• 제목/요약/키워드: CMOS digital circuit

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Programmable Digital On-Chip Terminator

  • Kim, Su-Chul;Kim, Nam-Seog;Kim, Tae-Hyung;Cho, Uk-Rae;Byun, Hyun-Guen;Kim, Suki
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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    • pp.1571-1574
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    • 2002
  • This paper describes a circuit and its operations of a programmable digital on-chip terminator designed with CMOS circuits which are used in high speed I/O interface. The on-chip terminator matches external reference resistor with the accuracy of ${\pm}$ 4.1% over process, voltage and temperature variation. The digital impedance codes are generated in programmable impedance controller (PIC), and the codes are sent to terminator transistor arrays at input pads serially to reduce the number of signal lines. The transistor array is thermometer-coded to reduce impedance glitches during code update and it is segmented to two different blocks of thermometer-coded transistor arrays to reduce the number of transistors. The terminator impedance is periodically updated during hold time to minimize inter-symbol interferences.

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체내 이식 기기용 표준 CMOS 고전압 신경 자극 집적 회로 (A High-Voltage Compliant Neural Stimulation IC for Implant Devices Using Standard CMOS Process)

  • 알피안 압디;차혁규
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권5호
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    • pp.58-65
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    • 2015
  • 본 논문에서는 신경 관련 인공 전자기기를 위한 신경 자극 집적회로를 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 반도체 공정을 이용하여 설계하였다. 제안 된 신경 자극 회로는 12.8-V 전원을 사용하면서 $10-k{\Omega}$의 부하에 최대 1 mA의 전류까지 전달이 가능하다. 표준 CMOS 공정 기술로 구현을 위해서 저전압 트랜지스터만을 이용하여 설계를 하였고, 고전압에서의 안정적인 동작을 위하여 트랜지스터 스태킹 기술을 적용하였다. 또한, 신경 자극 동작 후 전하 잔여량이 남아 있지 않도록 active charge balancing회로를 포함하였다. 제안 된 단일 채널 자극 집적회로의 경우 디지털-아날로그 변환기, 전류 출력 드라이버, 레벨 시프터, 디지털 제어 부분, 그리고 active charge balancing 회로까지 모두 포함하여 전체 칩 레이아웃 면적은 $0.13mm^2$을 차지하며, 다중 채널 방식의 신경 자극 기능의 체내 이식용 인공 전자기기 시스템에 적용을 하는데 적합하다.

저 전력 Folding-Interpolation기법을 적용한 1.8V 6-bit 100MS/s 5mW CMOS A/D 변환기의 설계 (Design of an 1.8V 6-bit 100MS/s 5mW CMOS A/D Converter with Low Power Folding-Interpolation Techniques)

  • 문준호;황상훈;송민규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권8호
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    • pp.19-26
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    • 2006
  • 본 논문에서는, 1.8V 6-bit 100MSPS CMOS A/D 변환기를 제안한다. 제안하는 A/D 변환기는 저 전력소모를 위해 폴딩 구조의 A/D 변환기로 구현되었으며, 특히 전압구동 인터폴레이션 기법을 사용하여 전력소모를 최소화하였다. 또한 전체 A/D 변환기의 전력소모 감소를 위해 새로운 폴더 감소회로를 제안하여 기존의 폴딩 A/D 변환기에 비해 폴더 및 프리앰프 수를 절반으로 줄였고, 새로운 프리앰프 평균화 기법을 제안하여 전체 A/D 변환기의 성능을 향상시켰다. 설계된 A/D 변환기는 100MSPS의 변환속도에서 50MHz의 ERBW를 가지며, 이때의 전력소모는 4.38mW로 나타난다. 또한 측정결과 FoM은 0.93pJ/convstep의 우수한 성능 지표를 갖으며, INL 및 DNL은 각각 ${\pm}0.5 LSB$ 이내의 측정결과를 보였다. 제안하는 A/D 변환기는 0.18um CMOS공정으로 제작되었고 유효 칩 면적은 $0.28mm^2$ 이다.

