• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1847-1855
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• 2012

클록 보정회로를 가진 1V 1.6-GS/s 6-비트 flash 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 1V의 저전압에서 고속 동작의 입력단을 위해 bootstrapped 아날로그 스위치를 사용하는 단일 track/hold 회로가 사용되며, 아날로그 노이즈의 감소와 고속의 동작을 위해 평균화 기법이 적용된 두 단의 프리앰프와 두 단의 비교기가 이용된다. 제안하는 flash ADC는 클록 보정회로에 의해 클록 duty cycle과 phase를 최적화함으로 flash ADC의 동적특성을 개선한다. 클록 보정 회로는 비교기를 위한 클록의 duty cycle을 제어하여 evaluation과 reset 시간을 최적화한다. 제안된 1.6-GS/s 6-비트 flash ADC는 1V 90nm의 1-poly 9-metal CMOS 공정에서 제작되었다. Nyquist sampling rate인 800 MHz의 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 32.8 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.38/-0.37 LSB, +0.64/-0.64 LSB이다. 구현된 flash ADC의 면적과 전력소모는 각각 $800{\times}500{\mu}m2$와 193.02 mW 이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.23-32
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• 2001

LILI-128 스트림 암호는 클럭 조절형 스트림 암호방식이며, 이러한 구조는 동기식 논리회로 구현시 속도가 저하되 는 단점이 있다. 즉, 클럭 조절형인 LFSRd는 외부 클럭보다 1~4 배 높은 클럭을 요구하기 때문에 동일한 시스템 클 럭 하에서는 데이터 전송속도에 따른 시스템 성능이 저하된다. 본 논문에서는 귀환/이동에 있어서 랜덤한 4개의 연결 경로를 갖는 4-비트 병렬 LFSRd를 제안하였다. 그리고 ALTERA 사의 FPGA 소자(EPF10K20RC240-3)를 선정하여 그래 픽/VHDL 하드웨어 구현 및 타이밍 시뮬레이션을 실시하였으며, 50MHz 시스템 클럭에서 안정적인 50Mbps (즉, 45 Mbps 수준인 T3급 이상, 설계회로의 최대 지연 시간이 20ns 이하인 조건) 출력 수열이 발생될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로, FPGA/VHDL 설계회로를 Lucent ASIC 소자 (LV160C, 0.13$\mu\textrm{m}$ CMOS & 1.5v technology)로 설계 변환 및 타이밍 시뮬레이션한 결과 최대 지연시간이 1.8ns 이하였고, 500 Mbps 이상의 고속화가 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권1호통권20호
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• pp.54-60
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• 2007

본 연구에서는 고속 I/0 인터페이스용 ESD(Electro-Static Discharge)보호소자로서 SCR(Silicon Controlled Rectifier)구조에 기반한 새로운 구조의 ESD보호소자인 N/P-type Low Voltage Triggered Silicon-Controlled Rectifier(NPLVTSCR)을 제안하였다. 제안된 NPLVTSCR은 기존 SCR이 갖는 높은 트리거 전압($\sim$20V)을 낮추고 ($\sim$5V) 또한 정상상태에서의 보호소자의 래치업 현상을 줄일 수 있다. 본 연구에서 제안된 NPLVTSCR의 전기적 특성 및 ESB감내특성을 확인하기 위하여 TCAD툴을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 또한 TSMC 90nm공정에서 테스트 패턴을 제작하여 측정을 수행하였다. 시뮬레이션 및 측정 결과를 통해, NPLVTSCR은 PMOS 게이트 길이에 따라 3.2V $\sim$ 7.5V의 트리거링 전압과 2.3V $\sim$ 3.2V의 홀딩전압을 갖으며, 약 2kV의 HBM ESD 감내특성을 갖는 것을 확인 할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권5호
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• pp.47-54
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• 2005

본 논문에서는 Crosstalk에 의한 coupling capacitance의 변화량, ${\Delta}Cc$이 기본값인 Cc보다 더 커질 수 있음을 제안한 테스트 회로를 이용하여 실험적으로 증명하였다. 또한 ${\Delta}Cc$가 Aggressive line의 위상에 매우 의존함을 보였으며 위상이 같은 경우보다 반대인 경우에 ${\Delta}Cc$가 크게 됨을 보였다. 실험 결과의 타당성을 검증을 위해 HSPICE 시뮬레이션을 수행하여 실험치와 잘 맞음을 나타내었다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권3호
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• pp.35-46
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• 1999

