IP module를 위한 UART의 VLSI 설계

VLSI design of a UART for IP module

본 논문에서는 UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)를 soft IP(Intellectual Property) 모듈 형태로써 VLSI 설계과정을 통하여 구현하였다. 이 모듈은 현재 각종 통신 디바이스에서 최하 말단에서 직렬 데이터를 시스템으로 받아들이거나 병렬 데이터를 직렬 라인에 실어 보내는 중요한 역할을 담당한다. 본 연구에서 설계한 UART는 간단한 모듈 형태로 제작되어 있어 Verilog-HDL을 사용하여 직렬 송ㆍ수신을 필요로 하는 시스템에 내장되어 사용될 수 있다. 본 논문에서는 설계 순서에 따라 UART를 설계하고 Simulation을 하고 Synopsys Tool을 사용하여 Compile 과 Synthesis 후 Gate Area 와 Belay를 검출해 내었다. 합성결과 0.25$\mu$m 공정의 CMOS Cell Library를 사용하였을 경우 전체 면적은 1,013 gate가 나왔다. 본 논문에서 설계한 UART의 최장경로가 최대 4.12ns로 나타났으며, 최대 동작 클럭 주파수는 200MHz 로써 150Mbps 이상의 전송 속도를 가진다.