본 논문에서는 조합 다치논리 회로를 구성하는 이론을 제시하였다. 먼저 조합 다치논리 회로구성은 입력되는 변수를 기준으로 하여 셀을 구성한 후 이를 확장하여 일반적인 경우에 까지 적용하도록 하였으므로 구성절차가 단순하고 규칙적이다. 본 논문에서 제시한 다치논리 회로구성이론은 규칙성, 간단성, 모듈성의 특징을 가지며, 특히 다치논리 회로에 입력되는 변수가 증가되는 경우 다치논리 회로 구성은 확장성을 갖는다.
본 논문은 중복 다치논리(redundant multi-valued logic)를 이용하여 초고속 디멀티플렉서(demultiplexer)를 CMOS 회로로 설계하였다. 설계한 회로는 중복 다치논리를 이용하여 직렬 이진 데이터를 병렬 다치 데이터로 변환하고 이를 다시 병렬 이진 데이터로 변환한다. 중복 다치논리는 중복된 다치 데이터 변환으로써 기존 방식 보다 더 높은 동작속도를 얻을 수 있다. 구현한 디멀티플렉서는 8개의 적분기로 구성되어 있으며, 각 적분기는 누적기, 비교기, 디코더, D 플립플롭으로 구성된다. 설계한 회로는 0.18um 표준 CMOS 공정으로 구현하였으며 HSPICE 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 본 논문의 디멀티플렉서의 최대 데이터 전송률은 20 Gb/s이고 평균 전력소모는 58.5 mW이다.
본 논문에서는 대각선으로 출력이 1이 되는 양수 =1을 실현하는 간단한 논리회로를 제시하며 동시에 2출력을 갖는 ROM구조의 $\textrm{I}^2\textrm{L}$에 의한 다치논리회로의 설계를 제시한다. 제시된 회로는대칭적인 다치진리치표의 회로설계와 독립변수를 갖는 다치진리치표의 회로설계에 적합하다. 또한 Galois field(GF) 다치진리치표에 적용하였다.
다치 논리는 2치 논리에 비하여 동일 정보량을 처리하는데, 고속 처리가 가능하고, 정보의 기억 밀도가 크며, 논리 회로 실현시 입.출력 단자수가 감소하는 등의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 다치 논리가 가지는 장점을 이용하여, 영상 처리시 필요한 농도를 2치가 아닌 다치로 농도표현을 하고자 한다.
본 논문에서는 Reed-Muller 전개식에 의한 다치 논리 회로의 구성에 관한 한 가지 방법을 제시하였다. 먼저, Perfect Shuffle 기법과 Kronecker 곱에 의한 다치 논리함수의 입출력 상호연결에 대하여 논하였고, GF(4)의 가산회로와 승산회로를 이용하여 다치 Reed-Muller 전개식의 변환행렬과 역변환행렬을 실행하는 기본 셀을 설계하였다. 이 기본 셀들과 Perfect Shuffle과 Kronecker 곱에 의한 입출력 상호연결 방법을 이용하여 다치 Reed-Muller 전개식에 의한 다치 논리 회로를 구현하였다. 제시된 다치 Reed-Muller 전개식의 설계방법은 모듈구조를 기반으로 하여 행렬변환을 이용하므로 동일한 함수에 대하여 타 방법과 비교하여 간단하고 회로의 가산회로와 증산회로를 줄이는데 매우 효과적이다. 제안된 다치 논리회로의 설계방법은 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가진다.
본 논문에서는 Perfect Shuffle 기법과 Kronecker 곱에 의한 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결에 대하여 논하였고, 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법을 이용하여 유한체 GF$(p^m)$상에서 다치 신호처리가 용이한 다치 Reed-Muller 전개식의 회로설계 방법을 제시하였다. 제시된 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법은 모듈구조를 기반으로 하여 행렬변환을 이용하면 회로의 가산게이트와 승산게이트를 줄이는데 매우 효과적임을 보인다. GF$(p^m)$상에서 다치 Reed-Muller 전개식에 대한 다치 신호처리회로의 설계는 GF(3)상의 기본 게이트들을 이용하여 다치 Reed-Muller 전개식의 변환행렬과 역변환행렬을 실행하는 기본 셀을 설계하였고, 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법을 이용하여 기본 셀들을 상호연결하여 실현하였다. 제안된 다치 신호처리회로는 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가지므로 VLSI 화에 적합하다
본 논문은 전류 모드 COMS 다치논리회로를 이용하여 CLA 방식에 의한 8비트 2진 병렬 가산기의 설계를 제안하였고, $5{\mu}m$의 표준 반도체 기술을 이용하여 시뮬레이션하였다. m치의 다치논리회로에 의한 CLA 방식의 가산기 설계시 필요한 발생캐리 $G_K$와 전달캐리 $P_K$의 검출조건을 유도하였고, 이를 4치에 적용하였다. 또한 4치 논리회로와 2진 논리회로의 결합에 의한 연산시 필요한 엔코더, 디코더, mod-4 가산회로, G_k및 P_k 검출회로, 전류-전압 변환회로를 CMOS로 설계하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 각 회로의 동작을 검증하였으며, 다치회로의 장점을 이용한 2진 연산에 응용을 보여주었다. 순수한 2진 및 CCD-MVL에 의한 가산기와의 비교를 통해, 제안한 가산기는 1개의 LAC 발생기를 사용하여 1 level로 구성가능하며, 표준 CMOS 기술에 의한 4차 논리회로가 실현 가능하므로 다치논리회로의 유용성을 보였다.
전류모드 CMOS 회로기반 다치 논리 회로가 최근에 구현되고 있다. 본 논문에서는 4-치 Unary 다치 논리 함수를 전류모드 CMOS 논리 회로를 사용하여 합성하였다. 전류모드 CMOS(CMCL)회로의 덧셈은 각 전류 값들이 회로비용 없이 수행될 수 있고 또한 부의 논리 값은 전류흐름을 반대로 함으로써 쉽게 구현이 가능 하다. 이러한 CMCL 회로 설계과정은 논리적으로 조합된 기본 소자들을 사용하였다. 제안된 알고리듬을 적용한 결과 트랜지스터의 숫자를 고려하는 기존의 기법보다 더욱 적은 비용으로 구현할 수 있었다. 또한 비용-테이블 기법의 대안으로써 Unary 함수에 대해서 범용 UUPC(Universal Unary Programmable Circuit) 소자를 제안하였다.
본 논문에서는 많은 함수를 용이하게 해석하고 테스트할 수 있는 결정도(Decision diagram)에 의한 다치순차논리회로(Multiple valued squential circuit)를 구현하였다 우선, 다치순차 회로의 기억소사는 D F/F를 이용하였으며 전류모드에 의한 결정도 순차 논리 회로를 구현한다 이 회로의 동자특성은 PSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 본 논문에서 제시한 전류모드 CMOS의 결정도 다치순차회로는 회선 경로 선택의 규칙성, 간단성, 여러함수를 쉽게 해석하고 테스트 할 수 있는 등등의 이점을 가지므로 VLSI화 실현에 적합할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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