이 연구 주제는 고성능·저전력 디지털 집적회로를 설계하고, 특히 저장장치와 통신 시스템의 신뢰성을 높이기 위한 오류정정 부호 하드웨어 구현에 초점을 둔다. 연구실의 대표 성과로는 NAND 플래시 메모리를 위한 고속 결합 BCH 복호기, Reed-Solomon 및 Polar 코드 관련 복호 구조, 그리고 저면적·저전력 부호화/복호화 아키텍처가 확인된다. 이러한 연구는 데이터 저장 밀도가 증가하고 공정 미세화가 진행될수록 심화되는 오류 문제를 하드웨어 수준에서 해결하려는 목적을 가진다. 연구 방법론 측면에서는 알고리즘과 회로 구조를 함께 최적화하는 하드웨어-알고리즘 공동설계가 핵심이다. 신드롬 계산의 효율화, 불필요한 복호 단계 생략, 부분 병렬 구조, 데이터 재배열 회로 최적화, 면적 효율적인 인코더/디코더 설계 같은 기법을 통해 처리량, 에너지 효율, 칩 면적 간 균형을 달성한다. 실제로 65nm CMOS 기반의 고속 BCH 복호기 연구는 높은 처리량과 우수한 비트당 에너지 효율을 동시에 달성하며, 연구실이 실용적 VLSI 설계 역량을 갖추고 있음을 보여준다. 이 연구는 SSD, 플래시 메모리, 무선통신, 위성항법 수신기, 차세대 반도체 시스템 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있다. 또한 특허로 이어진 부분 병렬 폴라 코드 부호기, 내결함 LFSR 기반 오류 검출 기술은 신뢰성과 구현 효율을 동시에 중시하는 연구실의 방향성을 잘 보여준다. 향후에는 PIM 반도체, AI 반도체, 고속 인터페이스와 결합하여 더욱 복잡한 시스템 안에서 오류정정과 신뢰성 설계를 통합하는 방향으로 발전할 가능성이 크다.

연구실은 FPGA 비트스트림 구조를 분석하고 이를 바탕으로 FPGA 내부 자원과 연결 정보를 복원하는 역공학 기술을 중요한 연구 축으로 삼고 있다. 관련 국가과제를 통해 Xilinx Vivado 기반 FPGA 역공학 도구 개발을 수행했으며, 높은 복원율의 비트스트림 해석, LUT 및 BRAM 데이터 추출, 매핑 규칙 분석, 연결 정보 복원 등 실질적인 복원 기술을 다뤘다. 이는 FPGA 기반 시스템의 신뢰성 검증, 보안 취약점 분석, 설계 자산 보호라는 측면에서 매우 중요한 의미를 가진다. 보안 연구 측면에서는 역공학을 단순 분석 도구에 그치지 않고 공격 가능성 검증으로까지 확장한다. 대표적으로 FPGA 역공학을 이용한 경량 암호 S-box 공격 연구에서는 다양한 경량 블록암호 구현을 대상으로 비트스트림 내 S-box를 탐지·조작해 평문 또는 키 정보를 약화시키는 공격 가능성을 입증했다. 또한 FPGA 내부 지연 특성을 활용한 부채널 분석, TDC 전압 센서, 링 오실레이터 기반 TRNG, PUF 등도 함께 연구되어, 공격과 방어를 모두 고려하는 하드웨어 보안 프레임워크를 형성하고 있다. 이 연구는 IoT 보안, 군수·산업용 FPGA 시스템, 암호 하드웨어 검증, 반도체 IP 보호 등 다양한 분야에 직접적인 파급력을 가진다. 특히 FPGA가 빠른 프로토타이핑과 현장 재구성이 가능하다는 장점 때문에 보안 사각지대가 생기기 쉬운데, 연구실은 이를 구조적으로 분석하고 실험적으로 검증하는 접근을 취한다. 앞으로는 비트스트림 암호화 분석, 설계 복제 탐지, 안전한 재구성 기술, FPGA 기반 신뢰 실행 환경 등으로 연구가 확장될 수 있으며, 이는 차세대 반도체 보안 연구의 핵심 기반이 된다.

이 연구 주제는 FPGA를 활용해 고속 신호처리, 실시간 계측, 통신 및 항법 신호 생성을 구현하는 시스템 설계에 초점을 둔다. 연구실의 최근 논문과 학술발표를 보면 레이더 도플러 주파수 시뮬레이터, 원자로 노외중성자속 감시계통, GNSS 수신기 및 코드 생성기, FPGA 간 고속 직렬 통신, DDR4 메모리 컨트롤러 등 응용 스펙트럼이 매우 넓다. 공통점은 모두 실시간성, 낮은 지연, 높은 처리량, 그리고 하드웨어 복잡도 절감을 동시에 추구하는 FPGA 중심 시스템이라는 점이다. 구현 기술로는 선형 보간 기반 다중 주파수 시뮬레이션, SoC 통합 구조, 하드웨어 가속기 설계, 병렬 및 파이프라인 처리, 범용 인터페이스 활용 등이 활용된다. 예를 들어 도플러 주파수 시뮬레이터 연구는 다중 주파수 환경에서도 하드웨어 자원 증가를 최소화하면서 정확한 신호 생성을 가능하게 했고, 원자로 중성자속 감시 시스템 연구는 FPGA 기반 디지털 신호처리를 통해 짧은 지연, 높은 처리량, 우수한 측정 정확도를 달성했다. 이는 산업·국방·에너지 분야에서 FPGA가 단순 프로토타이핑 도구를 넘어 실사용 플랫폼이 될 수 있음을 보여준다. 응용 측면에서 이 연구는 자율주행, 항공우주, 원자력 계측, 통신 장비, 위성항법, 테스트베드 구축 등 고신뢰 실시간 시스템 전반에 활용될 수 있다. 특히 연구실은 단순 알고리즘 연구가 아니라 실제 FPGA 보드와 USRP, RF SoC, 센서 인터페이스 등을 포함하는 시스템 수준 구현 역량을 갖추고 있다. 향후에는 AI 가속, PIM 연계 신호처리, 안전 필수 시스템용 디지털 계측, 고속 인터커넥트 기반 분산 처리로 확장되며, 실시간 전자시스템 설계 분야에서 높은 산업적 활용성을 가질 것으로 기대된다.