• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권4호
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• pp.506-517
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• 2015

This paper presents a 1.248 Gb/s - 2.918 Gb/s low-power receiver MIPI-DigRF M-PHY with a fully digital frequency detection loop. MIPI-DigRF M-PHY should be operated in a very short training time which is $0.01{\mu}s$ the for HS-G2B mode. Because of this short SYNC pattern, clock and data recovery (CDR) should have extremely fast locking time. Thus, the quarter rate CDR with a fully digital frequency detection loop is proposed to implement a fast phase tracking loop. Also, a low power CDR architecture, deserializer and voltage controlled oscillator (VCO) are proposed to meet the low power requirement of MIPI-DigRF M-PHY. This chip is fabricated using a $0.11{\mu}m$ CMOS process, and the die area is $600{\mu}m{\times}250{\mu}m$. The power consumption of the receiver is 16 mW from the supply voltage of 1.1 V. The measured lock time of the CDR is less than 20 ns. The measured rms and peak jitter are $35.24ps_{p-p}$ and $4.25ps_{rms}$ respectively for HS-G2 mode.

• 전기전자학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.10-15
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• 2006

본 논문에서는 기준동작 클럭없이 데이터만으로 구현되는 반주기의 4x 오버샘플링 위상/주파수검출기를 이용한 클럭 데이터 복원회로에 대하여 서술하였다. 위상 및 주파수검출기는 4x 오버샘플링 기법을 이용하여 설계되었다. 위상검출기는 뱅뱅 제어방법에 의해, 주파수검출기는 로테이션방법에 의해 동작한다. 위상 및 주파수 검출기로부터 발생된 6개의 신호들은 전하펌프로 들어갈 전하량을 결정한다. VCO단은 4개의 차동 지연단으로 구성되고 8개의 클럭신호를 생성한다. 제안된 회로는 공급전압 1.8V, 0.18um MOCS 공정으로 설계 시뮬레이션되었다. 제안된 구조의 PD와 FD를 사용하여 25%의 넓은 트래킹 주파수 범위를 가진다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권3호
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• pp.404-416
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• 2015

Small-area, low-power coarse and fine frequency detectors (FDs) are proposed for an adaptive bandwidth referenceless CDR with a wide range of input data rate. The coarse FD implemented with two flip-flops eliminates harmonic locking as long as the initial frequency of the CDR is lower than the target frequency. The fine FD samples the incoming input data by using half-rate four phase clocks, while the conventional rotational FD samples the full-rate clock signal by the incoming input data. The fine FD uses only a half number of flip-flops compared to the rotational FD by sharing the sampling and retiming circuitry with PLL. The proposed CDR chip in a 65-nm CMOS process satisfies the jitter tolerance specifications of both USB 3.0 and USB 3.1. The proposed CDR works in the range of input data rate; 2 Gb/s ~ 8 Gb/s at 1.2 V, 4 Gb/s ~ 11 Gb/s at 1.5 V. It consumes 26 mW at 5 Gb/s and 1.2 V, and 41 mW at 10 Gb/s and 1.5 V. The measured phase noise was -97.76 dBc/Hz at the 1 MHz frequency offset from the center frequency of 2.5 GHz. The measured rms jitter was 5.0 ps at 5 Gb/s and 4.5 ps at 10 Gb/s.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.171-177
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• 2006

클락 유지 기능을 가지는 저가의 고성능 40 Gb/s 클락 복원기를 위상 고정 루프를 적용하여 설계 및 제작하였다. 클락 복원기는 클락 추출기, RF 믹서, 주파수 판별기, 위상 변환기, 클락 유지 회로로 구성되어 있다. 추출된 40 GHz 클락은 10 GHz 유전체 공진 발진기와 위상이 동기된다. 위상 고정 루프를 사용한 클락 복원기는 기존의 유전체 공진 필터를 사용한 개방형 클락 복원기에 비해 클락의 안정성과 지터 특성이 크게 향상되었다. 측정된 지터의 실효치는 230 fs였다. 또한 입력 신호가 끊어질 경우, 유지 회로에 의해 연속적인 클락 유지가 가능하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권4호
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• pp.39-50
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• 2011

