본 논문에서는 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정을 이용한 900 MHz 대역의 RFID 통신 수신단을 제안한다. 본 RFID 수신단은 포락선 검출기와 저역 통과 필터, 비교기와 D-플립플롭, 그리고 디지털 블록의 클록을 공급하기 위한 발진기가 집적된 형태이며, 저전력으로 구동하도록 설계하여 수동 RFID 통신용 태그에 적합하게 하였다. 본 수신단은 종래의 아날로그 데이터 슬라이서가 아닌 디지털 데이터 슬라이서를 사용함으로써 전력 소모를 줄였다. 클록의 주파수는 1.68 MHz이고, 소비전력은 $5{\mu}W$이며, 제작된 회로의 크기는 측정 패드를 제외하고 $325{\mu}m{\times}290{\mu}m$이다.
본 논문에서는 5Gb/s의 직렬 링크 인터페이스에 적용 가능한 적응형 수신기를 제안한다. 효율적인 이득 제어를 위해 등화필터의 출력단 대신 슬라이서의 내부 신호를 적용한 LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 구현하였다. 제안된 방식은 등화기의 대역폭에 영향을 미치지 않는다. 또한 비슷한 DC 크기의 신호를 가지는 슬라이서(slicer)의 내부 신호를 이용하였기 때문에 수동소자를 이용한 필터를 제거함으로써 칩 면적 및 전력소모를 줄일 수 있다. 제안된 적응형 등화기는 25dB까지 보상이 가능하며 디스플레이포트를 위한 15-m STP 케이블과 FR-4 전송선로에 적용 가능하다. 제안된 회로는 $0.18{\mu}m$ 1-폴리 4-메탈 CMOS 공정 기술이 적용하여 구현하였으며 $200{\times}300{\mu}m^2$의 칩 면적을 차지한다. 제작된 칩의 측정 결과 1.8V 공급전원에서 6mW의 매우 적은 전력소모를 나타내고 2Gbps 동작을 확인하였다. 안정된 RF용 버랙터(Varactor)를 사용하는 공정을 적용할 경우 5Gbps 동작범위를 만족할 것으로 예상된다.
서울시와 경인지역을 중심으로 도시락 생산업체 16개사를 선정하여 방문 조사한 기기류 보유 현황은 다음과 같다. 1. 조리기기는 주로 레인지, 튀김기, 국솥, 밥솥을 사용하고 있었다. 2. 전처리기기는 푸드 캇타, 푸드 슬라이서와 야채 탈피기, 야채 캇타를 주로 이용하고 있었다. 3. 냉동 냉장고는 16개사에서 모두 보유하고 있었으나 냉장고의 용량을 늘려야 할 것으로 판단되었다. 4. 살균기로 자외선 살균기를 주로 사용하고 있었으나 살균시의 능력이 부족하고 살균기의 용량이 처리량에 비해 적었다. 5. 싱크 작업대는 16개사에서 모두 보유하고 있었으나, 싱크 작업대를 품목별로 구분하여 사용할 필요가 있었다. 6. 식품을 보온하거나 가온하는 기기류는 보유율이 대체로 낮았다. 7. 스팀발생용 에너지는 가스를 많이 사용하고 있었다. 8. 운반기는 평운반기, 키친 웨건을 주로 이용하고 있었다. 9. 포장기는 ???N 포장기가 주종을 이루고 있었으며 자동포장기, 집진기, 에어커텐 등의 기기류는 보완되어야 한다고 판단되었다.
드론의 동작 검증을 위한 테스트는 최종적으로 드론이 운용될 환경에서 이루어진다. 그러나 테스트 비용이 크고 테스트 비행 중 파손의 위험이 있기 때문에 시뮬레이션을 통한 사전 검증을 수행하는 것이 중요하다. 시뮬레이션은 SIL 방식이나 HIL 방식으로 이루어지는데 추가적인 외부 센서를 활용하는 경우 검증하기가 어렵다. SIL에서는 검증을 위해 가상의 외부 센서 구현이 필요하다. HIL 에서는 실제 센서를 사용하므로 가상의 외부 센서 구현은 필요 없다. 그러나 테스트 환경이기 때문에 실제 환경과 비슷한 데이터나 동작 검증에 적합한 데이터를 얻기 어렵다. 이러한 HIL에서의 문제를 해결하기 위해 외부 센서를 실제 환경에서 사용한 로그나 테스트 환경에서 센서 검증에 사용한 로그를 이용할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 외부 센서의 로그를 활용한 HIL 시뮬레이션 기법 확장 내용은 외부 센서 데이터 입력기가 로그로부터 얻은 센서 데이터를 비행 컨트롤러로 보내 검증을 수행하기 때문에 데이터를 재사용할 수 있고 테스트 비용을 줄일 수 있다. 또 외부 센서 데이터 입력기는 로그 파서, 뷰어, 슬라이서, 데이터 전송기로 구성되어 로그로부터 검증에 적합한 데이터를 쉽게 얻어 활용할 수 있다.
