• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.250-252
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• 2017

블록암호 국제표준 AES(Advanced Encryption Standard), 국내표준 ARIA(Academy, Research Institute, Agency) 및 국제표준 해시함수 Whirlpool을 통합 하드웨어로 구현하였다. ARIA 블록암호와 Whirlpool 해시함수는 AES와 유사한 구조를 가지며, 본 논문에서는 저면적 구현을 위해서 하드웨어 자원을 공유하여 설계하였다. Verilog-HDL로 설계된 ARIA-AES-Whirlpool 통합 보안 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였고, $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 20 MHz의 동작 주파수에서 71,872 GE로 구현되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (B)
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• pp.198-201
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• 2007

본 논문에서는 변형된 Newton-Raphson 알고리즘과 LUT(Look Up Table)를 사용하는 역제곱근 연산기를 제안한다. Newton-Raphson 부동소수점 역수 알고리즘은 일정한 횟수의 곱셈을 반복하여 역수 제곱근을 계산하는 방식이다. 변형된 Newton-Raphson 알고리즘은 하드웨어 구현에 적합하도록 변환되었으며, LUT는 오차를 줄이기 위해 개선되었다. 제안된 연산기는 LUT의 크기를 최소화하고, 순환적인 구조가 아닌 2-stage pipeline 구조를 가진다. 또한 IEEE-754 부동소수점 표준을 기초로 하는 24-bit 데이터 형식을 사용해 면적과 속도 향상에 유리하여 휴대용 기기의 멀티미디어 분야의 응용에 적합하다. 본 역제곱근 연산기는 소수점 이하 8-bit의 정확도를 가지며 VHDL을 이용하여 설계되었다. 그 크기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 약 4,000 gate의 크기를 보였으며 150MHz에서 동작이 가능하다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.816-827
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• 2008

In this paper, two-stage pipelined floating-point arithmetic unit (FP-AU) is designed. The FP-AU processor supports seventeen operations to apply 3D graphics processor and has area-efficient and low-latency architecture that makes use of modified dual-path computation scheme, new normalization circuit, and modified compound adder based on flagged prefix adder. The FP-AU has about 4-ns delay time at logic synthesis condition using $0.18{\mu}m$ CMOS standard cell library and consists of about 5,930 gates. Because it has 250 MFLOPS execution rate and supports saturated arithmetic including a number of graphics-oriented operations, it is applicable to mobile 3D graphics accelerator efficiently.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.155-157
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• 2016

한국 표준 블록암호 알고리듬 ARIA(Academy, Research Institute, Agency)와 미국 표준인 AES(Advanced Encryption Standard) 알고리듬은 128-비트 블록 길이를 지원하고 SPN(substitution permutation network) 구조를 특징으로 가져 서로 유사한 형태를 지닌다. 본 논문에서는 ARIA와 AES를 선택적으로 수행하는 ARIA-AES 통합 프로세서를 효율적으로 구현하였다. Verilog HDL로 설계된 ARIA-AES 통합 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였고, $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 100KHz의 동작주파수에서 합성한 결과 39,498 GE로 구현되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권6호
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• pp.19-27
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• 2007

본 논문에서는 공급전압 변화에 둔감한 Gbps급 저전력 LVDS I/O회로를 설계하였다. 제안된 LVDS I/O는 1.8 V, $0.18\;{\mu}m$ TSMC 공정을 이용하여 설계, 시뮬레이션 및 검증하였다. 설계된 LVDS I/O회로는 송신단과 수신단을 포함한다. 제안하는 송신단은 phase splitter와 SC-CMFB를 이용한 출력버퍼로 구성된다. phase splitter의 출력은 공급 전압이 변화하여도 $50{\pm}2%$의 duty cycle을 가지며 $180{\pm}0.2^{\circ}$의 위상차를 가진다. 출력 버퍼는 SC-CMFB를 이용하여 허용 가능한 $V_{CM}$ 전압 값인 $1.2{\pm}0.1V$을 유지하도록 설계하였다. $V_{OD}$전압 또한 허용범위에서 최소값인 250 mV를 갖도록 설계하여 저전력 동작이 가능하도록 구성하였다 수신단은 38 mV의 히스테리시스 전압값을 가지면서 DC옵셋 전압값이 $0.2{\pm}2.6 V$로 넓은 공통 모드전압 범위가 가능하도록 설계하였고 공급전압 변화에도 rail-to-rail로 복원할 수 있는 기능을 가지고 있다. 또한, 수신단은 1 GHz에서 38.9 dB의 높은 전압 이득을 갖도록 설계하였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권3호
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• pp.8-16
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• 1999

본 논문에서는 변형된 유클리드(Modified Euclid) 알고리즘을 이용한 {{{{ { GF}_{ } }}}}(2\sup 8\)의 Reed-Solomon(RS) 복호기에 대하여 VLSI로 설계하였다. 면적의 관점에서 효율적인 설계를 위하여 레지스터와 유클리드 ALU를 최대로 공유하는 여러 가지의 새로운 구조를 제안하였다. 에러 위치 다양식 (σ(χ))과 에러 평가 다항식 (ω(χ))을 계산하기 위하여 16개의 ALU 대신에 1개의 ALU를 사용하였으며, 이들 다항식의 계수를 저장하기 위한 레지스터를 24개 대신에 18개를 사용하였다. VHDL을 이용하여 시뮬레이션을 행하고 FLEX\sup TM\ FPGAF를 이용하여 구현을 행함으로써 제안한 구조에 대한 정확성을 검증하였으며 DVD(Digital Versatile Disc)시스템을 위하여(208,192,17) RS 부호와 (182,172,11) RS 부호에 대한 복호 기능을 갖는 RS 복호기를 0.6㎛의 CMOS TLM Compass\sup TM 라이브러리를 사용하여 게이트 숫자가 약 17,000 이고, 코어 면적이 2.299×2.284(5.25㎟)인 VLSI로 설계함으로써 효용성을 검증하였다. 한편, 설계한 칩은20MHz로 동작함을 확인하여 DVD의 요구조건인 3.74MHz를 만족함을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권1호
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• pp.100-108
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• 2014