본 논문에서는 패널 내부 인터페이스의 하나인 2세대 AiPi+의 클록-데이터 복원 회로(Clock & Data Recovery)를 제안하였다. 제안하는 클록-데이터 복원 회로의 속도는 기존 AiPi+ 보다 빠른 1.25 Gbps 로 향상되었으며 다중 위상 클록을 생성하기 위하여 Delay-Locked Loop(DLL)를 사용하였다. 본 논문에서는 패널 내부 인터페이스의 저전력, 작은 면적의 이슈를 만족하는 클록-데이터 복원 회로를 설계하였다. 매우 간단한 방법으로 자동적으로 Harmonic-locking 문제를 해결할 수 있는 주파수 검출기 구조를 제안하여 기존 주파수 검출기(Frequency Detector)의 복잡도, 전류 소모, 그리고 외부 인가에 따른 문제를 개선하였으며, 전압 제어 지연 라인(Voltage Controlled Delay Line) 에서 상승/하강 시간 차이에 따른 에지의 사라짐 현상을 막기 위해서 펄스 폭의 최대치를 제한하는 펄스 폭 오류 보정 방법을 사용하였다. 제안하는 클록-데이터 복원 회로는 CMOS 0.18 ${\mu}m$ 공정으로 제작되었으며 면적은 $660\;{\mu}m\;{\times}\;250\;{\mu}m$이고, 공급 전압은 1.8 V이다. Peak-to-Peak 지터는 15 ps, 입력 버퍼, 이퀄라이저, 병렬화기를 제외한 클록-데이터 복원 회로의 소모 전력은 5.94 mW 이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.97-103
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• 2014

본 논문에서는 1/8-rate 위상검출기를 이용한 클록-데이터 복원회로를 제안한다. 기존의 full-rate 또는 half-rate 위상검출기의 사용은 동일 데이터 속도에서 복원된 클록의 주파수가 상대적으로 높아야 하므로 샘플링회로와 VCO의 설계에 부담으로 작용한다. 본 논문에서는 복원된 클록의 주파수를 낮추기 위해 1/8-rate 클록을 사용할 수 있는 위상검출기를 구성하고 Linear equalizer를 위상검출기 입력에 사용하여 복원된 클록의 지터를 감소시켰다. 테스트 칩은 0.13-${\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었고 입력은 3-Gb/s PRBS 데이터 패턴, 동작전압은 1.2-V에서 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.36-42
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• 2008

본 논문은 광통신-시리얼 링크를 위한 40Gb/s 클록 및 데이터 복원 회로의 설계를 제안한다. 설계된 본 회로는 다중 위상을 생성하는 LC 탱크 PLL을 이용하여 8개의 샘플링 클록을 생성하고 $2{\times}$ 오버샘플링 구조의 뱅-뱅 위상 검출기를 이용하여 데이터와 클록의 위상을 조정한다. 40Gb/s의 입력 데이터가 샘플링을 거쳐서 1:4 디멀티플렉싱되어 4채널에 10Gb/s 출력으로 복원되는 구조로서 디지털과 아날로그의 전원을 분리하여 설계가 진행되었다. 인덕터를 사용하여 칩면적은 $2.8{\times}2.4mm^2$을 차지하고 전력소모는 약 200mW이다. 0.18um CMOS공정으로 칩 제작후 측정결과 채널당 악 9.5Gb/s 출력이 측정되었다(직렬입력 약 38Gb/s 해당).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.593-596
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• 2002

A design of clock and data recovery (CDR) circuit for the SONET OC-48 using a standard 0.18 ${\mu}m$ CMOS process has been performed. The phase detector and the charge pump must be able to operate at the 2.5 Gb/s input data speed and also accurately compare phase errors to reduce clock jitter. As a phase detector, the Hogge phase detector is selected but two transistors are added to improve the performance of the D-F/F. The charge pump was also designed to be placed indirectly input and output. A general ring oscillator topology is presented and simulated. It provides five-phase outputs and 220 MHz to 3.12 GHz tuning range.

• ETRI Journal
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• 제33권5호
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• pp.752-758
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• 2011

This paper presents a clock and data recovery circuit that supports dual data rates of 5.4 Gbps and 3.24 Gbps for DisplayPort v1.2 sink device. A quarter-rate linear phase detector (PD) is used in order to mitigate high speed circuit design effort. The proposed linear PD results in better jitter performance by increasing up and down pulse widths of the PD and removes dead-zone problem of charge pump circuit. A voltage-controlled oscillator is designed with a 'Mode' switching control for frequency selection. The measured RMS jitter of recovered clock signal is 2.92 ps, and the peak-to-peak jitter is 24.89 ps under $2^{31}-1$ bit-long pseudo-random bit sequence at the bitrate of 5.4 Gbps. The chip area is 1.0 mm${\times}$1.3 mm, and the power consumption is 117 mW from a 1.8 V supply using 0.18 ${\mu}m$ CMOS process.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.155-167
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• 2015

An adaptive equalization scheme based on all-digital jitter measurement is proposed for a continuous time linear equalizer (CTLE) preceding a clock and data recovery (CDR) in a receiver circuit for high-speed serial interface. The optimum equalization coefficient of CTLE is determined during the initial training period based on the measured jitter. The proposed circuit finds automatically the optimum equalization coefficient for CTLE with 20", 30", 40" FR4 channel at the data rate of 5 Gbps. The chip area of the equalizer including the adaptive controller is 0.14 mm2 in a $0.13{\mu}m$ process. The equalizer consumes 12 mW at 1.2 V supply during the normal operation. The adaptive equalizer has been applied to a USB3.0 receiver.