• 제목/요약/키워드: system on chip design

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FPGA 기반의 고속 멀티미디어 데이터 재조합 프로세서 설계 및 구현 (Design and Implementation of FPGA-based High Speed Multimedia Data Reassembly Processor)

  • 김원호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.213-218
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    • 2008
  • 본 논문은 양방향 위성 멀티미디어 통신시스템의 멀티미디어 STB (Multimedia Set-Top-Box)을 위한 하드웨어 기반의 고속 멀티미디어데이터 재조합 프로세서 설계 및 구현에 관한 것이다. 기존의 위성 멀티미디어 STB에서는 수신된 멀티미디어 데이터 재조합 기능을 STB의 CPU 소프트웨어 기반으로 처리하였다. 광대역 멀티미디어 서비스가 증대됨에 따라 STB의 CPU 부하가 증대되어 수신되는 멀티미디어 데이터 재조합 처리 성능이 제한되는 현상이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하여 다양한 광대역 멀티미디어 서비스를 원활하게 처리할 수 있는 하드웨어 기반의 고속 멀티미디어 데이터 재조합 프로세서를 제안하였다. 구현된 멀티미디어 데이터 재조합 프로세서는 상용 FPGA, PCI 인터페이스 칩, 램 메모리 등으로 구현되었으며 위성 멀티미디어 시스템의 멀티미디어 STB에 실장하여 기능과 성능을 검증하였다. 제시된 요구기능을 모두 만족하였으며 최대 116 Mbps 처리 성능과 실용성을 확인하였다.

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전송 게이트가 내장된 Gate/Body-Tied P-Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor 구조 광 검출기를 이용한 감도 가변형 능동 화소 센서 (Adjusting the Sensitivity of an Active Pixel Sensor Using a Gate/Body-Tied P-Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor-Type Photodetector With a Transfer Gate)

  • 장준영;이제원;권현우;서상호;최평;신장규
    • 센서학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.114-118
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    • 2021
  • In this study, the sensitivity of an active pixel sensor (APS) was adjusted by employing a gate/body-tied (GBT) p-channel metal-oxide semiconductor field-effect transistor (PMOSFET)-type photodetector with a transfer gate. A GBT PMOSFET-type photodetector can amplify the photocurrent generated by light. Consequently, APSs that incorporate GBT PMOSFET-type photodetectors are more sensitive than those APSs that are based on p-n junctions. In this study, a transfer gate was added to the conventional GBT PMOSFET-type photodetector. Such a photodetector can adjust the sensitivity of the APS by controlling the amount of charge transmitted from the drain to the floating diffusion node according to the voltage of the transfer gate. The results obtained from conducted simulations and measurements corroborate that, the sensitivity of an APS, which incorporates a GBT PMOSFET-type photodetector with a built-in transfer gate, can be adjusted according to the voltage of the transfer gate. Furthermore, the chip was fabricated by employing the standard 0.35 ㎛ complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology, and the variable sensitivity of the APS was thereby experimentally verified.

고속 Toggle 2.0 낸드 플래시 인터페이스에서 동적 전압 변동성을 고려한 설계 방법 (Adaptive Design Techniques for High-speed Toggle 2.0 NAND Flash Interface Considering Dynamic Internal Voltage Fluctuations)

  • 이현주;한태희
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권9호
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    • pp.251-258
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    • 2012
  • SSD (Solid-state Drive), 더 나아가 SSS (Solid-state Storage System)와 같은 고성능 스토리지 요구 사항을 지원하기 위해 최근 낸드 플래시 메모리도 DRAM에서와 같이 SDR (Single Data Rate)에서 고속 DDR (Double Data Rate) 신호구조로 진화하고 있다. 이에 따라 PHY (Physical layer) 회로 기술을 적용하여 협소 타이밍 윈도우 내에서 유효 데이터를 안정적으로 래치하고, 핀 간 데이터 스큐를 최소화하는 것 등이 새로운 이슈로 부각되고 있다. 또한, 낸드 플래시 동작 속도의 증가는 낸드 플래시 컨트롤러의 동작 주파수 상승으로 이어지고 동작 모드에 따라 컨트롤러 내부 소모 전력 변동성이 급격히 증가한다. 공정 미세화와 저전력 요구에 의해 컨트롤러 내부 동작 전압이 1.5V 이하로 낮아지면서 낸드 플래시 컨트롤러 내부 전압 변화 마진폭도 좁아지므로 이러한 소모 전력 변동성 증가는 내부 회로의 정상 동작 범위를 제한한다. 컨트롤러의 전원전압 변동성은 미세공정으로 인한 OCV (On Chip Variation)의 영향이 증가함에 따라 더 심화되는 추세이고, 이러한 변동성의 증가는 순간적으로 컨트롤러의 보장된 정상 동작 범위를 벗어나게 되어 내부 로직의 오류를 초래한다. 이런 불량은 기능적 오류에 의한 것이 아니므로 문제의 원인 규명 및 해결이 매우 어렵게 된다. 본 논문에서는 낸드플래시 컨트롤러 내부의 비정상적 전원 전압 변동하에서도 유효 타이밍 윈도우를 경제적인 방법으로 유지할 수 있는 회로 구조를 제안하였다. 실험 결과 기존 PHY회로 대비 면적은 20% 감소한 반면 최대 데이터 스큐를 379% 감소시켜 동등한 효과를 보였다.