Analog Frond-End 내장형 전력선 통신용 CMOS SoC ASIC (Full CMOS PLC SoC ASIC with Integrated AFE)

  • 남철;부영건;박준성;허정;이강윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권10호
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    • pp.31-39
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    • 2009
  • 본 논문은 전력선 통신용(PLC) SoC ASIC으로 내장된 Analog Front-end(AFE)를 바탕으로 낮은 소비 전력과 저 가격을 달성할 수 있었으며, CMOS공정으로 구현된 AFE와, 1.8V동작의 Core Logic구동용 LDO, ADC, DAC와 IO pad를 구동하기 위한 LDO로 구성되어 있다. AFE는 Pre-amplifier, Programmable gain Amplifier와 10bit ADC의 수신 단으로 구성되며, 송신 단은 10bit differential DAC, Line Driver로 구성되어 있다. 본 ASIC은 0.18 um 1 Poly 5 Metal CMOS로 구현 되었으며, 동작전압은 3.3 V단일 전원만 사용하였고, 이때 소모 전력은 대기 시에 30mA이며, 동작 시 전력은 300mA으로 에코 디자인 요구를 만족하게 하였다. 본 칩의 Chip size는 $3.686\;{\times}\;2.633\;mm^2$ 이다.

고속 고해상도의 무선통신 송 $\cdot$ 수신기용 CMOS D/A 변환기 설계 (Design of a CMOS D/A Converter for advanced wireless transceiver of high speed and high resolution)

  • 조현호;박청용;윤건식;하성민;윤광섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.549-552
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    • 2004
  • The thesis describes the design of 12bit digital-to-analog converter (DAC) which shows the conversion rate of 500MHz and the power supply of 3.3V with 0.35${\mu}m$ CMOS 1-poly 4-metal process for advanced wireless transceiver of high speed and high resolution. The proposed DAC employes segmented structure which consists of 6bit MSB, 3bit mSB, 3bit LSB for area efficiency Also, using a optimized aspect ratio of process and new triple diagonal symmetric centroid sequence for high yield and high linearity. The proposed 12bit current mode DAC was employs new deglitch circuit for the decrement of the glitch energy. Simulation results show the conversion rate of 500MHz, and the power dissipation of 85mW at single 3.3V supply voltage. Both DNL and INL are found to be smaller than ${\pm}0.65LSB/{\pm}0.8LSB$.

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VCO 이득 변화와 주파수 간격 변화를 줄인 DTV용 광대역 CMOS VCO 설계 (Design of a Wide-Band CMOS VCO With Reduced Variations of VCO Gain and Frequency Steps for DTV Tuner Applications)

  • 고승오;심상미;서희택;김정규;유종근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.217-218
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    • 2008
  • Since the digital TV signal band is very wide ($54{\sim}806MHz$), the VCO used in the frequency synthesizer must also have a wide frequency tuning range. Multiple LC VCOs have been used to cover such wide frequency band. However, the chip area increases due to the increased number of integrated inductors. A general method for achieving both reduced VCO gain(Kvco) and wide frequency band is to use the switched-capacitor bank LC VCO. In this paper, a scheme is proposed to cover the full band using only one VCO. The RF VCO block designed using a 0.18um CMOS process consists of a wideband LC VCO with reduced variation of VCO gain and frequency steps. Buffers, divide-by-2 circuits and control logics the simulation results show that the designed circuit has a phase noise at 100kHz better than -106dBc/Hz throughout the signal band and consumes $9.5{\sim}13mA$ from a 1.8V supply.

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DTV 튜너 응용을 위한 광대역 저잡음 CMOS VCO 설계 (Design of a Wide-Band, Low-Noise CMOS VCO for DTV Tuner Applications)

  • 김용정;유지봉;고승오;김경환;유종근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.195-196
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    • 2007
  • Since the digital TV signal band is very wide ($54{\sim}806MHz$), the VCO used in the frequency synthesizer must also have a wide frequency tuning range. Multiple LC VCOs have been used to cover such wide frequency band. However, the chip area increases due to the increased number of integrated inductors. In this paper, a scheme is proposed to cover the full band using only one VCO. The RF VCO block designed using a 0.18um CMOS process consists of a wideband LC VCO, five divide-by-2 circuits and several buffers. The simulation results show that the designed circuit has a phase noise at 10kHz better than -87dBc/Hz throughout the signal band and consumes 10mA from a 1.8V supply.

