• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권5호
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• pp.123-128
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• 2011

본 논문에서는 레이더의 탐지 알고리즘에 적용되는 CA-CFAR 알고리즘을 설계하였다. CFAR 알고리즘의 제곱평균 연산을 위해 근사화 기법을 사용하였으며, 고정 소수점을 이용하여 관련 연산을 처리하였다. 이러한 구조는 하드웨어 복잡도를 줄일 뿐 아니라 계산량을 감소시킬 수 있다. CFAR 연산은 슬라이딩 윈도우 기법을 기반으로 하는데, 이를 고속으로 처리하기 위해 동시 병렬 처리 가능한 다중 윈도우 방식도 제안하였다. 제안된 CA-CFAR 프로세서는 실제 FPGA를 통해 합성되어지고 구현되었다. 또한 FPGA 내에서 제공한 라이버러리를 이용한 제곱평균 연산 방법과 성능 비교를 하였다. 검증 결과 제안된 하드웨어 구조는 399MHz까지 동작가능하며, 전체 계산 시간은 약 70% 향상됨을 확인 할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권3A호
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• pp.265-271
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• 2009

본 논문은 위성방송 표준인 DVB-S2 (Digital Video Broadcasting - Second Generation)의 복조기 설계에서 중요한 부분 중의 하나인 초기 주파수 추정 회로를 효율적으로 설계하는 방법을 제안한다. DVB-D2에서 초기 주파수 오차는 심볼 전송률의 20%에 해당하며 심볼 전송률이 25Msps일 경우 ${\pm}5MHz$에 달한다. 이와 같이 큰 초기주파수 오차를 추정하기 위해서는 추정 범위가 넓은 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 데이터 도움 방식의 알고리즘들을 분석하고 성능 비교한 결과 M&M (Mengali & Moreli) 알고리즘이 낮은 SNR에서 우수한 추정 성능을 보여줌을 확인하였다. M&M 알고리즘을 적용한 기존의 주파수 추정 회로는 하드웨어 복잡도가 높기 때문에 자기 상관기와 역 탄젠트기의 수를 줄임으로서 전체 초기 주파수 추정기의 하드웨어 복잡도를 낮추는 방법을 제안한다. 제안된 구조는 기존의 구조에 비해 하드웨어 복잡도가 약 64.5%정도 감소하였으며 Xilinx Virtex II FPGA 검증 보드를 이용하여 제안된 구조를 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.115-125
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• 2011

해쉬함수는 데이터와 명령에 대한 위변조를 방지와 같은 무결성 제공하거나 서명이나 키 분배 등 다양한 보안 프로토콜에서 서명 및 인증, 키 분배 목적으로 많이 사용되는 일방향성 함수(one-way function)다. 2005년 Wang에 의해 암호학적 취약성이 발견되기까지 해쉬함수로는 SHA-1이 많이 사용 되었다. SHA-1의 안전성에 문제가 생기게 되자 NIST(National Institute of Standards and Technology)에서는 암호학적으로 안전한 새로운 해쉬함수 개발 필요성을 느껴 2007년 11월에 공개적으로 새로운 해쉬함수에 대한 공모를 시작했으며, SHA-3로 명명된 새로운 해쉬함수는 2012년 최종 선정될 예정이다. 현재 제안된 SHA-3 함수들에 대한 암호학적인 특성과 하드웨어로 구현했을 때의 하드웨어 복잡도, 소프트웨어로 구현했을 때의 성능 등에 대한 평가가 이뤄지고 있다. 하지만 하드웨어로 구현된 해쉬함수의 중요한 특성 평가 척도(metrics)인 소비 전력 특성에 대한 연구는 활발히 이뤄지지 않고 있다. 본 논문에서는 제안된 SHA-3 해쉬함수를 하드웨어로 구현했을 경우의 소비 전력 특성을 분석하고 소비전력 특성 분석 결과를 토대로 SHA-3 해쉬함수 중에서 새로운 SHA-3 해쉬함수로 선정될 확률이 높은 Luffa 함수에 대한 저전력 구조를 제안한다. 제안된 저전력 구조는 기존의 Luffa 하드웨어보다 약 10% 정도 적은 전력을 소비함을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제34권2호
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• pp.256-259
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• 2012

The double-base number system has been used in digital signal processing systems for over a decade because of its fast inner product operation and low hardware complexity. This letter proposes an innovative multiplier architecture using hybrid operands. The multiplier can easily be linked to flash analog-to-digital converters or digital systems through a double-base number encoder (DBNE) for realtime signal processing. The design of the DBNE and the multiplier enable faster digital signal processing and require less hardware resources compared to the binary processing method.

