• 제목/요약/키워드: 레이아웃 설계

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PMOS-다이오드 형태의 eFuse OTP IP 설계 (Design of PMOS-Diode Type eFuse OTP Memory IP)

  • 김영희;김홍주;하윤규;하판봉
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.64-71
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    • 2020
  • 전력 반도체 소자의 게이트 구동 칩의 아날로그 회로를 트리밍하기 위해서는 eFuse OTP IP가 필요하다. 기존의 NMOS 다이오드 형태의 eFuse OTP 셀은 셀 사이즈가 작은 반면 DNW(Deep N-Well) 마스크가 한 장 더 필요로 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 CMOS 공정에서 추가 공정이 필요 없으면서 셀 사이즈가 작은 PMOS-다이오드 형태의 eFuse OTP 셀을 제안하였다. 본 논문에서 제안된 PMOS-다이오드 형태의 eFuse OTP 셀은 N-WELL 안에 형성된 PMOS 트랜지스터와 기억소자인 eFuse 링크로 구성되어 있으며, PMOS 트랜지스터에서 기생적으로 만들어지는 pn 접합 다이오드를 이용하였다. 그리고 PMOS-다이오드 형태의 eFuse 셀 어레이를 구동하기 위한 코어 구동회로를 제안하였으며, SPICE 모의실험 결과 제안된 코어 회로를 사용하여 61㏀의 post-program 저항을 센싱하였다. 한편 0.13㎛ BCD 공정을 이용하여 설계된 PMOS-다이오드 형태의 eFuse OTP 셀과 512b eFuse OTP IP의 레이아웃 사이즈는 각각 3.475㎛ × 4.21㎛ (=14.62975㎛2)과 119.315㎛ × 341.95㎛ (=0.0408㎟)이며, 웨이퍼 레벨에서 테스트한 결과 정상적으로 프로그램 되는 것을 확인하였다.

마이크로 전자 기계 시스템 응용을 위한 12비트 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 A/D 변환기 (A 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ Algorithmic A/D Converter for MEMS Applications)

  • 김영주;채희성;구용서;임신일;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권11호
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    • pp.48-57
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    • 2006
  • 본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

PMIC용 넓은 동작전압 영역을 갖는 eFuse OTP 설계 (Design of eFuse OTP Memory with Wide Operating Voltage Range for PMICs)

  • 정우영;학문초;하판봉;김영희
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.115-122
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    • 2014
  • 본 논문에서는 eFuse OTP 메모리가 넓은 동작전압 영역을 갖도록 하기 위해서 V2V($=2V{\pm}10%$)의 regulation된 전압을 이용한 RWL 구동회로와 BL 풀-업 부하회로를 제안하므로 수 십 $k{\Omega}$의 post-program 저항을 센싱하면서 OTP 셀의 blowing되지 않은 eFuse를 통해 흐르는 읽기 전류를 $100{\mu}A$ 이내로 억제하여 신뢰성을 확보하였다. 그리고 OTP 셀 어레이 사이즈를 1행 ${\times}$ 32열과 4행 ${\times}$ 8열의 경우에 대해 OTP IP 크기를 비교한 결과 32비트 eFuse OTP의 레이아웃 면적은 각각 $735.96{\mu}m{\times}61.605{\mu}m$ ($=0.04534mm^2$), $187.065{\mu}m{\times}94.525{\mu}m$ ($=0.01768mm^2$)로 4행 ${\times}$ 8열의 32비트 eFuse OTP 사이즈가 1행 ${\times}$ 32열의 32비트 eFuse OTP 사이즈보다 더 작은 것을 확인하였다.

