• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제23권1호
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• pp.25-35
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• 2024

In the present modern day, as the complexity and size of SoC(System on Chip) increase, the importance of design verification are increasing, Therefore it takes a lot of time to verify the design. There is an emerging need to manage the verification environment faster and more efficiently by reusing the existing verification environment. UVM-based verification is a standardized and highly reliable verification method widely adopted and used in the semiconductor industry. This paper presents a UVM-based verification for the 4 tap equalizer module with a systolic array structure. Through the constraints randomization, it was confirmed that various test scenarios stimulus were generated. In addition, by verifying a simulation comparing the actual DUT outputs with the MATLAB reference outputs, the reuse and efficiency of the UVM test bench could be confirmed.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.108-115
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• 1990

고속 퓨리어변화(Fast Fourier Transform)연산용 2차원 시스토릭 어레이의 기본 구성요소인 단위 처리요소(Unit processing element)를 직접회로로 설계, 제작하고 제작된 칩을 평가하였다. 설계된 칩은 FFT 연산을 위한 데이타셔플링 기능과 반쪽 버터플라이 연산기능을 수행한다. 약 6,500여개의 트랜지스터로 구성된 이 칩은 표준셀 방식으로 설계되었으며, 2미크론 이중 금속 P-Well CMOS 공정으로 제작되었다. 제작된 칩을 웨이퍼 상태로 프로브카드를 이용하여 평가하였으며 그 결과, 20MHz 클럭 주파수에서 반쪽 버터플라이 연산이 0.5${\mu}sec$에 수행됨을 확인하였다. 본 논문에서 설계, 제작된 칩을 이용하여 1024-point FFT를 연산하는 경우 11.2${\mu}sec$의 시간이 소요될 것으로 예상된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권6호
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• pp.459-468
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• 2003

본 논문에서는 차수 연산이 필요 없는 새로운 DCME 알고리즘 (Degree Computationless Modified Euclid´s Algorithm)을 사용한 저비용 고속 RS (Reed-Solomon) 복호기를 제안한다. 제안하는 구조는 차수 연산 및 비교 회로가 필요 없어 기존 수정 유클리드 구조들에 비해 매우 낮은 하드웨어 복잡도를 갖는다. 시스톨릭 에레이 (systolic array)를 이용한 제안하는 구조는 키 방정식 (key equation) 연산을 위해서 초기 지연 없이 2t 클록 사이클만을 필요로 한다. 또한, 3t＋2개의 기본 셀 (basic cell)을 사용하는 DCME 구조는 오직 하나의 PE (processing element)를 사용하므로 규칙성 (regularity) 및 비례성(scalability)을 갖는다. 0.25㎛ Faraday 라이브러리를 사용하여 논리합성을 수행한 RS 복호기는 200㎒의 동작 주파수 및 1.6Gbps의 데이터 처리 속도를 갖는다. (255, 239, 8) RS 코드 복호를 수행하는 DCME 구조와 전체 RS 복호기의 게이트 수는 각각 21,760개와 42,213개이다. 제안하는 RS 복호기는 기존 RS 복호기들에 비해 23%의 게이트 수 절감 및 전체 지연 시간의 10%가 향상되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권8호
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• pp.453-464
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• 2004

In order to solve the well-known drawback of reduced flexibility that is associate with ASIC implementations, this paper proposes a novel arithmetic unit over GF(2$^{m}$ ) for field programmable gate arrays (FPGAs) implementations of elliptic curve cryptographic processor. The proposed arithmetic unit is based on the binary extended GCD algorithm and the MSB-first multiplication scheme, and designed as systolic architecture to remove global signals broadcasting. The proposed architecture can perform both division and multiplication in GF(2$^{m}$ ). In other word, when input data come in continuously, it produces division results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 5m-2 in division mode and multiplication results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 3m in multiplication mode respectively. Analysis shows that while previously proposed dividers have area complexity of Ο(m$^2$) or Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )), the Proposed architecture has area complexity of Ο(m), In addition, the proposed architecture has significantly less computational delay time compared with the divider which has area complexity of Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )). FPGA implementation results of the proposed arithmetic unit, in which Altera's EP2A70F1508C-7 was used as the target device, show that it ran at maximum 121MHz and utilized 52% of the chip area in GF(2$^{571}$ ). Therefore, when elliptic curve cryptographic processor is implemented on FPGAs, the proposed arithmetic unit is well suited for both division and multiplication circuit.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.51-60
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• 2005