디지털 통신 시스템에서 입력 신호의 주파수와 위상 오차를 보정하는 디지털 위상 오차 보상기(derotator)를 CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) 알고리즘을 이용하는 VLSI로 구현하였다. CORDIC은 주어지는 위상값에 따라 입력 신호를 직접 회전시키므로, 디지털 주파수 합성기 (Direct Digital Frequency Synthesizer)와 복소수 승산기를 이용하는 기존의 구현 방법에 비해 하드웨어 면에서 간단하다. 디지털 위상 오차 보상기는 작은 위상 오차를 누적하므로 arctangent 함수의 선형 근사를 이용한 고속의 CORDIC 알고리즘을 이용하는 기존에 비해 약 24%의 속도 향상이 가능하였다. 본 설계된 IC는 0.6㎛ triple metal 공정을 이용하였으며, 전체 칩 면적은 6.8㎟ , 트랜지스터의 개수는 11,400 개다. 측정 결과 최대 동작 주파수는 25 MHz이다

• 전자공학회논문지C
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• 제34C권2호
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• pp.29-37
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• 1997

A new algorithm and parallel architecture for high-speed complex number multiplication is presented, and a prototype chip based on the proposed approach is designed. By employing redundant binary (RB) arithmetic, an N-bit complex number multiplication is simplified to two RB multiplications (i.e., an addition of N RB partial products), which are responsible for real and imaginary parts, respectively. Also, and efficient RB encoding scheme proposed in this paper enables to generate RB partial products without additional hardware and delay overheads compared with binary partial product generation. The proposed approach leads to a highly parallel architecture with regularity and modularity. As a results, it results in much simpler realization and higher performance than the classical method based on real multipliers and adders. As a test vehicle, a prototype 8-b complex number multiplier core has been fabricated using $0.8\mu\textrm{m}$ CMOS technology. It contains 11,500 transistors on the area of about $1.05 \times 1.34 textrm{mm}^2$. The functional and speed test results show that it can safely operate with 200 MHz clock at $V_{DD}=2.5 V$, and consumes about 90mW.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.5-7
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• 2018

VLSI(Very large scale integration) 기술을 통한 트랜지스터의 소형화를 통해 CMOS 집적 회로의 성능은 지속적으로 발전해 왔다. 이와 같은 기술 발전에 따라 집적 회로를 구성하는 디지털 논리 요소 또한 진화를 하고 있다. 디코더는 부호화된 정보를 다시 부호화되기 전으로 되돌아가는 처리를 하는 디지털 논리 요소이며 컴퓨터 설계에서 많이 사용되는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 양자점 셀룰라 오토마타(Quantum Cellular-Automata, QCA)를 사용하여 인에이블 입력을 가진 2-to-4 디코더를 제안하였다. 4-입력 유니버설 게이트의 하나의 입력을 1로 고정시켜 3-입력 NOR 게이트로 사용하며, 입력 값 X와 입력 값 Y의 중복된 배선 수를 감소시키고 한 배선으로 두 게이트에 입력을 연결하여 디코더의 배선 수와 배선 교차부를 최소화한다. 제안안하는 4-to-2 인에이블 디코더는 기존 디코더보다 셀의 개수와 클럭수를 감소시켜 디코더의 성능을 더 효율적으로 향상시켰다. 이를 통해 고속 회로 설계에 활용 및 높은 성능을 기대 할 수 있으며 QCA 연구에 기여할 수 있을 것으로 전망 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권3호
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• pp.75-85
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• 2009

