Information and Communications Magazine (정보와 통신)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

무선센서노드를 위한 CMOS ULP Radio 회로 설계 기술 동향

  • Published : 2011.10.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

무선센서네트워크를 위한 무선센서노드는 한정된 전력원을 이용하여 수천에서 수만시간의 동작을 가능하게 해야하므로 초저전력 (Ultra Low Power: ULP) 소모가 매우 중요한 설계 요구조건이 된다. 이를 위해 센서노드의 동작 주기(Duty Cycling)를 제어하는 기법이 전체 전력소모를 줄이는 매우 중요한 기술로 사용되고 있다. 회로의 전력 소모 감소를 위한 몇 가지 중요한 기술에는 회로적으로는 전류 재사용기술과 송수선기 구조로는 Super-regenerative 구조와 On-Off Keying 송수신기 구조가 있다. 또한 ULP Radio가 휴면모드에도 Wake-up을 가능하게 하기 위해서는 초저전력 클락 발생기 회로가 1${\mu}W$이하의 전력소모로 구현할 수 있어야 한다. 이러한 사항들을 적절히 고려함으로써 초저전력 CMOS Radio를 구현할 수 있다.

Keywords

References

  1. S. Drago et al., "lmpluse-based scheme for crystal-less ULP radios," IEEE Tran. Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 56, no. 5, pp. 1041-1052, May 2009. https://doi.org/10.1109/TCSI.2009.2015208
  2. T. Song et al., "A low-power 2.4-GHz current-reused receiver front-end and frequency source for wireless sensor network," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 42, no. 5, pp. 1012-1022, May 2007. https://doi.org/10.1109/JSSC.2007.894338
  3. D. Park et aI., "A 2.5-GHz 860,$\mu$W charge-recycling fractional-N frequency synthesizer in 130nm CMOS," in IEEE VLSI Circuits Symposium Dig. Tech. Pap. Jun. 2008, pp. 88-89.
  4. J. -Y. Chen et aI., "A fully integrated auto-calibrated super-regenerative receiver in 0.13 $\mu$m CMOS," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 42, no. 9, pp. 1976-1985, Sep. 2007. https://doi.org/10.1109/JSSC.2007.903092
  5. B. Otis et al., ''A 400 ,$\mu$W-Rx 1.6mW-Tx super-regenerative transceiver for wireless sensor networks," in IEEE Int. Solid-State Circuits Con! Dig. Tech. Pap. Feb. 2005, pp. 396-397.
  6. D. C. Daly et al., "An energy-efficient OOK transceiver for wireless sensor networks," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 42, no. 5, pp. 1003-1011, May 2007. https://doi.org/10.1109/JSSC.2007.894323
  7. N. M. Pletcher et al., "A 2GHz 52$\mu$W wake-up receiver with-72dBm sensitivity using uncertain-IF architecture," in IEEE Int. Solid-State Circuits Conf'. Dig. Tech. Pap. Feb. 2008, pp. 524-525
  8. A. T. Phan et aI., "Energy-efficient low-complexity CMOS pulse generator for multiband UWB impulse radio," IEEE Trans. Circuits Syst.-I : Reg. Papers, vol. 55, no. 11, pp. 3552-3563, Dec. 2008. https://doi.org/10.1109/TCSI.2008.925821
  9. D. D. Wentzloff et al., "Gaussian pulse generator for subband ultra-wideband transmitters," IEEE Tran. Microw. Theory and Tech., vol. 54, no. 4, pp. 1647-1655, Jun. 2006. https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.872053
  10. Y. Zheng et al., "A low power noncoherent CMOS UWB transceiver ICs," in Proc. IEEE RFIC Symp., Jun. 2005, pp. 347-350.
  11. H. Kim et aI., "Design of a 3.5-GHz OOK CMOS transmitter with triangular pulse shaping," in Proc. Int. SoC Conf., Nov. 2009.
  12. x. Huang et al., ''A 0dBm 10Mbps 2.4GHz ultra low power ASK/OOK transmitter with digital pulse-shaping," in IEEE RFIC Symposium, May 2010, pp263-266
  13. V. De Smedt et al., "A 66 $\mu$W 86ppm/C fully-integrated 6MHz Wienbridge oscillator with a 172dB phase noise FOM," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 44, no. 7, pp. 1990-2001,Jul. 2009.
  14. 나영호, 김종식, 김현, 신현철, "극저전력 무선통신을 위한 Sub-$\mu$W 22-kHz CMOS 발진기," 대한전자공학회 논문지, 제47권 SD편 제12호, pp68-74, Dec. 2010