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Design of a Neural Chip for Classifying Iris Flowers based on CMOS Analog Neurons

  • Choi, Yoon-Jin;Lee, Eun-Min;Jeong, Hang-Geun
    • 센서학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.284-288
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    • 2019
  • A calibration-free analog neuron circuit is proposed as a viable alternative to the power hungry digital neuron in implementing a deep neural network. The conventional analog neuron requires calibrations because a voltage-mode link is used between the soma and the synapse, which results in significant uncertainty in terms of current mapping. In this work, a current-mode link is used to establish a robust link between the soma and the synapse against the variations in the process and interconnection impedances. The increased hardware owing to the adoption of the current-mode link is estimated to be manageable because the number of neurons in each layer of the neural network is typically bounded. To demonstrate the utility of the proposed analog neuron, a simple neural network with $4{\times}7{\times}3$ architecture has been designed for classifying iris flowers. The chip is now under fabrication in 0.35 mm CMOS technology. Thus, the proposed true current-mode analog neuron can be a practical option in realizing power-efficient neural networks for edge computing.

셀 간 상호작용을 이용한 다층구조 QCA D-래치 설계 (Multilayer QCA D-latch design using cell interaction)

  • 장우영;전준철
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권2호
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    • pp.515-520
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    • 2020
  • 디지털 회로설계 기술에서 사용되는 CMOS는 양자 터널링 현상 등으로 인해 집적도의 한계에 다다르고 있다. 이를 대체할 수 있는 양자점 셀룰러 오토마타(QCA : Quantum-dot Cellular Automata)는 적은 전력 소모와 빠른 스위칭 속도 등으로 많은 장점이 있음으로 CMOS의 많은 디지털 회로들이 QCA 기반으로 제안되었다. 그중에서도 멀티플렉서는 D-플립플롭, 레지스터 등 다양한 회로에 쓰이는 기본 회로로써 많은 연구가 되고 있다. 하지만 기존의 멀티플렉서는 공간 효율성이 좋지 않다는 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 셀 간 상호작용을 이용하여 새로운 다층구조 멀티플렉서를 제안하고, 이를 이용하여 D-래치를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 멀티플렉서와 D-래치는 면적, 셀 개수, 지연시간이 개선되었으며, 이를 이용하여 큰 회로를 설계할 시 연결성과 확장성이 우수하다. 제안된 모든 구조는 QCADesigner를 이용해 시뮬레이션하여 동작을 검증한다.

3-5 GHz 대역 중심 주파수 변환이 가능한 프로그래머블 임펄스 래디오 송신기 (A 3-5GHz frequency band Programmable Impulse Radio UWB Transmitter)

  • 한홍걸;김태욱
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제49권6호
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    • pp.35-40
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    • 2012
  • 이 논문은 3~5 GHz의 동작 주파수 대역을 지닌 임펄스 래디오 저전력 거리탐지용 송신기 설계에 관한 연구이다. 제안하는 송신기는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 모든 부분을 간단한 디지털 로직으로 설계함으로써 회로 구현의 복잡도를 줄이고 낮은 전력 소모를 지닌다. 특히, UWB의 낮은 대역에서 기존의 무선 통신과의 간섭을 회피하기 위하여 중심 주파수 조절이 가능하도록 전압으로 지연 시간을 조절할 수 있는 지연 회로를 통해 주파수 변환을 적용하였다. 본 논문에서 제안하는 송신기는 1.2 V 공급 전압으로부터 10pJ/b 만의 에너지를 소모하며, 모의 실험 결과 3~5 GHz UWB 대역에서 3.3 GHz에서 4.3 GHz까지 중심 주파수 조절이 가능하며, 출력 파워는 최대 -51 dBm/MHz를 지니며, FCC 규제를 만족한다.