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TLU형 FPGA를 위한 새로운 다출력 함수 기술 매핑 알고리즘
박장현,김보관,Park, Jang-Hyun,Kim, Bo-Gwan 한국정보처리학회 1997 정보처리논문지 Vol.4 No.11
본 논문에서는 최근에 관심을 모으고 있는Table Look- Up형의 FPGA를 위한 다출력 함수로직 합성 알고리즘에 대해 기술한다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 다출력 함수 로직 합성 방법은 기능적 분해 방법을 사용하였으며, 이 방법을 이용한 2가지의 새로운 알고리즘을 설명한다. 첫번째는 한 출력에 적용한 Rofh-Karp 알고리즘을 다출력에 웅용할 수 있도록 확장하였으며, 두 번째는 분해과정에서 공통 분해 함수를 찾는 효과적 인 알고리즘을 제안한다. 기술 매핑의 최적화 대상은 CLB 개수를 고려했으며, 벤치마크 테스트를 통한 일반적인 회로에 적용성 검증, 기존 알고리즘과의 성능 비교 및 개선에 대해 연구하였다. 논리 설계 합성기 구성 과정에서 새로운 알고리즘을 구현하여 실험한 결과를 기존의 다출력 함수 분해 방법과 비교하면 CLB 의 개수, 네트 수 등 성능과 수행 시간에서 매우 만족할 만한 결과를 얻었다. This paper describes two algorithms for technology mapping of multiple output functions into interesting and popular FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) that lise look-up table memories. For improvement of technology mapping for FPGA, we use the functional decomposition method for multiple output functions. Two algorithms are proposed. The one is the Roth-Karp algorithm extended for multiple output functions. The other is the novel and efficient algorithm which looks for common decomposition functions through the decomposition procedure. The cost function is used to minimize the number of CLBs and nets and to improve performance of the network. Finally we compare our new algorithm with previous logic design technique. Experimental results show significant reduction in the number of CLBs and nets.
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박장현,최영준,조중현,문홍규,임홍서,배영호,박종욱,Park, Jang-Hyeon,Choe, Yeong-Jun,Jo, Jung-Hyeon,Mun, Hong-Gyu,Im, Hong-Seo,Bae, Yeong-Ho,Park, Jong-Uk 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2
한국천문연구원은 우주물체 전자광학 감시체계 기술개발 사업을 통해 자국위성의 추적감시를 위해 0.5m 광시야 감시관측소 국제 네트워크(OWL : Optical Wide-Field patroL)를 구축할 예정이다. OWL 시스템의 설계 검증을 위해 시험모델을 개발하였고, 연구소 내에 테스트베드에 설치하여 종합적인 테스트를 수행하고 있다. OWL 시험모델은 해외 설치모델과 동일하게 제작하였으며 돔을 제외한 모든 서브시스템을 국산화하였다. 유효구경 0.5m의 Richey-Cretian 형식의 광학계로 1.75도의 광시야를 구현하였고 영상보정을 위해 5개의 보정 렌즈를 사용하였다. 인공위성 추적을 위해 초당 10도 이상 기동이 가능한 alt-az 방식의 마운트를 개발하였다. 단일 노출에서 다수의 인공위성 궤적을 얻기 위해 chopper 제어 시스템을 도입하였고, chopper, 필터휠, de-rotator, CCD 카메라 등 4개의 부분품을 하나로 묶어 간결한 back-end를 구성하였다. 시스템의 안정성 향상과 유지보수의 용이성을 위해 망원경 및 관측소 제어 전용보드를 개발하였고, 전자동 무인관측을 위한 스케줄러 및 운영소프트웨어를 개발하였다. 시험모델을 이용하여 수 개월간 테스트을 수행하고, 관측결과 분석을 통하여 문제점을 수정보완한 후 OWL 시스템의 최종 설계안을 확정할 예정이다.
