• 제목/요약/키워드: CMOS 고속회로

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저 전력 SoC를 위한 저 누설전류 특성을 갖는 Self-Timed Current-Mode Logic Family (Self-timed Current-mode Logic Family having Low-leakage Current for Low-power SoCs)

  • 송진석;공정택;공배선
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권8호
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    • pp.37-43
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    • 2008
  • 본 논문에서는 고속 동작에서 동적 전력 소비와 정적 전력 소비를 동시에 줄일 수 있는 self-timed current-mode Logic(STCML)을 제안한다. 제안된 로직 스타일은 펄스 신호로 가상 접지를 방전하여 로직 게이트의 누설 전류(subthreshold leakage current)를 획기적으로 감소시켰다. 또한, 본 로직은 개선된 self-timing buffer를 사용하여 동적모드 동작 시 발생되는 단락 회로 전류(short-circuit current)를 최소화하였다. 80-nm CMOS 공정을 이용하여 실시한 비교 실험 결과, 제안된 로직 스타일은 기존의 대표적인 current-mode logic인 DyCML에 비하여 동일한 시간 지연에서 26 배의 누설 전력 소비를 줄이고 27%의 동적 전력 소비를 줄일 수 있었다. 또한, 대표적인 디지털 로직 스타일인 DCVS와의 비교 결과, 59%의 누설 전력 소비감소 효과가 있었다.

100 Gb/s급 광통신시스템을 위한 고성능 저면적 반복 BCH 복호기 구조 (High-Performance Low-Complexity Iterative BCH Decoder Architecture for 100 Gb/s Optical Communications)

  • 양승준;연제웅;이한호
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권7호
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    • pp.140-148
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    • 2013
  • 본 논문은 100 Gb/s급 광통신 시스템을 위한 반복적인 Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) 부호와 고성능 복호기 구조를 보여준다. 제안된 구조는 고속 데이터 처리율뿐만 아니라 뛰어난 오류정정능력을 보여준다. 제안된 6회 반복 i-BCH 복호기는 메모리 기반의 인터리브 기술을 이용하였으며 6번의 반복 복호시 $10^{-15}$ post-FEC Bit Error Rate(BER) 기준 9.34 dB의 강력한 Net Coding Gain(NCG) 성능을 제공한다. 제안된 고성능 i-BCH 복호기의 구조는 90-nm CMOS 공정을 사용하여 합성한 후 수행한 성능 분석 결과 430 MHz의 동작 속도와 100 Gb/s의 데이터 처리율을 갖는다. 따라서 100 Gb/s급 광통신시스템을 위한 차세대 순방향 오류정정 구조에 적용할 수 있다.

모바일용 저전력 터치 스크린 제어 회로 설계 및 구현 (Design and Implementation of Low Power Touch Screen Controller for Mobile Devices)

  • 박상봉
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.279-283
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    • 2012
  • 본 논문에서는 모바일용 터치 스크린에서 손가락이 닿는 부분의 좌표를 계산하여 출력하는 저전력 고속 터치 제어 회로를 설계하고 구현하였다. 시스템 클럭은 10MHz이고, 채널 수는 21개, 대기 상태 전류는 $20{\mu}A$ 이고, 다이나믹 레인지는 140pF ~ 400pF 이며, 응답 시간은 0.1ms/frame이다. 저전력을 위한 전력 관리 회로와 보드, 습도, 온도에 따른 자동 임피이던스 보정 기능과 주변 키 및 패턴 간섭 억제 기능 및 직렬 인터페이스 I2C, SPI 기능을 구현하였다. 설계된 제어 회로의 성능은 FPGA와 $0.18{\mu}m$ CMOS 표준 공정을 이용하여 측정하였다. 구현된 제어회로는 모바일 폰이나 스마트 리모트 컨트롤로에 응용할 수 있도록, 다이아몬드 형태를 이용한 2 레이어 ITO용 모듈과 원가절감을 위한 단일 레이어 ITO 모듈에 사용 가능하도록 설계하였다.

