VLSI Implementation of CORDIC-based Derotator

CORDIC 구조를 이용한 디지털 위상 오차 보상기의 VLSI 구현

A derotator VLSI which compensates for the frequency and phase errors of a received signal in digital communication systems was developed employing a CORDIC algorithm. The CORDIC circuit directly rotates the input signal according to the phase error information, thus is much simpler than the conventional derotator architecture which consists of a DDFS (Direct Digital Frequency Synthesizer) and a complex multiplier. Since a derotator needs only small phase error accumulation, a fast direction sequence generation method which exploits the linearity of the arctangent function in small angles is utilized in order to enhance the operating speed. The chip was designed and implemented using a $0.6\mu\textrm{m}$ triple metal CMOS process by the full custom layout method. The whole chip size is $6.8\textrm{mm}^2$ and the maximum operating frequency is 25 MHz.

디지털 통신 시스템에서 입력 신호의 주파수와 위상 오차를 보정하는 디지털 위상 오차 보상기(derotator)를 CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) 알고리즘을 이용하는 VLSI로 구현하였다. CORDIC은 주어지는 위상값에 따라 입력 신호를 직접 회전시키므로, 디지털 주파수 합성기 (Direct Digital Frequency Synthesizer)와 복소수 승산기를 이용하는 기존의 구현 방법에 비해 하드웨어 면에서 간단하다. 디지털 위상 오차 보상기는 작은 위상 오차를 누적하므로 arctangent 함수의 선형 근사를 이용한 고속의 CORDIC 알고리즘을 이용하는 기존에 비해 약 24%의 속도 향상이 가능하였다. 본 설계된 IC는 0.6㎛ triple metal 공정을 이용하였으며, 전체 칩 면적은 6.8㎟ , 트랜지스터의 개수는 11,400 개다. 측정 결과 최대 동작 주파수는 25 MHz이다