• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권3호
• /
• pp.198-204
• /
• 2001

본 논문에서는 CMOS로 구현된 3.3V 8-bit 200MSPS의 Folding / Interpolation 구조의 A/D 변환기를 제안한다. 회로에 사용된 구조는 FR(Folding Rate)이 8, NFB(Number of Folding Block)가 4, Interpolation rate 이 8이며, 분산 Track and Hold 구조를 회로를 사용하여 Sampling시 입력주파수를 Hold하여 높은 SNDR을 얻을 수 있었다. 고속동작과 저 전력 기능을 위하여 향상된 래치와 디지털 Encoder를 제안하였고 지연시간 보정을 위한 회로도 제안하였다. 제안된 ADC는 0.35㎛, 2-Poly, 3-Metal, n-well CMOS 공정을 사용하여 제작되었으며, 유효 칩 면적은 1070㎛×650㎛ 이고, 3.3V전압에서 230mW의 전력소모를 나타내었다. 입력 주파수 10MHz, 샘플링 주파수 200MHz에서의 INL과 DNL은 ±1LSB 이내로 측정되었으며, SNDR은 43㏈로 측정되었다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.53-59
• /
• 2017

본 논문에서는 회로에서의 지연 시간을 줄이기 위해서 사용되는 의사 NMOS (pseudo-NMOS) 구조를 결합한 새로운 지연 무관 방식의 고속 비동기 회로 설계를 제안하고자 한다. 기존의 대표적인 지연 무관 방식의 NCL 비동기 회로 설계는 고신뢰성, 저전력 그리고 반도체 공정 기술에 의존하지 않고 회로를 재사용할 수 있는 용이성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 기존의 NCL 게이트 셀들의 트랜지스터-레벨 구조들은 많은 복잡한 구조로 인해서 회로 지연의 증가를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 고속의 새로운 NCL 게이트와 비동기 파이프라인(pipeline) 구조를 제안하였다. 제안된 방법은 SK-Hynix $0.18{\mu}m$ 공정에서 설계된 $4{\times}4$ 곱셈기를 통해서 적용되었고, 설계된 곱셈기는 모든 경우의 데이터 입력에 대한 전력과 지연이 측정되었고, 기존 NCL 방법과 비교되었다. 실험 결과는 제안된 NCL 구조가 기존의 NCL 구조보다 지연에서 85% 감소함을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제42권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 2005

본 논문에서는 각종 고성능 디스플레이 등 주로 고속에서 저전력과 소면적을 동시에 요구하는 시스템 응용을 위한 임베디드 코어 셀로서의 8b 240 MS/s CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 아날로그 입력, 디지털 출력 및 전원을 제외한 나머지 모든 신호는 칩 내부에서 발생시켰으며, 본 설계에서 요구하는 240 MS/s 사양에서 면적 및 전력을 동시에 최적화하기 위해 2단 파이프라인 구조를 사용하였다. 특히 입력 단에서 높은 입력 신호 대역폭을 얻기 위해 개선된 부트스트래핑기법을 제안함과 동시에 잡음 성능을 향상시키기 위해 제안하는 온-칩 전류/전압 발생기를 온-칩 RC 저대역 필터와 함께 칩 내부에 집적하였으며, 휴대 응용을 위한 저전력 비동작 모드 등 각종 회로 설계 기법을 적절히 응용하였다. 제안하는 시제품 ADC는 듀얼모드 입력을 처리하는 DVD 시스템의 핵심 코어 셀로 집적되었으며, 성능 검증을 위해 0.18um CMOS 공정으로 별도로 제작되었고, 측정된 DNL과 INL은 각각 0.49 LSB, 0.69 LSB 수준을 보여준다. 또한, 시제품측정 결과 240 MS/s 샘플링 속도에서 최대 53 dB의 SFDR을 얻을 수 있었고, 입력 주파수가 Nyquist 입력인 120 MHz까지 증가하는 동안 38 dB 이상의 SNDR과 50 dB 이상의 SFDR을 유지하였다. 시제품 ADC의 칩 면적은 1.36 ㎟이며, 240 MS/s 에서 측정된 전력 소모는 104 mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권4호
• /
• pp.53-63
• /
• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.11n 표준과 같은 근거리 무선통신망 응용을 위한 10비트 100MS/s 27.2mW $0.8mm^2$ 0.18um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고속 동작에 적합한 3단 파이프라인 구조를 기반으로 제작되었으며 각단에 공통적으로 사용되는 증폭기, 프리앰프 및 저항열을 최대한 효율적으로 공유함으로써 전력 소모 및 면적을 최소화하였다. 첫 번째 MDAC과 두 번째 MDAC에는 스위치 저항과 메모리 효과가 없는 증폭기 공유기법을 사용하였고, 세 개의 4비트 flash ADC에는 단 하나의 저항열만을 사용하는 동시에 두 번째 flash ADC와 세 번째 flash ADC에는 프리앰프를 공유하여 전력 소모와 면적을 최소화하였다. 보간 기법을 사용하여 요구되는 프리앰프의 수를 반으로 줄였으며, 프리앰프의 공유 및 보간 기법으로 인한 영향을 최소화하기 위해 낮은 킥-백 잡음을 갖는 비교기를 추가로 제안하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 10비트 해상도에서 각각 최대 0.83LSB와 1.52LSB의 수준을 보이며, 동적 성능으로는 100MS/s의 동작 속도에서 각각 52.1dB의 SNDR과 67.6dB의 SFDR을 갖는다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.8mm^2$이며 전력 소모는 1.8V 전원 전압을 인가하였을 때 100MS/s에서 27.2mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제43권12호
• /
• pp.15-22
• /
• 2006