IC-임베디드 PCB 공정을 사용한 DVB-T/H SiP 설계 (Design of DVB-T/H SiP using IC-embedded PCB Process)

  • 이태헌;이장훈;윤영민;최석문;김창균;송인채;김부균;위재경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권9호
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    • pp.14-23
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    • 2010
  • 본 논문에서는 유럽에서 사용되는 이동형 디지털 방송인 DVB-T/H 신호를 수신 및 신호처리 가능한 DVB-T/H SiP를 제작하였다. DVB-T/H SiP는 칩이 PCB 내부에 삽입될 수 있는 IC-임베디드 PCB 공정을 적용하여 설계되었다. DVB-T/H SiP에 삽입된 DVB-T/H IC는 신호를 수신하는 RF 칩과 어플리케이션 프로세서에서 활용할 수 있도록 수신된 신호를 변환하는 디지털 칩 2개를 원칩화한 모바일 TV용 SoC 이다. SiP 에는 DVB-T/H IC를 동작하기 위해 클럭소스로써 38.4MHz의 크리스탈을 이용하고, 전원공급을 위해 3MHz로 동작하는 DC-DC Converter와 LDO를 사용하였다. 제작된 DVB-T/H SiP는 $8mm{\times}8mm$ 의 4 Layer로 구성되었으며, IC-임베디드 PCB 기술을 사용하여 DVB-T/H IC는 2층과 3층에 배치시켰다. 시뮬레이션 결과 Ground Plane과 비아의 확보로 RF 신호선의 감도가 개선되었으며 SiP로 제작하는 경우에 Power 전달선에 존재하는 캐패시터와 인덕터의 조정이 필수적임을 확인하였다. 제작된 DVB-T/H SiP의 전력 소모는 평균 297mW이며 전력 효율은 87%로써 기존 모듈과 동등한 수준으로 구현되었고, 크기는 기존 모듈과 비교하여 70% 이상 감소하였다. 그러나 기존 모듈 대비평균 3.8dB의 수신 감도 하락이 나타났다. 이는 SiP에 존재하는 DC-DC Converter의 노이즈로 인한 2.8dB의 신호 감도 저하에 기인한 것이다.

연X-선 투사 리소그라피를 위한 등배율 포물면 2-반사경 Holosymmetric System (Paraboloidal 2-mirror Holosymmetric System with Unit Maginification for Soft X-ray Projection Lithography)

  • 조영민;이상수
    • 한국광학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.188-200
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    • 1995
  • 파장 13nm의 연 X-선을 사용하여 초고밀도 반도체 칩을 네작할 수 있는 고분해능의 투사 결상용 2-반사경계(배율=1)을 설계하였다. 등배율(1:1)의 광학계는 holosymmetric system으로 구성하였을 때 코마와 왜곡수차가 완전히 제거되는 이점을 갖는다. 2-반사경 holosymmetric system에서 추가적으로 구면수차를 제거하기 위해 두 반사경을 동일한 포물면으로 만들고 두 반사경 사이 거리를 조절하여 비점수차와 Petzval 합이 상쇄되게 함으로써 상면만곡 수차를 보정하였다. 이렇게 구한 aplanat flat-field 포물면 2-반사경 holosymmetric system은 크기가 작고 광축회전대칭의 간단한 구조를 가지면 중앙부 차폐가 아주 작다는 특징을 갖고 있다. 이 반사경계에 대해 잔류 수차, spot diagrams, 회절효과가 고려된 NTF의 분석 등을 통해 연 X-선 리소그라피용 투사 광학계로서의 성능이 조사된 결과, $0.25\mum$및. $0.18\mum$의 해상도가 얻어지는 상의 최대 크기가 각각 4.0mm, 2.5mm로 구해졌고 초점심도는 각각 $2.5.\mu$m, $2.4.\mum$로 얻어졌다. 그러므로 이 반사경계는 256Mega DRAM 및 1Giga DRAM의 반도체 칩 제작의 연구에 응용될 수 있다.

