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확장성과 연결성을 고려한 셀 간 상호작용 기반의 QCA 멀티플렉서 설계 및 분석
서덕규(Duck-Kyu Seo),전준철(Jun-Cheol Jeon) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.9
양자점 셀룰라 오토마타(QCA)는 기존 CMOS 기반의 회로에 비해 적은 전력 소모와 작은 소자의 크기로 인해 많은 이점을 가지고 있는 차세대 디지털 회로 설계 기술이다. 기존의 회로들을 그대로 설계할 수 있다는 점 때문에 다양한 디지털 논리 회로들이 QCA 기반으로 설계되고 있다. 기존의 QCA 기반으로 제안된 멀티플렉서는 많은 게이트를 사용하는 다수결 게이트 기반이 대부분이고, 입출력 셀이 회로 바깥에 퍼져있어 확장성이 좋지 않다. 따라서, 본 논문에서는 다수결 게이트 기반이 아닌 셀 간 상호작용 기반이면서 확장성과 연결성을 고려한 QCA 멀티플렉서를 제안한다. 또한, 제안한 멀티플렉서와 기존에 제안된 멀티플렉서를 분석하고 비교한다. 제안한 멀티플렉서는 다수결 게이트 기반의 회로보다 게이트의 수가 적어 성능이 좋으며, 입출력 셀이 좌우에 모아서 배치되어있기 때문에 확장성과 연결성이 뛰어나다. 마지막으로, 기존에 제안된 회로들과 제안하는 멀티플렉서의 에너지 손실량을 비교하여 정리한다. 제안하는 회로는 D-래치로 변형할 수 있기 때문에 RAM이나 레지스터 등 다양한 회로 개발에 사용될 수 있다. Quantum-dot cellular automata(QCA) is a next-generation digital circuit design technology that has many benefits over conventional CMOS-based circuits because of less power consumption and smaller device size. Due to the fact that existing circuits can be designed as they are, various digital logic circuits are designed based on QCA. Most of The previously proposed multiplexer based on QCA are majority gate-based which used lots of gates, and has poor scalability because I/O cells are spread outside the circuit. So, in this paper, we propose a QCA multiplexer that is based on cell interaction considering better scalability and connectivity than existing circuits. Also, we analyze and compare with proposed multiplexer and previously proposed multiplexer. The proposed multiplexer has better performance than majority gate-based circuit because of less gate number, and scalability and connectivity are excellent because I/O cells are arranged side by side. Finally, we compare and organize with the energy loss of the previously proposed circuits and proposed multiplexer. Since the proposed circuit can be transformed into a D-latch, it can be used to develop various circuits such as RAM and registers.
다층구조 D 래치를 이용한 루프기반 QCA RAM 셀 설계
서덕규(Duck-Kyu Seo),전준철(Jun-Cheol Jeon) 한국정보기술학회 2020 한국정보기술학회논문지 Vol.18 No.6
Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is a nanotechnology that is attracting attention from the research community because of its low energy consumption and its ability to design more efficiently with smaller circuit sizes. As memory is one of the key components in various circuit designs, the design and optimization of RAM cells is one of the most attractive research areas for QCA technology. Among the proposed QCA RAM cells, the RAM cells using the 5-input majority gate are initialized to 0 when the selection input has a value of 0, which causes the problem that the value stored in the cell is inadvertently initialized when used in N ×N type RAM. Therefore, in this paper, we propose a loop-based multilayer structured QCA RAM design that can store three input signals in different directions. The RAM proposed in this paper improves the reliability of data by transmitting signals stably.
Haar Cascade와 DNN 기반의 실시간 얼굴 표정 및 음성 감정 분석기 구현
유찬영(Chan-Young Yu),서덕규(Duck-Kyu Seo),정유철(Yuchul Jung) 한국컴퓨터정보학회 2021 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.29 No.1
본 논문에서는 인간의 표정과 목소리를 기반으로 한 감정 분석기를 제안한다. 제안하는 분석기들은 수많은 인간의 표정 중 뚜렷한 특징을 가진 표정 7가지를 별도의 클래스로 구성하며, DNN 모델을 수정하여 사용하였다. 또한, 음성 데이터는 학습 데이터 증식을 위한 Data Augmentation을 하였으며, 학습 도중 과적합을 방지하기 위해 콜백 함수를 사용하여 가장 최적의 성능에 도달했을 때, Early-stop 되도록 설정했다. 제안하는 표정 감정 분석 모델의 학습 결과는 val loss값이 0.94, val accuracy 값은 0.66이고, 음성 감정 분석모델의 학습 결과는 val loss 결과값이 0.89, val accuracy 값은 0.65로, OpenCV 라이브러리를 사용한 모델 테스트는 안정적인 결과를 도출하였다.