본 논문에서는 two-carrier W-CDMA 응용과 같이 고해상도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 3G 통신 시스템 응용을 위한 13비트 100MS/s 0.13um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 4단 파이프라인 구조를 사용하여 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소로 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 면적 효율성을 가지멸서 고속 고해상도로 동작하는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하여 1.0V의 낮은 전원 전압동작에서도 신호의 왜곡없이 Nyquist 대역 이상의 입력 신호를 샘플링할 수 있도록 하였다. 입력 단 SHA 및 MDAC에는 낮은 임피던스 기반의 캐스코드 주파수 보상 기법을 적용한 2단 증폭기 회로를 사용하여 Miller 주파수 보상 기법에 비해 더욱 적은 전력을 소모하면서도 요구되는 동작 속도 및 안정적인 출력 조건을 만족시키도록 하였으며, flash ADC에 사용된 래치의 경우 비교기의 입력 단으로 전달되는 킥-백 잡음을 줄이기 위해 입력 단과 출력 노드를 클록 버퍼로 분리한 래치 회로를 사용하였다. 한편, 제안하는 시제품 ADC에는 기존의 회로와는 달리 음의 론도 계수를 갖는 3개의 전류만을 사용하는 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 13비트 해상도에서 각각 최대 0.70LSB, 1.79LSB의 수준을 보이며, 동적 성능으로는 100MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 64.5dB의 SNDR과 78.0dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $1.22mm^2$이며, 1.2V 전원 전압과 100MS/s의 동작 속도에서 42.0mW의 전력을 소모하여 0.31pJ/conv-step의 FOM을 갖는다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.122-130
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• 2013

본 논문에서는 주로 고속 디지털 통신시스템 응용을 위해 고해상도, 저전력 및 소면적을 동시에 만족하는 45nm CMOS 공정으로 제작된 4단 파이프라인 구조의 12비트 100MS/s ADC를 제안한다. 입력단 SHA 회로에는 높은 입력 주파수를 가진 신호가 인가되어도 12비트 이상의 정확도로 샘플링할 수 있도록 게이트-부트스트래핑 회로가 사용된다. 입력단 SHA 및 MDAC 증폭기는 요구되는 DC 이득 및 높은 신호스윙을 얻기 위해 이득-부스팅 구조의 2단 증폭기를 사용하며, 넓은 대역폭과 안정적인 신호정착을 위해 캐스코드 및 Miller 주파수 보상기법을 선택적으로 적용하였다. 채널길이 변조현상 및 전원전압 변화에 의한 전류 부정합을 최소화하기 위하여 캐스코드 전류 반복기를 사용하며, 소자의 부정합을 최소화하기 위하여 전류 반복기와 증폭기의 단위 넓이를 통일하여 소자를 레이아웃 하였다. 또한, 제안하는 ADC에는 전원전압 및 온도 변화에 덜 민감한 저전력 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하는 동시에 외부에서도 인가할 수 있도록 하여 다양한 시스템에 응용이 가능하도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.88LSB, 1.46LSB의 값을 가지며, 동적성능은 100MS/s의 동작속도에서 각각 최대 61.0dB의 SNDR과 74.9dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 면적은 $0.43mm^2$ 이며 전력소모는 1.1V 전원전압 및 100MS/s 동작속도에서 29.8mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권1호
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• pp.36-44
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• 2007

본 논문은 Delay-Insensitive(DI) 지연 모델을 갖는 비동기식 회로에 3치 전압 레벨을 사용한 하이브리드 터너리 데이터 전송 방식을 제안하고, 이를 이용하여 다양한 비동기 프로토콜과의 데이터 송신 및 수신을 위한 래퍼를 설계하였다. 제안된 하이브리드 터너리 데이터 전송 방식은 기존의 2 선식 전송 방식이나 1-of-4 전송 방식에 비해 데이터 전송선을 50% 줄일 수 있으며, 터너리 전송 방식과 비교하였을 때도 50%의 신호 천이 감소 결과를 보였다. 본 논문에서는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 적용하여 래퍼를 설계하고 검증하였다. 하이브리드 터너리 전송 방식이 적용된 래퍼는 2 GHz 이상의 속도로 동작 하였으며 2 선식, 1-of-4, 그리고 터너리 전송 방식에 비해 각각 65%, 43%, 36%의 소비 전력이 줄어든 결과를 보였다. 제안된 전송 방식과 설계된 래퍼 회로는 비동기식 고속 및 저전력 인터페이스로 사용 가능하다.