고속 DRAM을 위한 Duty Cycle 보정 기능을 가진 Analog Synchronous Mirror Delay 회로의 설계 (Duty Cycle-Corrected Analog Synchronous Mirror Delay for High-Speed DRAM)

  • 최훈;김주성;장성진;이재구;전영현;공배선
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권9호
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    • pp.29-34
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    • 2005
  • 본 논문에서는 duty cycle-corrected analog synchronous mirror delay(DCC-ASMD)라고 불리는 새로운 구조의 내부 클럭 생성기를 제안한다. 제안된 회로는 임의의 duty ratio를 가진 외부 클럭에 대하여 duty ratio가 $50\%$로 보정된 내부 클럭을 2클럭 주기 만에 생성할 수 있다. 그러므로, 본 내부 클럭 생성기는 double data-rate (DDR) synchronous DRAM (SDRAM)과 같은 듀얼 에지 동기형 시스템(dual edge-triggered system)에 효율적으로 이용될 수 있다. 제안된 기술의 타당성을 평가하기 위하여, $0.35\mu$m CMOS 공정기술을 이용하여 제안된 내부 클럭 생성기를 구현하여 모사실험을 실행하였다. 실험 결과, 제안된 내부 클럭 생성기는, $40\~60$의 duty ratio를 갖는 외부 클럭 신호에 대하여, 50$\%$ duty ratio를 갖는 내부 클럭 신호를 2 클럭 주기 만에 발생시킬 수 있음을 확인하였다.

위상고정 시간이 빠른 새로운 듀얼 슬로프 위상고정루프 (A Fast Locking Phase-Locked Loop using a New Dual-Slope Phase Frequency Detector and Charge Pump Architecture)

  • 박종하;김훈;김희준
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권5호
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    • pp.82-87
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    • 2008
  • 본 논문은 고속 위상 고정이 가능한 새로운 듀얼 슬로프 위상고정루프를 제안한다. 기존의 듀얼 슬로프 위상고정루프는 각각 2개의 전하펌프와 위상 주파수 검출기로 구성되었다. 본 논문에서는 위상차에 따라 전하펌프의 전류를 조절해 하나의 전하펌프와 위상 주파수 검출기만으로 듀얼 슬로프 위상고정루프를 구현하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 파라미터 값으로 HSPICE 시뮬레이션을 수행하여 회로의 동작을 검증하였다. 제안된 듀얼 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간은 $2.2{\mu}s$로 단일 슬로프 위상고정루프의 위상 고정 시간인 $7{\mu}s$보다 개선된 결과를 얻었다.

초기화 스위치를 이용해 오프셋을 감소시킨 고속 다이나믹 래치 비교기 설계 (Design of High Speed Dynamic Latch Comparator with Reduced Offset using Initialization Switch)

  • 성광수;현유진;서희돈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권10호
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    • pp.65-72
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    • 2000
  • 본 논문에서는 다이나믹 래치 형태의 비교기의 입력 오프셋을 줄이는 효과적인 방법을 제안한다. 기존 논문에서 고려된 원하지 않는 정궤환에 의한 오프셋 뿐 아니라, charge injection 부정합에 따른 오프셋을 정확하게 분석하였으며 이를 최소화하기 위하여 샘플링 구간 전에 비교기 양 입력단을 같은 전압으로 초기화하기 위한 수위치를 추가하였다. 제안된 회로는 0.65${\mu}m$ CMOS 공정 파라미터로 모의 실험 되었으며, 5v의 단일 전원 전압으로 동작하고, 200MHz 샘플링 주파수에서 5mV 이하의 오프셋 전압을 가진다. 특히 입력 저항을 $5k{\Omega}$일 때 기존 논문에 비해 약 80%의 입력 오프셋이 개선됨을 모의 실험을 토하여 확인하였다.