Low noise amplifier (LNA) is an integral component of RF receiver and frequently required to operate at wide frequency bands for various wireless system applications. For wideband operation, important performance metrics such as voltage gain, return loss, noise figure and linearity have been carefully investigated and characterized for the proposed LNA. An inductive shunt feedback configuration is successfully employed in the input stage of the proposed LNA which incorporates cascaded networks with a peaking inductor in the buffer stage. Design equations for obtaining low and high impedance-matching frequencies are easily derived, leading to a relatively simple method for circuit implementation. Careful theoretical analysis explains that input impedance can be described in the form of second-order frequency response, where poles and zeros are characterized and utilized for realizing the wideband response. Linearity is significantly improved because the inductor located between the gate and the drain decreases the third-order harmonics at the output. Fabricated in $0.18{\mu}m$ CMOS process, the chip area of this wideband LNA is $0.202mm^2$, including pads. Measurement results illustrate that the input return loss shows less than -7 dB, voltage gain greater than 8 dB, and a little high noise figure around 6-8 dB over 1.5 - 13 GHz. In addition, good linearity (IIP3) of 2.5 dBm is achieved at 8 GHz and 14 mA of current is consumed from a 1.8 V supply.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.549-556
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• 2014

This paper proposes a highly power-efficient single-inductor multiple-outputs (SIMO) DC-DC converter with a gate charge sharing method in which gate charges of output switches are shared to improve the power efficiency and to reduce the switching power loss. The proposed converter was fabricated by using a $0.18{\mu}m$ CMOS process technology with high voltage devices of 5 V. The input voltage range of the converter is from 2.8 V to 4.2 V, which is based on a single cell lithium-ion battery, and the output voltages are 1.0 V, 1.2 V, 1.8 V, 2.5 V, and 3.3 V. Using the proposed gate charge sharing method, the maximum power efficiency is measured to be 87.2% at the total output current of 450 mA. The measured power efficiency improved by 2.1% compared with that of the SIMO DC-DC converter without the proposed gate charge sharing method.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권3호
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• pp.183-188
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• 2015

A 10-bit 10MS/s low power consumption successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) using a straightforward capacitive digital-to-analog converter (DAC) is presented in this paper. In the proposed capacitive DAC, switching is always straightforward, and its value is half of the peak-to-peak voltage in each step. Also the most significant bit (MSB) is decided without any switching power consumption. The application of the straightforward switching causes lower power consumption in the structure. The input is sampled at the bottom plate of the capacitor digital-to-analog converter (CDAC) as it provides better linearity and a higher effective number of bits. The comparator applies adaptive power control, which reduces the overall power consumption. The differential prototype SAR ADC was implemented with $0.18{\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology and achieves an effective number of bits (ENOB) of 9.49 at a sampling frequency of 10MS/s. The structure consumes 0.522mW from a 1.8V supply. Signal to noise-plus-distortion ratio (SNDR) and spurious free dynamic range (SFDR) are 59.5 dB and 67.1 dB and the figure of merit (FOM) is 95 fJ/conversion-step.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1012-1018
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• 2018

본 논문에서는 IoT 센서 처리를 위한 1.8V 공급전압의 CMOS SAR(Successive Approximation Register) A/D 변환기를 설계하였다. 본 논문에서 2개의 A/D 변환기를 병렬로 사용하여 샘플링 속도를 향상시킨 12비트 SAR A/D 변환기를 제안한다. 2개의 A/D 변환기 중 1개의 A/D 변환기는 12자리 비트를 모두 결정하고, 또 다른 A/D 변환기는 다른 A/D 변환기의 상위 6비트를 그대로 사용하여 전력소모와 스위칭 에너지를 최소화하였다. 두 번째 A/D 변환기는 상위 6비트를 결정하지 않기 때문에 컨트롤 회로와 SAR 로직이 필요하지 않아 면적을 최소화하였다. 또한 스위칭 에너지는 커패시터 용량과 C-DAC 내 전압 변화가 클수록 값이 커지는데 두 번째 A/D 변환기는 상위 6비트를 결정하지 않아 스위칭 에너지를 줄일 수 있다. 또한 커패시터 내 스플릿 커패시터 용량을 유닛 커패시터 용량과 동일하게 회로를 구성하여 C-DAC 내 공정오차를 줄일 수 있다. 제안하는 SAR A/D 변환기는 180nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였고, 1.8V의 공급전압, 10MS/s의 변환속도, 10.2비트의 ENOB(Effective Number of Bit)이 측정되었다. 핵심 블록의 면적은 $600{\times}900um^2$, 총 전력소모는 $79.58{\mu}W$, FoM(Figure of Merit)는 6.716fJ/step로 확인할 수 있다.