GENESIS를 이용한 뉴런의 전위발생 및 전달 시뮬레이션

김석환,허창우 목원대학교 자연과학연구소 1999 自然科學 硏究論文集 Vol.8 No.-

인간의 뇌는 신체의 거의 모든 기능을 지배한다. 뇌에 대한 소중함은 어는 누구나 알고 있으나 불시에 뇌에 손상을 입는 경우 이에 대한 해결방법과 원인을 분석하기에는 많은 시간과 어려움이 있다. 본 논문에서는 인체의 기능을 추론 및 공학적 이론을 토대로 뉴런에서의 각 이온채널에서의 생체변수간의 관계를 수학적으로 표현하고 컴퓨터 시뮬레이션을 수행해 해석함으로써 인체의 각종현상을 정량적으로 예측한다.

Na 이온농도의 인체에 미치는 영향에 대한 컴퓨터 시뮬레이션

김석환,허창우 목원대학교 멀티미디어신기술연구소 2001 멀티미디어신기술연구소논문집 Vol.1 No.1

신경의 기본단위인 뉴런을 계층 구조형태로 연결하여 자극에 대한 각 뉴런의 신경전달 메카니즘을 분석하고 Na 이온의 값을 변형시켜 활성전위에 미치는 영향을 LINUX를 기초로 한 GENESIS를 이용하여 시뮬레이션을 해 보았다. 뉴런은 미세한 자극뿐만 아니라 이온농도의 변화로 인한 매우 민감하게 반응함으로 신경의 활성전위와 인체를 구성하는 모든 세포에서의 이온농도의 중요성을 간과해서는 안 된다. 본 연구에서는 신경세포를 전기회로 적인 모델을 기준으로 설계하였으며, 농도의 변화에 의해 활성전위 전달에 큰 변화를 일으켰다. 과대한 농도 변화는 신경에서의 과도한 활성전위와 매우 낮은 전위가 발생함을 알 수 있었다. 이로 인해 인체에 미치는 영향은 신체의 어느 부분이냐에 따라 다르겠지만 뇌에서의 열, 뇌 세포 손상, 근육마비, 심장마비 등의 이상 현상을 추정할 수 있을 것이다.

신경전달 물질에 의한 뉴런의 신호전달 원리에 대한 연구

김석환,허창우 목원대학교 멀티미디어신기술연구소 2001 멀티미디어신기술연구소논문집 Vol.1 No.1

인간의 뇌에는 천 억개 이상의 신경세포들이 있다. 이들은 신경작용의 매우 복잡한 네트워크를 통해 서로서로 연결되어져 있다. 하나의 신경세포로부터 다른 신경세포로 신호가 전달되는 과정은 다른 화학 전달물질들에 의해 이루어지며 신호 전이는 시냅스라고 불리는 신경세포간의 특정 접촉부위에서 일어난다. 뉴런의 신호전달 체계에 대한 연구는 20세기 초반에 본격적으로 이루어져 왔으며, 현재는 각 뉴런에 대한 정확한 신호전달 원리를 밝히는데 많은 연구가 이루어지고 있다. 최근에 연구가 활발하게 이루어지고 있는 신경전달 물질중 하나인 일산화 질소는 인간의 세포에 노출되었을 경우 세포막을 기준으로 농도 차가 발생하여 근육이 이완되는 현상을 유발한다. 이런 세포막을 기준으로 한 운동신경 변화, 심장박동의 변화, 근육의 이완현상 및 치명적인 이상을 초래하는 현상을 GENESIS를 이용하여 시뮬레이션 해 보았다.

