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엄성용,손홍래,나창운 조선대학교 기초과학연구원 2013 조선자연과학논문집 Vol.6 No.4
Three types of functionalized flexible optical composite films based on Bragg structure porous silicon interferometer have been successfully fabricated by casting a toluene solution of polystyrene onto the free-standing porous silicon. The optical properties of composite films are measured. Surface functionalization of porous silicon is determined by FT-IR measurement. Reflectance and transparence properties of composite films are measured for the possible application of tunable optical filter and indicate that the transmission peak occurred at the identical location where the reflection peak appeared.
SEED 블록 암호 알고리즘의 파이프라인 하드웨어 설계
엄성용,이규원,박선화 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.30 No.3
최근 들어, 정보 보호의 필요성이 높아지면서, 암호화 및 복호화에 관한 관심이 커지고 있다. 특히, 대용량 정보의 실시간 고속 전송에 사용되기 위해서는 매우 빠른 암호화 및 복호화 기법이 요구되었다. 이를 위한 방안중의 하나로서 기존의 암호화 알고리즘을 하드웨어 회로로 구현하는 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 기존 연구의 경우, 구현되는 회로 크기를 최소화하기 위해, 암호화 알고리즘들의 주요 특성인 병렬 수행 가능성을 무시한 채, 동일 회로를 여러번 반복 수행시키는 방법으로 설계하였다. 이에 본 논문에서는 1998년 한국정보보호센터에서 개발한 국내 표준 암호화 알고리즘 SEED의 병렬 특성을 충분히 활용하는 새로운 회로 설계 방법을 제안한다. 이 방법에서는 암호 연산부의 획기적인 속도 개선을 위해 암호 블록의 16 라운드 각각을 하나의 단계로 하는 16 단계의 파이프라인 방식으로 회로를 구성한다. 설계된 회로 정보는 VHDL로 작성되었으며, VHDL 기능 시뮬레이션 검증 결과, 정확하게 동작함을 확인하였다. 또한 FPGA용 회로 합성 도구를 이용하여, 회로 구현시 필요한 회로 크기에 대한 검증을 실시한 결과, 하나의 FPGA 칩 안에 구현 가능함을 확인하였다. 이는 단일 FPGA 칩에 내장될 수 있는 고속, 고성능의 암호화 회로 구현이 가능함을 의미한다. The need for information security increases interests on cipher algorithms recently. Especially, a large volume of data transmission over high-band communication network requires faster encryption and decryption techniques for real-time processing. It would be a good solution for this problem that we implement the cipher algorithm in forms of hardware circuits. Though some previous researches use this approach, they focus only on repeatedly executing the core part of the algorithm to minimize the hardware chip size, while most cipher algorithms are inherently parallel. In this paper, we propose a new design for the SEED block cipher algorithm developed by KISA (Korea Information Security Agency) in 1998 as Korean standard cipher algorithm. It exploits the parallelism of the algorithm basically and implements it in a pipelined fashion. We described the design in VHDL program and performed functional simulations on the program, and then found that it worked correctly. In addition, we synthesized it and verified that it could be implemented in a single FPGA chip, implying that the new design can be Practically used for the actual hardware implementation of a high-speed and high-performance cipher system.
시분할 FPGA 합성에서 LUT 개수에 대한 하한 추정 기법
엄성용 한국정보과학회 2002 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.27 No.8
For a time-multiplexed FPGA, a circuit is partitioned into several subcircuits, so that they temporally share the same physical FPGA device by hardware reconfiguration. In these architectures, all the hardware reconfiguration information called contexts are generated and downloaded into the chip, and then the pre-scheduled context switches occur properly and timely. Since the maximum number of the LUT's required in the same time determines the size of the chip used in the synthesis, it needs to be minimized, if possible. Many previous work use their own approaches, which are very similar to either scheduling method in high level synthesis or multi-way circuit partitioning method, to solve the problem.In this paper, we propose a method which estimates the lower bound on the number of LUT's without performing any actual synthesis. The estimated lower bounds help to evaluate the results of the previous work. If the estimated lower bound on the number of LUT's exactly matches the number of LUT's of the result from the previous work, the result must be optimal. In contrast, if they do not match, the following two cases are expected : the more exact lower bound may exist, or we might find the new synthesis result better than the result from the previous work. 주어진 논리 회로를 시분할 FPGA 칩으로 효과적으로 합성하기 위해서는 전체 회로를 여러 개의 부분회로로 나눈 후, 각 부분 회로가 동일한 하드웨어 회로를 시간차를 두고 공유하도록 하여야 한다. 이를 위해 칩에 대한 시간별 재구성 정보를 미리 만들어, 칩 내부의 특정 메모리 영역에 저장하여 두었다가 정해진 시간대가 되면 칩 전체를 재구성하도록 하여야 한다. 그런데, 시분할 FPGA 합성에서 사용하는 세부적인 재구성 기법(일반적으로 스케쥴링이나 다중 회로 분할 기법을 사용)에 따라 동일 시간대에 필요한 LUT의 개수, 즉 FPGA의 용량이 달라질 수 있다. 본 논문에서는 입력되는 논리 회로를 직접 합성하지 않고서도 그 회로가 필요로 하는 전체 LUT 개수에 대한 하한을 추정함으로써 재구성 기법에 관계없이 필요한 최소한의 LUT 개수를 파악한다.만일, 기존의 재구성 결과가 본 연구에서 추정된 하한과 일치할 경우, 그 결과는 최적의 결과를 의미한다. 반면에, 하한과의 차이가 있는 경우에는 기존의 연구 결과에 비해 더 좋은 재구성 결과가 존재하거나, 또는 본 연구에서 추정한 하한보다 더 좋은(큰, 정확한) 하한이 실제 존재함을 의미한다. 따라서 이러한 비교 분석을 통해, 기존 연구의 결과가 최적인지, 또는 개선의 여지가 있는지를 판단하는 좋은 지표를 제공할 수 있다. 실험 결과, 실험한 대부분의 예제에서, 기존의 연구 결과에서 출력한 결과와 본 논문에서 제안한 방법으로 추정한 하한이 정확히 일치하는 것을 발견할 수 있었는데, 이는 기존의 합성 시스템에서 생성한 결과의 최적성을 확인하게 하는 한편, 본 논문에서 제안한 하한 추정의 정확성을 반증하는 것으로 해석될 수 있다.