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타원곡선 암호시스템을 위한 GF(2$^{m}$ )상의 비트-시리얼 나눗셈기 설계 (Design of a Bit-Serial Divider in GF(2$^{m}$ ) for Elliptic Curve Cryptosystem)

  • 김창훈;홍춘표;김남식;권순학
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권12C호
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    • pp.1288-1298
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    • 2002
  • 타원곡선 암호시스템을 GF(2$^{m}$ )상에서 고속으로 구현하기 위해서는 빠른 나눗셈기가 필요하다. 빠른 나눗셈 연산을 위해선 비트-패러럴 구조가 적합하나 타원곡선 암호시스템이 충분한 안전도를 가지기 위해서는 m의 크기가 최소한 163보다 커야 한다. 즉 비트-패러럴 구조는 0(m$^2$)의 면적 복잡도를 가지기 때문에 이러한 응용에는 적합하지 않다. 따라서, 본 논문에서는 CF(2$^{m}$ )상에서 표준기저 표기법을 사용하여 모듈러 나눗셈 A(x)/B(x) mod G(x)를 고속으로 수행하는 새로운 비트-시리얼 시스톨릭 나눗셈기를 제안한다. 효율적인 나눗셈기 구조를 얻기 위해, 새로운 바이너리 최대공약수(GCD) 알고리즘을 유도하고, 이로부터 자료의존 그래프를 얻은 후, 비트-시리얼 시스톨릭 나눗셈기를 설계한다. 본 논문에서 제안한 나눗셈기는 0(m)의 시간 및 면적 복잡도를 가지며, 연속된 입력 데이터에 대하여, 초기 5m-2 사이클의 지연 후, m 사이클 마다 나눗셈의 결과를 출력한다. 제안된 나눗셈기를 동일한 입출력 구조를 가지는 기존의 연구 결과들과 비교 분석한 결과 칩 면적 및 계산 지연시간 모두에 있어 상당한 개선을 보인다. 따라서 제안된 나눗셈기는 적은 하드웨어를 사용하면서 고속으로 나눗셈 연산을 수행할 수 있기 때문에 타원곡선 암호화시스템의 나눗셈 연산기로 매우 적합하다. 또한 제안한 구조는 기약 다항식(irreducible polynomial) 선택에 있어 어떤 제약도 두지 않고, 단 방향의 신호흐름을 가지면서, 매우 규칙적이기 때문에 필드 크기 m에 대해 높은 유연성 및 확장성을 제공한다.였다. an extraction system, a new optical nonlinear joint transform correlator(NJTC) is introduced to extract the hidden data from a stego image in real-time, in which optical correlation between the stego image and each of the stego keys is performed and from these correlation outputs the hidden data can be asily exacted in real-time. Especially, it is found that the SNRs of the correlation outputs in the proposed optical NJTC-based extraction system has been improved to 7㏈ on average by comparison with those of the conventional JTC system under the condition of having a nonlinear parameter less than k=0.4. This good experimental results might suggest a possibility of implementation of an opto-digital multiple information hiding and real-time extracting system. 촉각에 있는 지각신경세포가 뇌의 촉각엽으로 뻗어 들어가 위의 5가지 신경연접중 어느 형을 형성하는지를 관찰하기 위하여 좌측 촉각의

IP 범주화와 특성 대응을 통한 인터페이스 회로 자동 합성 (Automatic Interface Synthesis based on IP Categorization and Characteristics Matching)

  • 윤창열;장경선
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권10호
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    • pp.34-44
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    • 2006
  • 시스템 온 칩(SoC) 설계에서는 설계 시간을 줄이기 위해서 미리 검증된 IP(Intellectual Property) 하드웨어 블록을 사용한다. 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 IP간의 연결을 위해서는 인터페이스 회로가 필요하다. SoC 설계에는 인터페이스 회로 설계가 빈번하게 발생하며, 오류발생 가능성이 높다. 따라서 인터페이스 회로의 자동생성이 필요하다. IP의 통신 프로토콜을 입력으로 인터페이스 회로를 생성하는 여러 연구가 진행되어 왔다. 그러나 IP의 통신 프로토콜만으로는 인터페이스 회로를 생성하기 어려운 경우가 있다. 주소를 사용하는 IP와 주소를 사용하지 않는 IP간 연결, 주소/데이터가 여러 포트로 전송되는 IP와 하나의 포트로 전송되는 IP간 연결, 매 전송마다 주소와 데이터가 함께 전송되는 IP와 하나의 시작주소에 여러 데이터가 전송되는 IP간의 연결 등에서는 기존 방법에 의한 인터페이스 회로의 자동 생성이 어렵다. 그것은 기존의 방법들이 IP 특성에 따른 범주 구분과, 특성간의 대응에 따라 합성 알고리즘도 변해야 함을 고려하지 않았기 때문이다. 본 논문에서는 IP의 통신프로토콜 특성에 따라 범주를 나누고, 어떤 특성을 갖는 IP의 연결인 지에 따라 인터페이스 합성 알고리즘이 이를 고려할 수 있도록 하였다. 실험에서는 다양한 특성을 갖는 IP 간 연결을 위한 인터페이스 회로를 생성하고 검증했음을 보인다.