본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band)통신시스템을 위한 1.8V 8-bit 500MSPS의 D/A 변환기를 제안한다. 전체적인 D/A 변환기의 구조는 높은 선형성과 낮은 글리치 특성을 갖는 상위 6-MSB(Most Significant Bit) 전류원 매트릭스(Current Cell Matrix)와 하위 2-LSB(Least Significant Bit) 전류원 매트릭스로 구성된 2단 매트릭스 구조로 설계하였다. 또한 동일한 지연시간을 갖는 Thermometer Decoder와 고속 동작에서 전력을 최소화하기 위한 저 전력 스위칭 디코더(Current Switching Decoder Cell)를 제안함으로서 D/A 변환기의 고속 동작에서 성능을 향상시켰다 설계된 DAC는 1.8V의 공급전압을 가지는 TSMC $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal N-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 제작된 D/A 변환기의 측정결과, 매우 우수한 동적성능을 확인하였다. 500MHz 샘플링 클럭 주파수와 50MHz의 출력신호에서 SFDR은 약 49dB, INL과 DNL은 각각 0.9LSB, 0.3LSB 이하로 나타났으며, 이 때의 전력소비는 약 20mW로 기존의 8-bit D/A변환기에 비해 매우 낮음을 확인 할 수 있었다 D/A 변환기의 유효 칩 면적은 $0.63mm^2(900um{\times}700um)$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권2호
• /
• pp.130-134
• /
• 2008

본 논문에서는 1/4-레이트 기법을 사용한 클록 데이터 복원회로를 제안하였다. 제안한 클록 데이터 복원회로를 사용함에 따라 VCO의 발진 주파수를 낮추므로 고속 동작에 유리하다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 기존 클록 데이터 복원회로 보다 낮은 지터 특성과 넓은 풀인(pull-in) 범위를 갖는다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 1/4-레이트 뱅-뱅 형태의 오버샘플링 위상 검출기, 1/4-레이트 주파수 검출기, 2개의 전하펌프 회로와 저역 통과 필터 그리고 링 VCO회로로 구성되어 있다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 $0.18{\mu}m$ 1P6M CMOS 공정으로 설계되었고, 칩 면적과 전력 소모는 $1{\times}1mm^2$, 98 mW 이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.1641-1644
• /
• 2005