• ETRI Journal
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• 제32권1호
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• pp.1-10
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• 2010

In this paper, we present a fast Fourier transform (FFT) processor with four parallel data paths for multiband orthogonal frequency-division multiplexing ultra-wideband systems. The proposed 128-point FFT processor employs both a modified radix-$2^4$ algorithm and a radix-$2^3$ algorithm to significantly reduce the numbers of complex constant multipliers and complex booth multipliers. It also employs substructure-sharing multiplication units instead of constant multipliers to efficiently conduct multiplication operations with only addition and shift operations. The proposed FFT processor is implemented and tested using 0.18 ${\mu}m$ CMOS technology with a supply voltage of 1.8 V. The hardware- efficient 128-point FFT processor with four data streams can support a data processing rate of up to 1 Gsample/s while consuming 112 mW. The implementation results show that the proposed 128-point mixed-radix FFT architecture significantly reduces the hardware cost and power consumption in comparison to existing 128-point FFT architectures.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.777-779
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• 2014

LEA(Lightweight Encryption Algorithm)는 2012년 국가보안기술연구소(NSRI)에서 개발한 128비트 고속 경량 블록암호 알고리듬이다. LEA는 128/192/256비트 마스터키를 사용하여 128비트 평문을 128비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 라운드 변환블록의 암호화 연산과 복호화 연산의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하였으며, 또한 키 스케줄러도 암호화와 복호화의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하여 저전력, 저면적 구현을 실현했다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제38권1호
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• pp.100-111
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• 2016

This paper presents a low-complexity channel-adaptive reconfigurable $4{\times}4$ QR-decomposition and M-algorithm-based maximum likelihood detection (QRM-MLD) multiple-input and multiple-output (MIMO) detector. Two novel design approaches for low-power QRM-MLD hardware are proposed in this work. First, an approximate survivor metric (ASM) generation technique is presented to achieve considerable computational complexity reduction with minor BER degradation. A reconfigurable QRM-MLD MIMO detector (where the M-value represents the number of survival branches in a stage) for dynamically adapting to time-varying channels is also proposed in this work. The proposed reconfigurable QRM-MLD MIMO detector is implemented using a Samsung 65 nm CMOS process. The experimental results show that our ASM-based QRM-MLD MIMO detector shows a maximum throughput of 288 Mbps with a normalized power efficiency of 10.18 Mbps/mW in the case of $4{\times}4$ MIMO with 64-QAM. Under time-varying channel conditions, the proposed reconfigurable MIMO detector also achieves average power savings of up to 35% while maintaining a required BER performance.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권11C호
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• pp.892-897
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• 2008

본 논문에서는 GF$(2^m)$ 상에서 기존의 비트직렬 곱셈기에 비해 짧은 지연 시간을 갖는 새로운 디지트병렬/비트직렬 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 유한체 GF$(2^m)$의 다항식기저 상에서 동작하며, D 클럭 사이클마다 곱셈의 결과를 출력한다. 여기에서 D는 디지트의 크기이다. 제안된 곱셈기는 기존의 비트직렬 곱셈기 보다는 짧은 지연시간에 곱셈의 결과를 얻을 수 있고, 비트병렬 곱셈기보다는 적은 하드웨어로 구현할 수 있다. 따라서 회로의 복잡도와 지연시간 사이에 적절한 절충을 꾀할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.270-276
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• 2018

This paper presents a low area 256-point pipelined FFT architecture, especially for IEEE 802.16a WiMAX systems. Radix-24 algorithm and single-path delay feedback (SDF) architecture are adopted in the design to reduce the complexity of twiddle factor multiplication. A new cascade canonical signed digit (CSD) complex multipliers are proposed for twiddle factor multiplication, which has lower area and less power consumption than conventional complex multipliers composed of 4 multipliers and 2 adders. Also, the proposed cascade CSD multipliers can remove look-up table for storing coefficient of twiddle factors. In hardware implementation with Cyclone 10LP FPGA, it is shown that the proposed FFT design method achieves about 62% reduction in gate count and 64% memory reduction compared with the previous schemes.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.213-220
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• 2011

본 논문에서는 최대 4개의 송 수신 안테나를 지원 가능한 $4{\times}4$ 다중 안테나 (MIMO) 시스템에서 채널의 dimension을 축소함으로써 복잡도를 줄일 수 있는 저복잡도 채널 전처리 프로세서를 제안하고 구현한다. 제안된 채널 전처리 프로세서는 채널의 일부분을 간섭신호라 간주하고 제거하는 GIS 행렬을 구하는 데 있어서 행렬의 역행렬과 행렬간의 승산 연산을 줄이기 위해, QR 분해 기법을 이용하여 $4{\times}4$ MIMO 채널 전처리 프로세서의 복잡도를 최소화한다. 또한, 로그 수체계를 이용하여 행렬간의 복소수 승산을 가산으로, QR 분해 기법의 사용으로 인해 생기는 나눗셈 연산을 감산 연산으로 대체함으로써 연산기의 단순화를 진행하고, 이를 통해 하드웨어 복잡도를 크게 감소시킨다. 제안된 채널 전처리 프로세서는 하드웨어 설계 언어 (HDL)을 이용하여 설계되었고, $0.13{\mu}m$ CMOS 규격 셀 라이브러리를 사용하여 합성되었다. 그 결과 기존의 2의 보수 수체계를 이용한 채널 전처리 프로세서의 설계 구조 대비 로그 수체계를 이용한 제안된 채널 전처리 프로세서의 하드웨어 복잡도가 20.2% 가량 감소됨을 확인하였다.