ECC 기반의 공개키 보안 프로토콜을 지원하는 보안 SoC (A Security SoC supporting ECC based Public-Key Security Protocols)

  • 김동성;신경욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권11호
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    • pp.1470-1476
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    • 2020
  • 모바일 장치와 IoT의 보안 프로토콜 구현에 적합한 경량 보안 SoC 설계에 대해 기술한다. Cortex-M0을 CPU로 사용하는 보안 SoC에는 타원곡선 암호 (elliptic curve cryptography) 코어, SHA3 해시 코어, ARIA-AES 블록 암호 코어 및 무작위 난수 생성기 (TRNG) 코어 등의 하드웨어 크립토 엔진들이 내장되어 있다. 핵심 연산장치인 ECC 코어는 SEC2에 정의된 20개의 소수체와 이진체 타원곡선을 지원하며, 부분곱 생성 및 가산 연산과 모듈러 축약 연산이 서브 파이프라인 방식으로 동작하는 워드 기반 몽고메리 곱셈기를 기반으로 설계되었다. 보안 SoC를 Cyclone-5 FPGA 디바이스에 구현하고 타원곡선 디지털 서명 프로토콜의 H/W-S/W 통합 검증을 하였다. 65-nm CMOS 셀 라이브러리로 합성된 보안 SoC는 193,312 등가 게이트와 84 kbyte의 메모리로 구현되었다.

차세대 이동통신 시스템에 PAPR 감소기법을 적용한 다항식 사전왜곡 기법에 관한 연구 (A Study on Polynomial Pre-Distortion Technique Using PAPR Reduction Method in the Next Generation Mobile Communication System)

  • 김완태;박기식;조성준
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.684-690
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    • 2010
  • 차세대 이동통신 시스템은 다양한 서비스의 융합과 멀티모드를 지원하기 위한 구조로 연구되고 있다. 또한 다양한 서비스를 제공받기 위한 사용자의 요구는 점차 증가되고 있으며, 서비스 지원을 위한 대용량 데이터 전송을 위한 많은 통신방식들이 출현하고 있다. 그 중 대표적인 시스템으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WiBro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다. 하지만 차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 단말로 OFDM 방식을 이용한 통신방식 이외 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 방식을 동시에 지원 받고자한다. 통합된 시스템은 SoC(System on Chip) 기술 적용으로 빠른 발전을 이루고 있지만, 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 신호의 왜곡을 유발시켜 인접채널 간섭을 성화 시키고 시스템의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결해야 한다. 전력증폭기의 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되었으며, 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들과 비교하여 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 차세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제시하고 OFDM 방식 사용에 있어 발생 되는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기법을 적용한 후 다항식 사전왜곡 기법을 적용하여 차세대 이동통신 시스템을 분석하였다.

독성유전체학 연구를 위한 지능적 데이터 관리 시스템 (TEST DB: The intelligent data management system for Toxicogenomics)

  • Lee, Wan-Seon;Jeon, Ki-Seon;Um, Chan-Hwi;Hwang, Seung-Young;Jung, Jin-Wook;Kim, Seung-Jun;Kang, Kyung-Sun;Park, Joon-Suk;Hwang, Jae-Woong;Kang, Jong-Soo;Lee, Gyoung-Jae;Chon, Kum-Jin;Kim, Yang-Suk
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2003년도 제2차 연례학술대회 발표논문집
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    • pp.66-72
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    • 2003
  • Toxicogenomics is now emerging as one of the most important genomics application because the toxicity test based on gene expression profiles is expected more precise and efficient than current histopathological approach in pre-clinical phase. One of the challenging points in Toxicogenomics is the construction of intelligent database management system which can deal with very heterogeneous and complex data from many different experimental and information sources. Here we present a new Toxicogenomics database developed as a part of 'Toxicogenomics for Efficient Safety Test (TEST) project'. The TEST database is especially focused on the connectivity of heterogeneous data and intelligent query system which enables users to get inspiration from the complex data sets. The database deals with four kinds of information; compound information, histopathological information, gene expression information, and annotation information. Currently, TEST database has Toxicogenomics information fer 12 molecules with 4 efficacy classes; anti cancer, antibiotic, hypotension, and gastric ulcer. Users can easily access all kinds of detailed information about there compounds and simultaneously, users can also check the confidence of retrieved information by browsing the quality of experimental data and toxicity grade of gene generated from our toxicology annotation system. Intelligent query system is designed for multiple comparisons of experimental data because the comparison of experimental data according to histopathological toxicity, compounds, efficacy, and individual variation is crucial to find common genetic characteristics .Our presented system can be a good information source for the study of toxicology mechanism in the genome-wide level and also can be utilized fur the design of toxicity test chip.

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