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QAW와 ADD 방법론을 통합 적용한 유도무기 탑재 소프트웨어 아키텍처 설계 방안 연구
정상문(Sangmun Jeong),공민식(Minsik Gong),민현석(HyunSeok Min),김현수(Hyeon Soo Kim) 한국정보과학회 2013 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2013 No.6
본 논문에서는 유도무기 탑재 소프트웨어 아키텍처 설계에 있어서 QAW(Quality Attribute Workshop)와 속성기반설계(ADD: Attribute-Driven Design) 방법론을 확장하고 통합하여 적용할 수 있는 방안을 제시하고 실제 적용 가능한 사례를 소개한다. 본 논문에서 채택한 방법론은 사용자가 제시한 시스템의 기능요건으로부터 비기능요건(품질요건) 도출 및 정제, 이들로부터 아키텍처 드라이버(driver) 도출, 이를 만족하기위한 전술(tactics) 선정, 선정된 전술에 근거하여 시스템 아키텍처 패턴 결정, 확정된 아키텍처를 구현 및 검증하는 과정으로 이루어진다. 제안한 방법론은 유도무기에 탑재되는 부체계 인터페이스 연동제어 시스템의 소프트웨어 아키텍처 설계에 적용하였으며 이는 가용성, 변경가능성, 성능과 같은 품질요건 특성들을 모두 만족하도록 설계하였다. 본 연구를 통해서 수많은 경험을 바탕으로 일반화시켜놓은 방법론이나 지침을 국방 도메인 시스템 소프트웨어의 아키텍처 설계에 적용함으로써 아키텍처 설계에 관한 부족한 경험을 메꿀 수 있게 되었고 소프트웨어 개발을 표준화 시킬 수 있는 좋은 계기가 되었다.
유도비행체계 내부 통신채널 상태 검사를 위한 신호 품질 지시자 설계
홍언표(Eonpyo Hong),정상문(Sangmoon Jeong),공민식(Minsik Gong) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.12
본 논문은 유도비행체계 내부 부체계들 사이에 연결된 유선 통신채널의 상태를 검사할 수 있는 신호 품질 지시자(SQI)를 제안한다. 유선 통신채널을 통해 전달되는 통신신호는 빈약한 통신채널 연결 상태, 전자기적 간섭신호, 부가 백색 가우시안 잡음 등에 의해서 왜곡이 발생할 수 있다. 통신채널의 상태를 검사하는 방법으로서, 해밍 거리 기반으로 수신신호 왜곡정도를 계산하는 H-SQI와 유클리디언 거리 기반으로 계산하는 E-SQI를 제안한다. 제안하는 두 SQI는 왜곡정도에 대한 분해성능인 SQI 분해성능과 필요 하드웨어 자원 양에 대하여 서로 비교하였다. E-SQI는 뛰어난 SQI 분해성능을 가짐에도 불구하고 H-SQI보다 약 10배의 FPGA 자원과 아날로그-디지털 변환기가 더 필요하다. 또한, H-SQI는 오버샘플링 비율을 증가시켜 채널상태를 확인할 수 있을 정도의 충분한 SQI 분해성능을 얻을 수 있으므로 H-SQI가 E-SQI보다 유도비행체계의 신호 품질 지시자로서 더 적절하다. This paper proposes the Signal Quality Indicator (SQI) to certify the wired communication channels connected between sub-systems embedded in guided flight systems. The communication signals can be distorted due to the poor interconnections of wired channels, the interference from the signals passing through the adjacent routed channels, and additive white Gaussian noises. As the ways to find out the condition of the communication channels, we present the Hamming distance based SQI (H-SQI) and the Euclidean distance based SQI (E-SQI). Two SQIs are compared in terms of the SQI resolution performance and the required number of hardware resources for implementations. The E-SQI requires the 10 times FPGA resources and an additional analog-digital converter over the H-SQI in spite of its outstanding SQI resolution performance. Moreover, the H-SQI could have the enough SQI resolution performance to find out the channel condition by increasing the oversampling rate, so the H-SQI is the more adequate than the E-SQI for the SQI of the guided flight systems.