저전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MSample/s $1.4\;mm^2$ 56 mW 0.18 um CMOS A/D 변환기 (A 10b 100 MSample/s $1.4\;mm^2$ 56 mW 0.18 urn CMOS A/D Converter for Low-Power Multimedia Applications)

  • 민병한;박희원;채희성;사두환;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권12호
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    • pp.53-60
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    • 2005
  • 본 논문에서는 저 전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MS/s $1.4\;mm^2$ CMOS A/D 변환기(ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 기존의 다단 구조가 아닌 2단 파이프라인 구조를 사용하였다. 그리고 10 비트 해상도에서 1.2 Vp-p의 단일 및 차동 입력 신호 처리 대역폭을 넓히기 위해 입력 샘플-앤-홀드 증폭기에는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하며, 6 비트 해상도를 필요로 하는 두 번째 단의 flash ADC에는 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였다. 또한 커패시터 등 소자 부정합에 의해 해상도에 크게 영향을 줄 수 있는 MDAC의 커패시터에는 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 제안하였다. 기준 전류/전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음 에너지를 줄였으며, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가하도록 설계하였다. 제안하는 10b 시제품 ADC는 0.18 um CMOS 공정으로 제작되었고, 측정된 DNL 및 INL은 각각 0.59 LSB, 0.77 LSB 수준을 보여준다. 또한 100 MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 54 dB, 62 dB 수준을 보였으며, 전력 소모는 56 mW이다.

높은 정확도의 3차원 대칭 커패시터를 가진 보정기법을 사용하지 않는 14비트 70MS/s 0.13um CMOS 파이프라인 A/D 변환기 (A Calibration-Free 14b 70MS/s 0.13um CMOS Pipeline A/D Converter with High-Matching 3-D Symmetric Capacitors)

  • 문경준;이경훈;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권12호
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    • pp.55-64
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    • 2006
  • 본 설계에서는 무선 랜 등 최첨단 무선 통신 및 고급영상 처리 시스템과 같이 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템 응용을 위해 기존의 보정기법을 사용하지 않는 14b 70MS/s 0.13um CMOS A/D 변환기(Analog-to-Digital Converts- ADC)를 제안한다. 제안하는 がU는 중요한 커패시터 열에 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법으로 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하였고, 3단 파이프라인 구조로 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소모 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 Nyquist 입력에서도 14비트 이상의 정확도로 신호를 샘플링하기 위해 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 회로를 적용함과 동시에 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용하여 14비트에 필요한 높은 DC전압 이득을 얻음과 동시에 충분한 위상 여유를 갖도록 하였으며, 최종 단 6b flash ADC에는 6비트 정확도 구현을 위해 2단 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um CMOS 공정으로 요구되는 2.5V 전원 전압 인가를 위해 최소 채널길이는 0.35um를 사용하여 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 0.65LSB, 1.80LSB의 수준을 보이며, 70MS/s의 샘플링 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR은 각각 66dB, 81dB를 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.3mm^2$이며 전력 소모는 2.5V 전원 전압에서 235mW이다.

웹 프리젠테이션 레이어 생성을 위한 XSLT 스타일쉬트 설계 (XSLT Stylesheet Design for Building Web Presentation Layer)

  • 채정화;유철중;장옥배
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권3호
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    • pp.255-266
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    • 2004
  • 웹 기반 정보 시스템의 데이타 구조 및 프리젠테이션 로직으로부터 비즈니스 프로세스 정보를 분리하는 것은 여러 가지 이점을 가져온다. 그러나 웹 애플리케이션에서 비즈니스 프로세스 로직과 프리젠테이션 로직을 분리하는 것은 쉽지 않다. 심지어는 프리젠테이션 로직으로부터 데이타가 분리되지 않는 경우도 있다. 그러므로 비즈니스 프로세스에 대한 추상적인 모델을 정의하고, 프로세스 로직, 데이타 구조 및 프리젠테이션 로직을 분리하는 전략을 이용하여 그것을 동적인 사용자 인터페이스에 매핑 시키는 작업이 요구된다. 본 논문에서는 데이타 구조 및 프리젠테이션 로직으로부터 비즈니스 프로세스 정보를 분리하고자 XSLT(Extensible Stylesheet Language Transformations)를 확장하여 프로세스를 인식하는 스타일 쉬트를 제안한다. 이를 위하여 비즈니스 프로세스의 추상적인 명세를 제공하고, 비즈니스 모델을 프로세스 관점에서 살펴보고자 페트리네트 표기법을 이용하여 비즈니스 모델 요소 및 상호작용 활동을 추출한다. 이것은 웹 애플리케이션의 프로세스 구조로부터 상호작용 웹 문서의 동적인 부분, 즉 비즈니스 프로세스에서 사용자와 상호 작용하는 부분을 분리하기 위한 시도이다. 본 연구에서 제안하는 아키텍처의 핵심은 XSLT 컨트롤러로서 이것은 워크플로 엔진과 웹 브라우저간의 인터페이스 역할을 한다. XSLT 컨트롤러는 XSLT 템플릿을 활성화시키는 인터프리터로서 프로세스 상태를 프리젠테이션 레이어에 매핑 시킨다. 이렇게 각 부분을 모듈화 하는 것은 사용자 인터페이스를 변경하여도 프로세스나 데이타의 논리적인 표현에 영향을 미치지 않도록 하며, 레이아웃 변형 명세서와 독립적으로 프로세스 로직을 변경할 수 있도록 한다. 즉, 웹 애플리케이션을 독립적인 방법으로 개발할 수 있어 개발을 보다 용이하게 하고 유지보수가 용이해진다.