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고속 전류 구동 Analog-to-digital 변환기의 설계 (Design of A High-Speed Current-Mode Analog-to-Digital Converter)

  • 조열호;손한웅;백준현;민병무;김수원
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권7호
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    • pp.42-48
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    • 1994
  • In this paper, a low power and high speed flash Analog-to-Digital Converter using current-mode concept is proposed. Current-mode approach offers a number of advantages over conventional voltage-mode approach, such as lower power consumption small chip area improved accuracy etc. Rescently this concept was applied to algorithmic A/D Converter. But, its conversion speed is limited to medium speed. Consequently this converter is not applicable to the high speed signal processing system. This ADC is fabricated in 1.2um double metal CMOS standard process. This ADC's conversion time is measured to be 7MHz, and power consumption is 2.0mW, and differential nonlinearity is less than 1.14LSB and total harmonic distortion is -50dB. The active area of analog chip is about 350 x 550u$m^2$. The proposed ADC seems suitable for a single chip design of digital signal processing system required high conversion speed, high resolution small chip area and low power consumption.

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고속 반도체 소자에서 배선 간의 Crosstalk에 의한 Capacitance 변화 평가 (Evaluation of Crosstalk-Induced Variation of Interconnect Capacitance for High Speed Semiconductor Devices)

  • 이희덕;김용구;박성형
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.1225-1228
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    • 2003
  • 본 논문에서는 Coupling capacitance 변화량이 Static coupling capacitance 값보다 클 수 있다는 것을 새로운 테스트 회로를 이용하여 실험적으로 증명하였다. 테스트 회로는 배선의 지연시간이 배선의 저항보다는 배선의 정전용량에만 의존하도록 하여 배선의 지연시간을 평가함으로써 배선의 정전용량의 변화 즉, Coupling capacitance 의 변화량을 정확히 평가할 수 있도록 하였다. 0.15 ㎛ CMOS 기술을 이용하여 실험한 결과 In-phase crosstalk 인 경우에는 변화량이 Static coupling capacitance 보다 작았지만 Anti-phase 인 경우에는 Static coupling capacitance 보다 크게 나타남을 보여주고 있다. 따라서 배선에 의한 정확한 지연시간 평가를 위해서는 Crosstalk 이 발생한 경우의 Coupling capacitance 변화량을 정확히 반영하는 것이 매우 필요함을 알 수 있다.

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Vector-radix 2차원 고속 DCT의 VLSI 어레이 구현 (A VLSI array implementation of vector-radix 2-D fast DCT)

  • 강용섬;전흥우;신경욱
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권1호
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    • pp.234-243
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    • 1995
  • An arry circuit is designed for parallel computation of vector-radix 2-D discrete cosine transform (VR-FCT) which is a fast algorithm of DCT. By using a 2-D array of processing elements (PEs), the butterfly structure of the VR-FCT can be efficiently implemented with high condurrency and local communication geometry. The proposed implementation features architectural medularity, regularity and locality, so that it is very suitable for VLSI realization. Also, no transposition memory is required. The array core for (8$\times$8) 2-D DCT, which is designed usign ISRC 1.5.mu.m N-Well CMOS technology, consists of 64 PEs arranged in (8$\times$8) 2-D array and contains about 98,000 transistors on an area of 138mm$^{2}$. From simulation results, it is estimated that (8$\times$8) 2-D DCT can be computed in about 0.88 .mu.sec at 50 MHz clock frequency, resulting in the throughput rate of about 72${\times}10^[6}$ pixels per second.

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$32{\times}32 $ 비트 고속 병렬 곱셈기 구조 (An Architecture for $32{\times}32$ bit high speed parallel multiplier)

  • 김영민;조진호
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권10호
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    • pp.67-72
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    • 1994
  • In this paper we suggest a 32 bit high speed parallel multiplier which plays an important role in digital signal processing. We employ a bit-pair recoding Booth algoritham that gurantees n/2 partial product terms, which uniformly handles the signed-operand case. While partial product terms are generated, a special method is suggested to reduce time delay by employing 1's complement instead of 2's complement. Later when partial products are added, the additional 1 bit's are packed in a single partial product term and added to in the parallel counter. Then 16 partial product terms are reduced to two summands by using successive parallel counters. Final multiplication value is obtained by a BLC adder. When this multiplier is simulated under 0.8$\mu$CMOS standard cell we obtain 30ns multiplier speed.

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