부분응답 최대유사 (PRML: partial response maximum likelihood) 검출기법은 수직 자기기록 채널에 적합한 검출기법이다. 또한, 잡음 예측 (noise prediction) 기법을 비터비 (Viterbi) 알고리즘의 branch metric 계산에 삽입함으로써 부분응답 최대유사 기법의 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 비터비 알고리즘으로 구현된 시스템은 복잡도 측면에서 단점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해, 런 길이 제한 (RLL: un-length limited) 부호기의 최소 런 길이 제한 매개변수 d=1을 이용하여 새로운 저 복잡도 검출기법을 제안하였다. 제안된 검출 기법은 비터비 검출기를 대신하는 슬라이서와 궤환 여파기로서의 잡음예측기로 구성되어있다. 따라서 비트오율 성능을 향상시키기 위하여 제안된 기법을 쌍(dual) 검출기법으로 확장하였다. 모의실험을 통하여 제안된 구조가 낮은 복잡 도를 가지면서, 부분응답 등화기의 목적 응답이 (1,2,1)인 잡음예측 최대 유사 검출기법(NPML: noise-predictive maximum likelihood) 과 유사한 성능을 보임을 확인하였다.
본 논문에서는 이퀄라이저 적응기(adaptation)를 포함하는 12.5 Gb/s 저전력 수신단 설계에 대해서 기술한다. 샘플러와 직렬 변환기를 사용한 저전력 아날로그 이퀄라이저 적응기를 구현함으로써 채널과 칩 공정 변화에 능동적으로 적응할 수 있으며 그 적응 원리에 대해서 설명한다. 또한 저전력을 위한 전압 모드 송신기의 접지 기반 차동 신호를 수신하는 기술에 대해서 설명하였다. 17.6 dB의 피킹 이득을 갖는 CTLE(Continuous Time Linear Equalizer)는 6.25 GHz에서 -21 dB 손실을 갖는 채널의 길게 늘어지는 ISI(Inter Symbol Interference)를 제거한다. 45 nm CMOS 공정을 이용하여 eye diagram에서 200 mV의 전압 마진과 0.75 UI의 시간 마진을 갖고 0.87 mW/Gb/s의 낮은 전력 소모를 유지한다.
본 논문에서는 13.56 MHz 반송주파수를 사용하며, ISO1443 A타입/B타입, 15693을 만족하는 RFID 리더기용 송수신기를 설계하였다. 수신기에서 자동적으로 비교전압을 생성하기 위해서 양과 음의 두 피크전압을 검출할 수 있는 음의 피크검출기와 양의 피크검출기와 수신된 신호의 세기에 따라 기준전압의 결정 레벨(decision level)을 가변 할 수 있는 데이터 슬라이서를 사용한 회로를 제안하였다. 송신기는 15693 표준 스펙을 만족시키기 위해서는 큰 출력스왕 및 전류가 필요하게 된다. 이런 이유로 고정된 부하에서도 전원 전압이상의 출력스윙이 가능하고,큰 전류를 흐릴 수 있는 코일부하를 사용하면서 세 가지 표준 모두 만족시킬 수 있었다. 또한 각 표준에 따라 출력전류는 5 mA~240 mA, 변조율은 100%, 30%~5%까지 조정 가능하도록 하였다. 13.56 MHz RFID 리더기는 CM0S $0.18\;{\mu}m$ 공정과 3.3V 단독전압을 사용하였다. 패드 제외한 칩 면적은 $1.5\;mm\;{\times}\;1.5mm$ 이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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