전자서명, 인증 코드, 키 생성 알고리듬 등의 보안 프로토콜에 사용되는 SHA-256 해시 함수를 면적 효율적으로 설계하였다. 설계된 SHA-256 해시 프로세서는 입력 메시지에 대한 패딩 및 파싱 기능을 수행하는 패더 블록을 포함하여 프리프로세싱을 위한 소프트웨어 없이 동작하도록 구현하였다. 라운드 연산을 16-비트 데이터 패스로 구현하여 64 라운드 연산이 128 클록 주기에 처리되도록 하였으며, 이를 통해 저면적 구현과 함께 성능 대비 하드웨어 복잡도 (area per throughput; APT)를 최적화 하였다. 설계된 SHA-256 해시 프로세서는 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였으며, 최대 116 MHz 클록 주파수로 동작하여 337 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다. ASIC 구현을 위해 $0.18-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 13,251 GE로 구현되었으며, 최대 동작주파수는 200 MHz로 예측되었다.
본 논문에서는 Early-late detector, Duty-rate modulator, 그리고 LSI(Lock Status Indicator)를 사용하여 작은 크기와 빠른 위상고정 시간을 갖는 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 작은 용량을 가진 하나의 커패시터를 사용하게 됨으로써 칩의 크기를 결정하는 루프필터의 크기가 작아지게 되어 크기를 최소화 하였다. 기존의 전하펌프와 달리 2개의 전하펌프를 사용하여 하나의 커패시터를 사용하더라도 2차 루프필터를 사용 한 것과 같은 전압파형을 만들어 줌으로써 위상을 고정시킬 수 있다. 2개의 전하펌프는 UP, DN신호 위상의 빠르기를 감지해주는 Early-late detector와 일정한 비율의 파형을 만들어주는 Duty-rate modulator에 의해 제어된다. LSI회로를 사용함으로써 빠른 위상고정시간을 얻을 수 있다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, Hspice 시뮬레이션을 통해 회로의 동작을 검증하였다.
듀얼에지 T 플립플롭을 사용하여 카운터 타입의 시간-디지털 변환기를 설계하였다. 시간-디지털 변환기는 공급 전압 1.5volts에서 $0.18{\mu}mCMOS$ 공정으로 설계하였다. 일반적인 시간-디지털 변환기에서 클록의 주기가 T일 때, 입력신호와 클록의 비동기로 인하여 클록의 주기에 해당하는 변환 에러가 발생한다. 그러나 본 논문에서 제안한 시간-디지털 변환기의 클록은 입력신호인 시작신호와 동기화되어 생성된다. 그 결과 시작신호와 클록의 비동기로 인해 발생할 수 있는 변환 에러는 발생하지 않는다. 그리고 카운터를 구성하는 플립플롭은 분해능 향상을 위해 클록의 상승에지와 하강에지에서 동작하는 듀얼에지 플립플롭으로 구성하였다.
본 논문에서는 직렬 ATA 물리층에 대한 설계 및 칩 제작 후 테스트 결과와 성능 평가를 서술하였다. 직렬 ATA 의 물리층은 +/-250㎷ 의 전압 레벨과 1.5㎓ 속도를 지니는 차등 NRZ 직렬 데이터 스트림을 송신 및 수신하는 회로와 1.5㎓ 송신 PLL 회로, 수신된 1.5Gbps 직렬 데이터 스트림에서 데이터 및 송신 클럭을 복원하는 회로와 SERDES 회로 및 OOB 신호 발생 및 검파 회로 등으로 구성하였다. 설계된 직렬 ATA 물리층은 UMC 사의 0.18㎛ 표준 CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작 후 성능을 검증하였다. 특성 검토 결과 대부분 사양을 만족하였고, 데이터 전송 속도 1.5Gbps 사양은 실지 측정치가 1.38Gbps 로 목표 사양에 8% 미달되었다.
