동작속도가 타르고 면적이 작은 새로운 EMMODL (enhanced NORA MODL)의 설계방법을 제시하고, 이를 이용하여 32 비트 CLA(carry lookahead adder)를 구현하였다. 제안된 회로는 MODL(multiple output domino logic)의 출력 인버터를 제거하여 면적을 줄이고 동작속도를 증가시킬 수 있다. 0.8um 이중금속 CMOS 공정으로 구현된 CLA는 시차문제가 발생하지 않았고, 3.9nS 이내에 32 비트 연산이 가능하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제40권6호
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• pp.32-38
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• 2003

인간 친화적인 10진 계산을 위한 3초과 십진 가·감산기 회로를 제안한다. 십진 회로를 이용한 계산 시속도 문제는 carry lookahead (CLA) 회로를 이용하여 해결할 수 있다. 제안하는 3초과 십진수 가산기 설계에서는 CLA와 함께 보정회로 및 변환회로를 개선함으로서 지연시간을 줄일 수 있다. 3초과 코드를 사용함으로서 감산과정에서 가산기만을 사용하여 계산을 할 수 있다 이 3초과 십진 가ㆍ감산회로는 기존의 설계에 비하여 상당한 속도 개선효과를 얻게 해준다.

• 전자공학회논문지B
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• 제30B권5호
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• pp.10-17
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• 1993

This paper suggests a new addition algorithm. A circuit to implement the algorithm and the result of its performance evaluation are presented. The basic idea of the algorithm is that to obtain the sum of two operands, two operands bits are exclusive-ORed and then the result is inverted by the carry from the previous stage. An unique carry prediction method minimizes carry propagation. The proposed circuit has a very simple and regular structure compared with CLA (carry lookahead adder). It also requires less gates for the implementation about 50% and operates faster.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.62-65
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• 2011

FPGA는 대용량의 게이트를 지원하는 하드웨어를 프로그램 할 수 있는 디바이스이다. ASIC을 위해 설계된 로직은 칩으로 제조되기 전에 검증 과정을 거친다. 이 검증 과정에서 시뮬레이션의 한계를 극복하기 위해 FPGA를 사용한 에뮬레이션 방법을 많이 채택한다. 에뮬레이션 과정에서 ASIC의 동작 속도로 검증하는 것이 바람직하지만 FPGA의 특성상 ASIC과 같은 속도로 동작하기는 쉽지 않은 것이 현실이다. 본 논문에서는 HDL 코딩 방법에 따른 FPGA의 성능 민감도를 실험하였다. 실험 및 평가를 위해 다양한 알고리즘을 가진 가산기를 이용하였고 각 가산기 종류와 비트수에 따라 Verilog-HDL을 이용하여 코딩하였으며 대표적인 FPGA 제조사(Altera와 Xilinx)별, 디바이스별로 동작 속도와 자원 사용량을 측정하였다. 실험 결과 FPGA 제조사별로 다른 경향을 보임을 확인하였다. 성능 면에서는 비트별로 다소 차이는 있지만 Altera 디바이스에서는 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기보다 Prefix 가산기의 성능이 우수하게 나왔다. Xilinx 디바이스에서는 예상과 달리 가산기들 사이의 성능 차이가 크게 나지 않았으며 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기가 Prefix 가산기보다 높은 성능을 보이는 경우도 있었다. 비용 면에서는 디바이스별로 큰 차이가 나지 않았으며 ASIC과 비슷한 성능 민감도를 보였다. 그리고 각 제조사에서 제공하는 IP(Intellectual Property) Core를 사용했을 경우는 대부분의 디바이스에서 우수한 성능을 보여 주었다. TSMC 90nm 공정 기술로 제작한 ASIC과 IP Core를 비교했을 때는 ASIC의 성능이 4배 정도 우수한 것으로 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권7A호
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• pp.706-714
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• 2010

무선 센서 망에서, 전형적인 실시간 데이터 전송기법들은 각 센서의 1-홉 안에 존재하는 노드들의 전송속도를 조회하여 임계속도보다 높은 노드를 선택하는 기법이었다. 최근 이러한 기법들의 성능을 높이기 위해 2-홉 전송속도를 예측하는 기법이 제시되었다. 그러나 이 연구는 전달해야 할 데이터의 유무와 상관없이 망의 모든 센서가 미리 2-홉의 전송정보를 모두 공유하는 방법을 사용하여 불필요한 메시지를 교환하는 오버헤드(overhead)를 발생시킨다. 또한 2-홉 이상의 멀티-홉 정보를 조회 할 경우 더 높은 실시간 전송률을 제공 할 수 있음에도 불구하고, 연산의 복잡도와 통신오버헤드 때문에 단순하게 2-홉 정보만을 채택했다. 본 논문에서는 실시간 데이터 전송률을 높이고자 제한적 멀티-홉 정보 예측 기법을 제시한다. 이 기법은 오직 데이터가 전달되는 경로 상에서 제한된 지역 안의 멀티-홉 속도정보를 조회한다. 시뮬레이션을 통해 제안기법이 실시간 데이터 전달 성공률, 네트워크 수명, 데이터 전달시 필요한 통신비용면에서 우수함을 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.843-846
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• 1998