효율적인 행렬 곱 알고리즘 및 이를 활용한 고성능 임베디드 시스템 개발
김원섭(Wonsop Kim),전원보(Wonbo Jeon),공민식(Minsik Gong) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.1
최근 항공우주 및 방위산업 분야에서 다양한 임베디드 시스템들의 소형화 및 저가화 개발이 많이 요구되고 있다. 본 논문에서는 고속 DSP를 이용하여 임베디드 시스템을 개발한다. 또한 비행 조종과 같은 고정밀 알고리즘의 연산시간을 줄이기 위해 행렬 곱을 위한 두 가지 알고리즘을 제안하고 구현한다. 개발한 임베디드 시스템을 이용하여 성능을 검증한 결과, 2×2 단위 계산방법을 이용한 기존 방법과 성능을 비교했을 때 첫 번째 제안방법은 행렬의 사이즈가 작을때 성능이 개선된다. 두 번째 제안방법은 2×2 단위 계산방법보다 전체적으로 성능이 우세하다. In the recent aerospace and defence industries, it is required to develop small and low cost embedded systems. Based on a high speed digital signal processor (DSP), this paper first presents the development of an embedded system. To reduce the computation time of the high precision algorithm such as flight control, we also propose two algorithms for matrix multiplication. Validation results show that, compared to the performance using the 2×2 unit method, the performance of the proposed method 1 is improved, when the size of matrices is small. The proposed method 2 generally outperforms the 2×2 unit method.
합성곱 신경망의 FPGA 기반 구현을 위한 조절 가능한 윈도우 크기를 갖는 Max-Pooling 엔진 구조 설계
홍언표(Eonpyo Hong),최강아(Kang-A Choi),주지훈(Jhihoon Joo),공민식(Minsik Gong) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.6
This paper presents the max-pooling engine architecture with scalable window size for FPGA-based convolutional neural network (CNN) implementation. The proposed max-pooling engine consists of a horizontal max-pooling engine and several vertical max-pooling engines. Each max-pooling engine tracks the ranking of values within the window and extracts the maximum value. The window size can be dynamically chosen for the desirable window size. The proposed max-pooling engine was employed and verified by the implementation of YOLOv4-CSP-S-Leaky CNN for object detection.
스마트폰을 활용한 소형 저가 유도탄 유도조종장치용 어플리케이션 개발
노정훈(Junghoon Noh),조경국(Kyongkuk Cho),김성준(Seongjun Kim),김원섭(Wonsop Kim),정진섭(Jinseob Jeong),상진우(Jinwoo Sang),박청운(Chung-Woon Park),공민식(Minsik Gong) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.7
최근의 무기체계에서는 효율적으로 적진을 탐색, 타격할 수 있는 저가의 소형 유도무기 개발이 많이 요구되고 있다. 이처럼 저가의 소형 드론형 무기의 제어를 위해서는 무선 인터페이스, 자세제어 위치탐색 타깃 탐색들을 위한 다양한 센서들과 고성능 카메라, 그리고 이를 실시간으로 통합하여 처리할 수 있는 고성능의 프로세싱 능력들을 갖춘 통합 전자장치가 필수적이다. 본 논문에서는 이를 위한 솔루션으로 안드로이드 스마트폰을 통합 전자 제어장치로 제안하고, 유도조종 알고리듬을 수행할 어플리케이션을 구현한다. 제안된 어플리케이션을 실제 스마트폰에 올려 비행모의 시뮬레이션을 통해 성능을 분석한다. In the recent weapon system trend, it is required to develop small and low cost guidance missile to track and strike the enemy target effectively. Controling the such small drone typed weapon demands a integrated electronic device that equipped with not only a wireless network interface, a high resolution camera, various sensors for target tracking, and position and attitude control but also a high performance processor that integrates and processes those sensor outputs in real-time. In this paper, we propose the android smartphone as a solution for that and implement the guidance and control application of the missile. Furthermore, the performance of the implemented guidance and control application is analyzed through the simulation.