Software Defined Radio 시스템을 위한 14비트 150MS/s 140mW $2.0mm^2$ 0.13um CMOS A/D 변환기 (A 14b 150MS/s 140mW $2.0mm^2$ 0.13um CMOS ADC for SDR)

  • 유필선;김차동;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권4호
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    • pp.27-35
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    • 2008
  • 본 논문에서는 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 Software Defined Radio (SDR) 시스템 응용을 위한 14비트 150MS/s 0.13um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고해상도를 얻기 위한 특별한 보정 기법을 사용하지 않는 4단 파이프라인 구조로 설계하였고, 각 단의 샘플링 커패시턴스와 증폭기의 입력 트랜스컨덕턴스에 각각 최적화된 스케일링 계수를 적용하여 요구되는 열잡음 성능 및 속도를 만족하는 동시에 소모되는 전력을 최소화하였다. 또한, 소자 부정합에 의한 영향을 줄이면서 14비트 이상의 해상도를 얻기 위해 MDAC의 커패시터 열에는 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 제안하였으며, 온도 및 전원 전압에 독립적인 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩 RC 필터와 함께 칩 내부에 집적하고 칩 외부에 C 필터를 추가로 사용하여 스위칭 잡음에 의한 영향을 최소화하였고, 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 최대 0.81LSB, 2.83LSB의 수준을 보이며, 동적 성능은 120MS/s와 150MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 64dB, 61dB의 SNDR과 71dB, 70dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $2.0mm^2$ 이며 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 140mW이다.

실시간 영상압축과 복원시스템을 위한 DWT기반의 영상처리 프로세서의 VLSI 설계 (VLSI Design of DWT-based Image Processor for Real-Time Image Compression and Reconstruction System)

  • 서영호;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권1C호
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    • pp.102-110
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    • 2004
  • 본 논문에서는 이차원 이산 웨이블릿 변환을 이용한 실시간 영상 압축 및 복원 프로세서의 구조를 제안하고 ASIC(Application specific integrated circuit) 라이브러리를 이용하여 최소의 하드웨어로 구현하였다. 구현된 하드웨어에서 데이터 패스부는 웨이블릿 변환과 역변환을 수행하는 DWT 커널(Kernel)부, 양자화기 및 역양자화기, 허프만 엔코더 및 디코더, 웨이블릿 역변환 시 계수의 덧셈을 수행하는 덧셈기 및 버퍼, 그리고 입출력을 위한 인터페이스와 버퍼로 구성하였다. 제어부는 프로그래밍 레지스터와 명령어를 디코딩하여 제어 신호를 생성하는 주 제어부, 그리고 상태를 외부로 알리는 상태 레지스터로 구성된다. 프로그래밍 조건에 따라서 영상을 압축할 때의 출력은 웨이블릿 계수, 양자화 계수 혹은 양자화 인덱스, 그리고 허프만 코드 중에서 선택하여 발생할 수 있고 영상을 복원할 때의 출력은 허프만 디코딩 결과, 복원된 양자화 계수 그리고 복원된 웨이블릿 계수 중에서 선택하여 발생할 수 있다. 프로그래밍 레지스터는 총 16개로 구성되어 있는데 각각이 한번의 수직 혹은 수평 방향의 웨이블릿 변환을 수행할 수 있고 각각의 레지스터들이 차례대로 동작하기 때문에 4 레벨의 웨이브릿 변환을 한번의 프로그래밍으로 수행가능하다. 구현된 하드웨어는 Hynix 0.35m CMOS 공정의 합성 라이브러리를 가지고 Synopsys 합성툴을 이용하여 게이트 레벨의 네트리스트(Netlist)를 추출하였고 이 네트리스트로부터 Vela 툴을 이용하여 타이밍정보를 추출하였다. 추출된 네트리스트와 타이밍정보(sdf 파일)를 입력으로 하여 NC-Verilog를 이용하여 타이밍 시뮬레이션을 수행하여 구현된 회로를 검증하였다. 또한 Apollo 툴을 이용하여 PNR(Place and route) 및 레이아웃을 수행하였다. 구현된 회로는 약 5만 게이트의 적은 하드웨어 자원을 가지고 최대 80MHz에서 동작 가능하였다.