효율적인 암호 시스템의 설계는 환경에 적합한 유한체 연산이 뒷받침되어야 한다 특히 유한체에서의 역원 연산은 다른 연산에 비해 가장 많은 수행시간을 소비하므로, 개선에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 다항식 기저를 기반으로 Extended binary god algorithm (EBGA)를 이용한 유한체 $GF(2^m)$에서의 고속 역원 알고리즘을 제안한다. 제안된 역원 알고리즘은 EBGA보다 $18.8\%$, Montgomery inverse algorithm (MIA)보다 $45.9\%$ 적은 수행횟수를 가진다. 또한 기존에 제안된 시스톨릭 어레이 구조 (Systolic array structure)는 유한체 차수 m이 증가하는 경우 많은 하드웨어 리소스가 요구된다. 따라서 스마트 카드나 모바일 폰 등과 같은 경량화와 저전력이 요구되는 환경에는 적용하기 힘들다. 본 논문에서는 경량화된 암호 시스템 환경을 바탕으로 공간복잡도가 적으면서 동기화된 연산을 수행하는 새로운 하드웨어 구조를 제시한다. 본 논문에서 제안된 하드웨어 구조는 유한체 $GF(2^m)$에서의 역원을 계산하기 위해 기존의 알고리즘보다 적은 덧셈 연산과 모듈러 감산 연산을 포함하고 있으며, 유한체 $GF(2^m)$와 GF(p)에 적용이 가능한 통합된 역원기이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권5A호
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• pp.503-509
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• 2007

저전력 움직임추정은 휴대용 정보단말의 실시간 비디오 코딩에 필수적이다. 본 논문에서는 전역탐색 블록정합 방식을 적용한 저전력 움직임추정 알고리즘과 이를 1차원 배열의 VLSI로 구현한 하드웨어 구조를 제안한다. 전역 탐색 블럭정합 방법의 전력소비의 주원인은 많은 연산량과 탐색영역의 프레임 데이터를 호출하는 횟수가 많다는 점이다. 본 논문에서는 두 개의 인접한 참조블럭의 움직임추정 연산을 동시에 병렬로 수행하여 탐색영역의 메모리 호출횟수를 감소시켰으며, 움직임추정시 결과에 영향을 미치지 않는 불필요한 연산을 제거하였다. 제안된 움직임추정 알고리즘을 1차원 PE (processing element) 배열구조의 VLSI로 구현하여 실험한 결과, 제안된 움직임추정기는 기존의 저전력 움직임추정기에 비해 9.3%의 소비전력 감소와 2배 정도의 속도향상이 있음을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.167-174
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• 2002

본 논문에서는 타원 곡선 암호화 시스템 등에 응용되는 유한 필드 GF(2$^{m}$ )상의 모듈러 곱셈기 및 제곱기에 대한 처리 시간과 공간 복잡도를 비교 분석하였다. 이를 위하여 기존에 제시된 모듈러 곱셈기 및 제곱기를 설계하였으며, 이들을 VHDL로 기술한 후 회로를 합성하였다. 합성된 회로에 대한 기능 및 timing 시뮬레이션 결과 모두 정확한 결과 값을 얻었다. 합성된 모듈러 곱셈기 및 제곱기를 FPGA로 구현한 결과 한 클럭당 처리 시간은 시스톨릭 구조가 가장 빠르지만 지연 시간을 고려한 전체 처리 시간은 CA 구조가 가장 빠르다는 결과를 얻었다. 또한 공간 복잡도를 특성에 있어서는 LFSR 구조가 가장 우수하다는 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권2호
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• pp.97-102
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• 2008