산술연산을 수행하는 가산기는 ALU(arithmetic logic unit)의 성능을 좌우하는데 매우 중요한 역할을 하며, 어떠한 캐리 생성 방식을 사용하는냐에 따라 그 성능이 결정될 수 있다. RCA(Ripple carry adder)는 간단하고, 쉬운 설게로 널리 사용되자만, 캐리의 전파지연 문제로 인해 고속의 가산기 응용에의 부적합하다. 또한, CLA(carry lookahead adder)방식의 가산기는 캐리의 지연시간이 가산기의 단수와 무관하므로, 연산속도를 높일 수 있는 장점이 있지만 더하고자 하는 bit의 수가 클수록 회로가 매우 복잡해지는 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 간단하면서도 성능이 우수한 64bit 가산기를 설계하고 시뮬레이션을 통하여 설계된 회로의 우수성을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권3C호
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• pp.176-184
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• 2005

본 논문에서는 디지털 컨텐츠 보호를 위해 표준으로 제정된 DTCP(Digital Transmission Contents Protection)용 타원 곡선 암호(ECC) 연산기의 구현에 대해 기술한다. 기존의 시스템이 유한체 GF(2/sup m/)를 사용하는 것과는 달리 DTCP에서는 소수체인 GF(p)에서 타원 곡선을 정의하여 인증 및 키 교환을 위해 ECC 암호 알고리즘을 사용하고 있다. 본 논문에서는 ECC 알고리즘의 핵심 연산인 GF(p) 상에서의 스칼라 곱셈 연산기를 구현하였으며, 이 중 가장 많은 시간과 자원을 필요로 하는 나눗셈 연산을 제거하기 위하여 투영 좌표 변환 방법을 이용하였다. 또한, 효율적인 모듈러 곱셈 연산을 위하여 몽고메리 알고리즘을 이용하였으며, 곱셈기의 처리 속도를 빠르게 하기 위해 CSA(Carry Save Adder)와 4-레벨의 CLA(Carry Lookahead Adder)를 사용하였다. 본 논문에서 설계한 스칼라 곱셈기는 삼성전자 0.18 un CMOS 라이브러리를 이용하여 합성하였을 경우 64,559 게이트의 크기에 최대 98 MHz까지 동작이 가능하며 이 때 데이터 처리속도는 29.6 kbps로 160-blt 프레임당 5.4 ms 걸린다. 본 성능은 실시간 환경에서 DTCP를 위한 디지털 서명, 암호화 및 복호화, 그리고 키 교환 등에 효율적으로 적용될 수 있다.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.339-342
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• 2005

동적 부분 재구성은 FPGA 칩에 구현된 디자인에서 변경이 필요한 부분만 재구성하여 줌으로써 실시간적 재구성을 가능하게하는 방법이다. 동적 부분 재구성에 대한 많은 연구를 통하여 게이트 수준의 부분 재구성이 가능하지만, 설계 복잡도가 큰 시스템을 설계시에 게이트 수준의 부분 재구성 방법은 부적적하다. 본 논문에서는 Xilinx에서 제고하는 버스 매크로를 사용하여 모듈 기반의 부분 재구성 기법에 대하여 기술하며, 곱셈기, 레지스터, 그리고 ripple carry adder로 구성된 회로에서 ripple carry adder를 carry lookahead adder로 재구성한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.47-50
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• 2004

In this paper, we implement an Elliptic Curve Cryptosystem(ECC) processor for DTCP. Because DTCP(Digital Transmission Content Protection) uses GF(p), where p is a 160-bit prime integer, we design a scalar multiplier based on GF(p). The scalar multiplier consists of a modular multiplier and an adder. The multiplier uses montgomery algorithm which is implemented with CSA(Carry-save Adder) and CLA(Carry-lookahead Adder). Our new scalar multiplier has been synthesized using Samsung 0.18 um CMOS technology and the maximum operation frequency is estimated 98 MHz, with the size about 65,000 gates. The resulting performance is 29.6 kbps, that is, it takes 5.4 msec to process a 160-bit data frame. We assure that this performance is enough to be used for digital signature, encryption/decryption, and key exchanges in real time environments.