A Study on Self Repairing for Fast Fault Recovery in Digital System by Mimicking Cell

Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu The Korea Institute of Information and Commucation 2011 Journal of information and communication convergen Vol.9 No.5

Living cells generate the cell cycle or apoptosis, depending on the course will be repeated. If an error occurs during this period of life in order to maintain the cells in the peripheral cells find the error portion. These cellular functions were applied to the system to simulate the circuit. Circuit implementation of the present study was constructed the redundant structure in order to found the error quickly. Self-repairing of digital systems as an advanced form of fault-tolerance has been increasingly receiving attention according as digital systems have been more and more complex and speed-up especially for urgent systems or those working on extreme environments such as deep sea and outer space. Simulating the process of cell differentiation algorithm was confirmed by the FPGA on the counter circuit. If an error occurs on the circuit where the error was quickly locate and repair. In this paper, we propose a novel self-repair architecture for fast and robust fault-recovery that can easily apply to real, complex digital systems. These Self-Repairing Algorithms make it possible for the application digital systems to be alive even though in very noisy and extreme environments.

세포의 자가 치료 기능을 모사한 디지털 회로에서의 오류 검출 및 복구 알고리즘

김석환,Kim, Soke-Hwan 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.11

본 연구에서는 세포의 자가 치료 기능을 모사하여 복잡한 디지털 회로를 기능별 분리시킨 구조에서 회로 동작 중 발생하는 오류 위치를 빠르게 찾고 복구 시키는 알고리즘 방법을 제안한다. 디지털 회로를 각 기능별로 9가지로 분리시켜 오류 난 디지털 회로의 기능블록 위치를 빠르게 검출할 수 있게 하며 복구 시키는 방법을 제안한다. 복잡한 구조의 디지털 회로에서도 각 디지털 회로의 기능별 위치에 대한 번호 및 좌표를 $3{\times}3$ 행렬 구조로 확대시켜 오류 위치에 대하여 검출 및 복구가 가능한 알고리즘이다. Abstract should be placed here In this study, we propose an algorithm of the method of recovering quickly find the location of the error encountered during separate operations in the functional structure of complex digital circuits by mimicking the self-healing function of the cell. By the digital circuit was divided by 9 function block unit of function, proposes a method that It can quickly detect and recover the error position. It was the detection and recovery algorithms for the error location in the digital circuit of a complicated structure and could extended the number of function block for the $3{\times}3$ matrix structure on the dital circuit.

SSTL2-II의 데이터 전송특성 분석

김석환,허창우,Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.4

통신시스템에 사용되는 프로세서는 여러 로직이 사용되는데 본 연구에서는, 입력과 출력 사이에 정확하게 상호 정보를 전달하기 위해, SSTL2-II 2.5V 로직을 이용하여 전송 선로의 길이 변화와 데이터 속도의 변화 시 발생되는 데이터 전송특성을 살펴보았다. 전송 선로의 길이가 30cm이고 데이터 속도가 400Mbps일 경우 안정된 특성을 얻었다. Variety of logics are used in communication system processor. SSTL2-II 2.5V logic was attempted to analyze data transmission characteristics by varying transmission line length and data speed. Stable characteristics were obtained in case when data speed was 400Mbps and transmission line length was 30cm

DNA 이중나선구조에서의 오류 검출 및 복구

김석환,허창우,Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.11

살아있는 생명체는 세포로 구성되며 성장 분열을 통해 스스로 복제할 수 있는 능력을 지녔다. DNA상의 변이, 즉 돌연변이는 자손의 생존과 번식에 불리하게 작용할 수 있고 이점을 줄 수 있는 양면성을 지녔다. 본 연구에서는 DNA 이중나선은 복제 주형으로 사용되기 위해서는 먼저 이중나선이 열리고 단일 가닥으로 분리되어야 한다. 이중 나선구조결합에서의 결합의 오류부분의 위치를 찾아내고 복구하는 방법을 제시한다. Living organisms are composed of cells that can replicate themselves through growth, division packed with tons capacity. On DNA mutations, ie mutations in the offspring's survival and reproduction can be held against you, and packed with tons ambivalence that could benefit. In this study, the DNA double helix is used as a template for replication, we first separated into single strands of the double helix must be opened Combining the double helix portion of the location of errors in the bond provides a way to find and repair.