최근 이동통신을 이용해 다양한 서비스를 제공하기 위하여 멀티 밴드, 멀티 채널의 송수신기를 단일칩화 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. CMOS 집적 회로 기술은 가격 경쟁력이 높고 집적도가 높아 멀티 밴드, 멀티 채널 송수신기를 집적화하기에 적합하다. 그러나 0.18 ${\mu}m$ 이하의 채널 길이를 갖는 CMOS 집적 회로는 1.8 V 이하의 낮은 공급 전압을 제공함으로 높은 이득을 갖는 mixer의 구현이 어렵고, mixer에서 발생되는 2, 3차 상호 변조에 의한 왜곡으로 선형성이 문제가 된다. 이런 문제점을 해결하기 위해서 기능성 능동부하를 적용하여 선형성을 향상한 Direct Conversion Down Mixer를 설계 분석 하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제13권5호
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pp.522-529
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2013
In this paper, simple but very effective techniques to suppress subthreshold hump effect for high-voltage (HV) complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology are presented. Two methods are proposed to suppress subthreshold hump effect using a simple layout modification approach. First, the uniform gate oxide method is based on the concept of an H-shaped gate layout design. Second, the gate work function control method is accomplished by local ion implantation. For our experiments, $0.18{\mu}m$ 20 V class HV CMOS technology is applied for HV MOSFETs fabrication. From the measurements, both proposed methods are very effective for elimination of the inverse narrow width effect (INWE) as well as the subthreshold hump.
In this paper, a current-mode integrator for low-voltage, low-power analog integrated circuits is presented. Using the proposed current-mode integrator, the baseband analog filter is designed for WCDMA wireless communication. To verify the proposed current-mode integrator circuit, Hspice simulation using 1.8V TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS parameter is performed and achieved 44.9dB gain, 15.7MHz unity gain frequency. The described 3rd-order current-mode baseband analog filter is composed of the proposed current-mode integrator, and SFG(Signal Flow Graph) method is used to realize the baseband filter. The simulated results show 2.12MHz cutoff frequency which is suitable for WCDMA baseband block.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제2권1호
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pp.7-18
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2002
Single-ended differential RF circuit topologies fully utilizing complementary characteristics of both NMOS and PMOS are proposed, which have inherent advantage of both single-ended and differential circuits. Using this concept, we propose a CCPP (Complementary CMOS parallel push-pull) amplifier which has single-ended input/output with differential amplifying characteristics, leading to more than 30 dB improvement on $IIP_2$. In addition, complementary resistive mixer is also proposed, which provides not only differential IF outputs from single-ended RF input, but much better linearity as well as isolation characteristics. Experimental results using $0.35{\;}\mu\textrm{m}$ CMOS process show that, compared with conventional NMOS resistive mixer, the proposed mixer shows 15 dB better LO-to-IF isolation, 4.6 dB better $IIP_2$, and 4.5 dB better $IIP_3$performances.
In this paper, we design PLL for a low jitter and fast locking time that is used a new simple precharged CMOS phase frequency detector(PFD). The proposed PFD has a simple structure with using only 18 transistors. Futhermore, the PFD has a dead zone 25ps in the phase characteristic which is important in low jitter applications. The phase and frequency error detection range is not limited as the case of other precharge type PFDs. the simulation results base on a third order PLL are presented to verify the lock in process with the proposed PFD. the PLL using the new PED is designed using 0.25${\mu}m$ CMOS technology with 2.5V supply voltage.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제4권2호
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pp.56-62
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2004
We present a multi-Gbit/s digital I/O interface based on RF-modulation and capacitive-coupling over an impedance matched transmission line. The RF-interconnect(RFI) can greatly reduce the digital switching noise and eliminate the dc power dissipation over the channel. It also enables reduced signal amplitude(as low as 200 ㎷) with enhanced data rate and affordable circuit overhead. This paper addresses the system advantages and implementation issues of RFI. A prototype on-chip RFI transceiver is implemented in 0.18-${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS. It demonstrates a maximum data rate of 2.2 Gbit/s via 10.5-㎓ RF-modulation. The RFI can be very instrumental for future high-speed inter- and intra-ULSI data links.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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