14b 100MS/s $3.4mm^2$ 145mW 0.18un CMOS 파이프라인 A/D 변환기 (A 14b 100MS/s $3.4mm^2$ 145mW 0.18um CMOS Pipeline A/D Converter)

  • 김영주;박용현;유시욱;김용우;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권5호
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    • pp.54-63
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    • 2006
  • 본 논문에서는 4세대 이동 통신 시스템에서 요구되는 사양을 위해, 해상도, 동작속도, 칩 면적 및 소모 전력을 최적화한 14b 100MS/s 0.18um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 동작 모델 시뮬레이션을 통해 최적화된 구조를 분석 및 검증하여 3단 파이프라인 구조로 설계하였으며, Nyquist 입력에서도 14 비트 수준의 유효비트 수를 가지는 광대역 저잡음 SHA 회로를 기반으로 하고, MDAC에 사용되는 커패시터의 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위하여 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 적용하였다. 또한, 100MS/s의 동작 속도에서 6 비트의 해상도와 소면적을 필요로 하는 최종단의 flash ADC는 오픈 루프 오프셋 샘플링 및 인터폴레이션 기법을 사용하였다. 제안하는 시제품 ADC는 SMIC 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 14비트 해상도에서 각각 1.03LSB, 5.47LSB 수준을 보이며, 100MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 59dB, 72dB의 동적 성능을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.4mm^2$이며 소모 전력은 1.8V 전원전압에서 145mW이다.

패션 커스터마이징 플랫폼 디자인 사례분석 연구 (Analysis of the Fashion Customization Platform Design Cases)

  • 정제윤;이샘;남원석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권8호
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    • pp.23-30
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    • 2021
  • 소비자 취향의 다양화와 다품종 소량 생산의 수요에 따라 패션계에서도 다양한 커스터마이징 서비스가 소개되고 있다. 그러나 커스텀이 익숙하지 않은 소비자에게는 진입장벽이 높으며, 다양한 기능이 오히려 복잡하게 작용한다. 본 연구는 패션 플랫폼 매출 1위인 마플과 가장 유사한 서비스를 제공하는 플랫폼 3곳을 비교모델로 선정한 후 사례분석을 통해 웹 기반 패션 커스터마이징 플랫폼 설계를 위한 기초연구로 활용하고자 하였다. 연구 방법으로는 문헌 조사를 통하여 이론적 고찰을 진행한 후, 레이아웃, 메뉴, 컬러, 아이콘, 인터렉션을 기준으로 웹을 분석 후 설문을 진행하였다. 연구 결과 옵션의 배치, 메뉴창의 구성, 포인트 컬러의 개수, 메타포의 기능이 없는 아이콘 사용 등이 커스터마이징 플랫폼 이용에 방해가 된다는 것을 찾아낼 수 있었다. 본 연구는 해결방안을 제안하고, 웹 플랫폼 디자인의 시각적 조형요소를 종합적으로 분석하여 향후 개발될 커스터마이징 웹의 사용성을 높이는데 기여하고자 한다.