LVTTL을 이용한 데이터 통신시스템 설계

김석환,허창우,Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.3

초고속 정보 통신망의 발달로, 현재 데이터 통신시스템은 가입자 상호간에 데이터를 빠르고, 정확하게 교환 할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 통신 시스템에 사용되는 여러 가지 Logic중 가장 기초가 되는 LVTTL(Low Voltage Transistor Transistor Logic)을 이용하여 데이터 전송특성 분석을 위한 시스템을 설계하고 데이터 전송속도의 변화따른 LVTTL의 특성을 측정 분석하였다. 현재 시스템에 필요한 전송 라인의 길이가 30cm이기 때문에, 우리는 현재 시스템에 필요한 전송 라인의 길이에 따라 LVTTL 데이터 전송 특성을 분석했다. LVTTL의 신호 레벨은 10Mbps일 경우 3V, 50Mbps일 경우 2.2V, 100Mbps일 경우 2V, 125Mbps일 경우 1.5V, 150Mbps일 경우 1.4V이다. 전송선로의 길이가 30cm, 데이터 전송속도 100Mbps까지 안정하게 보냄을 알 수 있었다. By the development of the information superhighway, the current data communication system can be exchanged data quickly and precisely between subscribers. In this paper, LVTTL(Low Voltage Transistor Transistor Logic), Using the fundamental one logic at several kinds of used in communication systems, the LVTTL transmission characteristics were measured by according to the change data transfer rate and the transmission line length. Because the transmission line length required on the current system is 30cm, We analysed LVTTL data transfer characteristics according to the transmission line length required on the current system. The amplitude level of LVTTL at 10Mbps is 3V and 50Mbps is 2.2V and 100Mbps is 2V and 125Mbps is 1.5V and 150Mbps is 1.4V. The length of transmission line 30cm was stable state up to 100Mbps data transfer rate.

FPGA 2차원 배열을 사용한 디지털 회로에서 오류 검출의 방법

김석환,허창우,Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.6

본 논문에서는 세포가 지니는 자가 복구 기능을 모사한 디지털 시스템 설계에서의 설계 방향에 대해 연구한다. 세포의 본래 구조인 3차원 배열이 아닌 FPGA를 이용하여 Cell들을 2차원 구조로 설계하고 효율적인 오류검출을 위한 블록배열 방법에 대해 알아보았다. 일정한 규칙성을 지닌 방법으로 설계를 하므로 전체 디지털 회로를 세부적으로 나누어 배열 시 쉽고 빠르게 검출할 수 있다. In this paper, we proposed on the direction of self-repairing mimicking the cell on the digital system design. Three-dimensional array of cells rather than using the original structure of FPGA, an array of blocks for efficient error detection methods were investigated. With a certain regularity, so the design method in detail by dividing the full array. The digital circuits can be detected fault location easily and quickly.

HSTL을 이용한 전송선로에서의 데이터 전송특성 시뮬레이션

김석환,허창우,Kim, Soke-Hwan,Hur, Chang-Wu 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.8

본 연구는 통신 시스템 설계 시 백플레인 (Backplane)에서 HSTL (High-Speed Transceiver Logic)의 데이터 전송 및 수신 특성을 HSPICE를 사용하여 시뮬레이션을 수행하고 FPGA에 실제 구현하여 데이터 전송특성 분석하여 시뮬레이션 결과 비교 설명 하였다. 시뮬레이션과 측정 조건은 point to point 배선 길이에 대해 데이터 전송 특성을 가능한 데이터 전송 및 수신 한계 속도에 대해 검토 하였다. 측정 결과 point to point 접속 신호 전송 및 수신 한계속도에 영향을 주는 요인은 배선 길이와 주변 전기적 잡음이 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. Tosin backplane system design of this study (Backplane) from the HSTL (High-Speed Transceiver Logic) characteristics of the transmit and receive data using the HSPICE simulations and the actual implementation on the FPGA Data transmission characteristics were described by comparing the simulation results. Simulation and measurement criteria for point to point data transmission characteristics of wire length possible to send and receive data about the speed limits were reviewed. Measured point to point connection to send and receive signals at terminal velocity, the factors that affect the electrical noise around the wire length and showed a very important role.