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박장현,김성환,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan 한국전기전자학회 2015 전기전자학회논문지 Vol.19 No.2
현대의 공학자들에게는 직무 수행에 있어서 컴퓨터와 프로그래밍 기술이 점점 더 요구되고 있다. 본 저자들이 소속된 제어로봇공학과에서는 1학년의 교과 과정에서 C 언어를 익히는 것으로 프로그래밍 학습을 시작한다. 이는 마이크로콘트롤러를 다루는데 있어서 C 언어가 필수적으로 요구되기 때문이다. 하지만 기존의 PC기반의 수업은 저학년 학생들에게는 딱딱하고 어렵게 느껴져 흥미를 유발하기 힘들다는 한계가 있었다. 본 논문은 학부 저학년 대상의 공학 프로그래밍 교과목에서 아두이노 플랫폼을 활용한 후 그 수업 과정과 장점들에 대해서 소개한다. 그리고 구현 실험 결과를 분석하여 수업을 개선하는데 아두이노 실습 도구들이 매우 유용하다는 결과를 제시한다. Engineers increasingly rely on computers and their computer programming skills for their works. As a result, most engineering curricula have introduced a computer programming courses. However, students consider the subject to be unrelated to their core interests and often feel uncomfortable when learning to program for the first time. To overcome these difficulties, several studies have proposed the use of physical computing paradigm. This paradigm takes the computational concepts out of the PC screen and into the real world so that the student can interact with them. This paper proposes Arduino platform as a tool for attracting interest of the programming and reports the results of questionnaire survey analysis.
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박장현,이기준,김보관,Park, Jang-Hyeon,Lee, Gi-Jun,Kim, Bo-Gwan 한국정보처리학회 1995 정보처리논문지 Vol.2 No.4
본 논문에서는 함수 기능에서 로직 게이트 기능까지 시뮬레이션 가능한 고성능의 로직 시뮬레이터(HSIM) 개발에 대해서 논한다. 개발된 로직 시뮬레이터는 입력부, 시 뮬레이터 본체, 출력부로 구성되어 있으며, 입력부에는 네트 리스트 컴파일러, 부품 정보 컴파일러가 포함된다. 시뮬레이터 본체에는 시뮬레이션 속도를 높이기 위한 각종 기술과 시뮬레이터의 중심 부분인 시뮬레이션 엔진 등이 소속되어 있다. 출력부에는 시뮬레이션 결과를 분석하는 파형 분석기가 있다. 개발된 시뮬레이터 본체의 주요 특 징은 점진적 로더를 사용하여 컴파일된 부품 기능들을 시뮬레이션 엔진에서 직접 로드 하여 시뮬레이션을 수행한다. 이렇게 한 결과 기존의 유릿 딜레어 event-driven interpretive 시뮬레이터와 비교했을 때 55% 이상 속도가 빠른 효과적인 성능 향상을 달성했다. In this paper, we present a highly efficient simulation package which supports simulation from functional level to gate level. The package consists of a set of front-end tools, a logic simulator, named HSIM(Highly efficient logic SIMulator), and an waveform analyzer. The front-end tools include a netlist compiler, functional primitive compiler and behavioral compiler. Key feature of developed simulator is that the compiled behavioral models written in C language are directly executed in the simulation engine using incremental loader. By doing so, we achieved significant speed up as compared with the interpretive functional simulator. Experimental results show that HSIM runs about 55% faster than traditional unit-delay event-driven interpretive simulator.
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다수의 아두이노를 파이썬과 I2C로 제어하기 위한 무오류 통신 프로토콜 구현
박장현,김성환,박태식,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan,Park, Tae-Sik 한국전기전자학회 2017 전기전자학회논문지 Vol.21 No.3
근래에 전 세계적으로 비전공자나 중등학생들에게도 코딩 교육이 폭넓게 이루어지고 있으며 파이썬(python)은 비전문가의 교육용으로도 널리 채택되고 있다. 그리고 아두이노(arduino)는 피지컬 컴퓨팅(physical computing)과 사물인터넷 용도로 사용되는 대중적인 하드웨어이지만 $C{^+^+}$ 언어로 제어되므로 비전문가가 초기에 진입하기에 어려움이 있다. 본 논문은 파이썬 언어와 I2C 통신으로 마스터(master) 기기에서 다수의 아두이노 기기들을 동시에 제어할 수 있는 무오류 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 구현된 프로토콜을 이용하면 다수의 아두이노를 파이썬으로 오류없이 제어할 수 있으므로 아두이노를 제어하는데 파이썬 프로그램의 장점을 활용할 수 있다. Python language is widely used because of its ease of learning and its wide application range. Arduino, on the other hand, is also widely utilized hardware for physical computing and internet of things(IoT). However, Arduino is controlled by $C{^+^+}$ language, which makes it difficult for non-experts to enter swiftly. This paper proposes an errorless protocol that can simultaneously control multiple Arduino devices in a master device using python language with I2C communication. Using the protocol proposed in this paper, we can take advantage of the python language to control multiple Arduinos.