현재의 인터넷과 같은 전자 통신망과 멀티미디어 시스템의 발달은 고속의 대용량 데이터 전송을 필요로 한다. 초고속 통신 시스템에서의 고속 데이터 전송은 주로 광섬유를 사용하는 광통신으로 이루어지고 있다. FTTH(Fiber To The Home)와 같은 광통신 시스템은 멀티미디어 커뮤니케이션을 위해 필요한 큰 데이터 전송률을 제공할 수 있기 때문에 더욱 더 중요성이 높아지고 있으며 이러한 광통신 시스템에서는 통신환경의 영향을 적게 받고 외부 조절이나 부품이 필요하지 않는 수신기 IC 의 개발이 요구되고 있다. 일반적으로 광통신 수신기에는 고속 동작에 적합한 특성을 가진 GaAs-MESFET 가 사용되고 있으나, 본 논문에서는 0.35um CMOS 2-poly 4-metal 공정을 이용하여 5Gbps 광수신기를 설계하였다. 설계된 수신기는 Preamplifier, Main amplifier, ABC 회로로 구성되어 있다. Transimpedance amplifier 형태의 Preamplifier 는 광검출기에 의해 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환한다. ABC 회로는 Peak_Hold 회로와 Bottom_Hold 회로로 구성되어 있다. 기존의 Peak_Hold 회로에서는 다이오드와 hold capacitor 를 이용하여 peak 값을 검출하도록 되어 있는데, 다이오드를 이용하는 경우 작은 입력 신호전압의 Peak 값을 검출하는 데 한계가 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전류 거울형태의 Peak_Hold 회로를 설계하였다. 전류거울(current mirror)형태의 출력 신호의 duty error 를 줄이고 비트 에러율(Bit Error Rate)을 개선하는데 효과적이었다. 설계된 광수신기는 30dB 의 입력 dynamic range 와 입력 capacitance 3pF 에서 80MHz 의 대역폭을 가진다. 전력 소비량은 3.3V 전원 전압이 인가된 경우 약 150mW 정도이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제44권8호
• /
• pp.38-44
• /
• 2007

본 논문에서는 무선통신용 송신기에 적용 가능한 12비트 80MHz 전류구동 방식의 D/A 변환기를 설계하였다. 제안된 회로는 3비트 온도계 디코더 회로 4개를 병렬 연결한 혼합형 구조를 채택하였다. 제안된 D/A 변환기는 0.35um CMOS n-well 디지털 표준 공정을 사용하여 구현하였으며, 측정된 INL/DNL은 ${\pm}1.36SB/{\pm}0.62LSB$ 이하이며, 글리치 에너지는 $46pV{\cdot}s$이다. 샘플링 주파수 80MHz, 입력 주파수 19MHz에서 SNR과 SFDR은 58.5dB, 64.97dB로 측정되었다. 전력소모는 99mW로 나타났다. 본 논문에서 구현한 12비트 80MHz 전류구동 혼합구조 D/A 변환기는 고속, 고해상도의 성능을 필요로 하는 다양한 회로에 응용과 적용이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제42권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

본 논문에서는, 1.8V 6bit 2GSPS Nyquist CMOS A/D 변환기를 제안한다. 6bit의 해상도와 초고속의 샘플링과 입력 주파수를 만족시키면서 저 전력을 구현하기 위하여 Interpolation Flash type으로 설계되었다. 같은 해상도의 Flash A/D 변환기에 비해 프리앰프의 수가 반으로 줄기 때문에 작은 입력 커패시턴스를 가지며 면적과 전력소모 작게 할 수 있다. 또한 본 연구에서는 고속 동작의 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조의 One-zero Detecting Encoder, Reference Fluctuation을 보정하기 위한 회로, 비교기 자체의 Offset과 Feedthrough에 의한 오차를 최소화하기 위하여 Averaging Resistor와 SNDR을 향상시키기 위한 Track & Hold, 제안하는 Buffered Reference를 설계하여 최종적으로 2GSPS Nyquist 입력의 A/D converter 출력 결과를 얻을 수가 있었다. 본 연구에서는 1.8V의 공급전압을 가지는 0.18$\mu$m 1-poly 3-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 소비전력은 145mW로 Full Flash 변환기에 비해 낮음을 확인 할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 측정결과 2GSPS에서 SNDR은 약 36.25dB로 측정되었고, Static 상태에서 INL과 DNL은 각각 $\pm$0.5LSB 로 나타났다. 유효 칩 면적은 977um $\times$ 1040um의 면적을 갖는다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권11호
• /
• pp.48-55
• /
• 2009

본 논문에서는 차세대 100-Gb/s급 광통신 시스템을 위한 3-병렬 Reed-Solomon (RS) 디코더 기반의 고속 Forward Error Correction (FEC) 구조를 제안한다. 제안된 16채널 RS기반 FEC 구조는 4개의 신드롬 계산 블록이 1개의 Key Equation Solver (KES) 블록을 공유하는 3-병렬 4채널 RS 기반 FEC 구조 4개로 구성되어 있다. 제안하는 100-Gb/s RS 기반 FEC는 1.2V의 공급전압의 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 구현 결과 제안된 RS기반 FEC 구조는 300MHz의 동작 주파수에서 115-Gb/s 의 데이터 처리율을 가지며, 기존의 RS 기반 FEC 구조에 비해 높은 데이터 처리율과 낮은 하드웨어 복잡도를 보여주고 있다.