본 논문에서는 Cognitive Radio 시스템에서의 DFT와 DCT에 근거한 OFDM을 제시한다. 적응 OFDM은 허가된 사용자의 주파수 간섭을 피하기위해서 개별적인 반송파를 무효화시키는 capacity를 갖는다. 그러므로 OFDM 송신기에서 IDFT/DFT, IDCT/DCT의 입력과 출력이 상당수의 0값을 갖는다. 따라서 DFT와 DCT의 표준 방법은 0에서 필요치 않은 연산 때문에 더 이상 효율적이지 않을 수 있다. 이러한 고찰에 근거하여, 본 논문은 IDFT/DFT, IDCT/DCT를 위한 2차원적(2-D) 단축된 정렬 변환 분해 방법을 보이고, 이 알고리즘이 Cognitive Radion 시스템 환경의 OFDM의 계산을 효율적으로 수행 할 수 있는 방법을 제시한다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.11-18
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• 2017

Finite field arithmetic has been extensively used in error correcting codes and cryptography. Low-complexity and high-speed designs for finite field arithmetic are needed to meet the demands of wider bandwidth, better security and higher portability for personal communication device. In particular, cryptosystems in GF($2^m$) usually require computing exponentiation, division, and multiplicative inverse, which are very costly operations. These operations can be performed by computing modular AB multiplications or modular $AB^2$ multiplications. To compute these time-consuming operations, using $AB^2$ multiplications is more efficient than AB multiplications. Thus, there are needs for an efficient $AB^2$ multiplier architecture. In this paper, we propose a low latency Montgomery $AB^2$ multiplier using redundant representation over GF($2^m$). The proposed $AB^2$ multiplier has less space and time complexities compared to related multipliers. As compared to the corresponding existing structures, the proposed $AB^2$ multiplier saves at least 18% area, 50% time, and 59% area-time (AT) complexity. Accordingly, it is well suited for VLSI implementation and can be easily applied as a basic component for computing complex operations over finite field, such as exponentiation, division, and multiplicative inverse.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권1호
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• pp.1-10
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• 2004

본 논문에서는 유한체 GF$(2^m)$상에서 두 다항식의 승산을 실현하는 병렬-입력 및 병렬-출력을 갖는 셀 배열 병렬 승산기를 제시한다 이 승산기는 승산연산부, 기약다항식연산부. MOD연산부로 구성한다. 승산연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트로 설계한 기본 셀의 배열로 이루어지며, 기약다항식연산부는 XOR 게이트와 D 플림플롭회로를 사용하여 구성하며, MOD연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트에 의한 기본 셀을 배열하여 구성하였다. 제시한 승산기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였으며, 클럭신호의 주기를 l${\mu}\textrm{s}$로 하였다. 제시한 셀 배열 병렬 승산기는 m=4인 경우에 AND 게이트의 수가 24개, XOR 게이트의 수가 32개 필요하며, D 플립플롭회로가 4개 필요하다. 또한, AOP 기약 다항식을 사용하면 AND 게이트와 XOR 게이트의 수가 24개 필요하며 D 플립플롭은 사용되지 않는다. 셀 배열 병렬 승산기의 승산연산부의 동작시간은 1 단위시간(클럭시간)이 소비되고, 기약다항식연산부에 의한 MOD연산부의 동작시간은 m 단위시간(클럭시간)이 소비되어 전체 동작시간은 m+1 단위시간(클럭시간)이 소비된다. 본 논문에서 제시한 셀 병렬 승산기는 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가지며, 특히 차수 m이 매우 큰 유한체강의 두 다항식의 승산에서 확장성을 갖는다.