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박장현,김보관,Park, Jang-Hyeon,Kim, Bo-Gwan 한국정보처리학회 1995 정보처리논문지 Vol.2 No.5
본 논문은 새로운 ASIC 구조로 최근에 관심을 모으고 있는 Table Look-Up형의 FPGA를 위한 기술 매핑에 대한 연구에 관한 것이다. 이를 위해 우선 다단계 논리 합성 , decomposition reduction, packing 등 각 설계 과정의 기존 알고리즘을 비교 분석 하였고, 각 과정에서 새로운 알고리즘을 첨가하였다. 설계 시스템의 최적화 대상인 CLB 갯수 및 네트 수의 최소화를 동시에 고려하기 위하여 사용자에 의해서 주어지는 각 요소의 가중치 선형합으로 된 비용 함수를 제안하였다. 이 비용함수를 사용하여 벤치마크 테스트를 통한 일반적인 회로에 적용성 검증, 기존 알고리즘의 성능 비교 및 개선에 대해 연구하였다. 논리 설계 합성기 구성 과정에서 Node-pair decomposition, merging fanin, unified reduction, 다출력 decomposition 등 4가지의 새로운 알고리 즘을 추가하여 실험한 결과, CLB와 네트의 수에서 SIS-pga보다 약 10% 적은 값을 얻을 수 있었다. This paper describes several algorithms for technology mapping of logic functions into interesting and popular FPGAs that use look-up table memories. In order to improve the technology mapping for FPGA, some existing multi-level logic synthesis, decomposition reduction and packing techniques are analyzed and compared. And then new algorithms such as node-pair decomposition, merging fanin, unified reduction and multiple output decomposition which are used for combinational logic design, are proposed. The cost function is used to minimize the number of CLBs and edges of the network. The cost is a linear combination of each weight that is given by user. Finally we compare our new algorithm with previous logic design technique[8]. In an experimental comparison our algorithm requires 10% fewer CLB and nets than SIS-pga.
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불확실한 비선형 계통에 대한 SPR 조건이 필요 없는 적응 퍼지 관측기
박장현,김성환,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan 한국전기전자학회 2003 전기전자학회논문지 Vol.7 No.2
본 논문은 불확실한 비선형 계통에 대해서 강인한 적응 퍼지 관측기를 설계하는 방법을 제시한다. 새로 제시하는 관측기는 관측기 설계시 관측오차의 동특성식이 SPR (strictly positive real)이어야 한다는 조건이 불필요하다. 또한 불확실한 항에 대한 유계상수도 추정하는 알고리듬을 사용하여 강인항의 이득값을 설계자가 미리 결정할 필요가 없게 된다. 설계된 관측기를 포함한 전체 폐루프 계통에 대해서 리아프노브 안정도를 증명하였으며 관측오차를 포함한 계통의 모든 신호들의 반전역적 유계(semi-global uniform ultimate boundedness)임을 증명하였다. 이론적으로 도출된 결과를 mass-spring-damper 계통에 대한 모의실험을 수행하여 제안된 관측기의 효율성과 성능을 보였다. This paper describes the design of a robust adaptive fuzzy observer for uncertain nonlinear dynamical system. We propose a new method in which no strictly positive real (SPR) condition is needed. No a priori knowledge of an upper bound on the lumped uncertainty is required. The Lyapunov synthesis approach is used to guarantee a semi-global uniform ultimate boundedness property of the state observation error, as well as of all other signals in the closed-loop system. The theoretical results are illustrated through a simulation example of a mass-spring-damper system.
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