• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권2호
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• pp.302-317
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• 2017

This paper proposes a new full adder design based on pass-transistor logic that offers ultra-low power dissipation and superior variability together with low transistor count. The pass-transistor logic allows device count reduction through direct logic realization, and thus leads to reduction in the node capacitances as well as short-circuit currents due to the absence of supply rails. Optimum transistor sizing alleviates the adverse effects of process variations on performance metrics. The design is subjected to a comparative analysis against existing designs based on Monte Carlo simulations in a SPICE environment, using the 22-nm CMOS Predictive Technology Model (PTM). The proposed ULP adder offers 38% improvement in power in comparison to the best performing conventional designs. The trade-off in delay to achieve this power saving is estimated through the power-delay product (PDP), which is found to be competitive to conventional values. It also offers upto 79% improvement in variability in comparison to conventional designs, and provides suitable scalability in supply voltage to meet future demands of energy-efficiency in portable applications.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권6호
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• pp.1-8
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• 1998

본 논문에서는 동일 칩 내부에 static CMOS와 하이브리드 로직 스타일(hybrid logic style)을 이용하여 저전력 8비트 ELM 덧셈기를 설계하였다. 두 개의 로직 스타일로 설계된 8비트 ELM 덧셈기는 0.8㎛ 단일 폴리 이중 금속, LG CMOS 공정으로 설계되어 측정되었다. 하이브리드 로직 스타일은 CCPL(Combinative Complementary Pass-transistor Logic), Wang's XOR 게이트와 ELM 덧셈기의 속도를 결정하는 임계경로(critical path)를 위한 static CMOS 등으로 구성된다. 칩 측정 결과, 전원 전압 5.0V에서 하이브리드로직으로 구현한 ELM 덧셈기가 static CMOS로 구현한 덧셈기에 비해 각각 전력소모 면에서 9.29%, 지연시간 면에서 14.9%, PDP(Power Delay Product)면에서 22.8%의 향상을 얻었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.467-468
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• 2008

In this paper, a logic family, the transmission gate CMOS(TG CMOS) is proposed, which combines the transmission gate and pass transistor resulting in a different configuration from traditional full CMOS. In the simulation, basic cells comprising this logic are designed and their dynamic responses are analyzed. The simulation shows their performance is exceeding that of conventional full CMOS.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권3호
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• pp.205-210
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• 2001

본 논문에서는 CMOS 로직과 pass-transistor logic(PTL)의 장점만을 가진 새로운 복합모드로직(Compound Mode Logic)을 제안하였다. 제안된 로직은 VLSI설계에서 중요하게 부각되고 있는 저전력, 고속 동작이 가능하며 실제로 전가산기를 설계하여 측정 한 결과 복합모드 로직의 power-delay 곱은 일반적인 CMOS로직에 비해 약 22% 개선되었다 제안한 복합모드 로직을 이용하여 고성능 32×32-bit 곱셈기를 설계 제작하였다. 본 논문의 곱셈기는 개선된 사인선택(Sign Select) Booth 인코더, 4-2 및 9-2 압축기로 구성된 데이터 압축 블록, 그리고 carry 생성 블록을 분리한 64-bit 조건 합 가산기로 구성되어 있다. 0.6um 1-poly 3-metal CMOS 공정을 이용하여 제작된 32×32-bit 곱셈기는 28,732개의 트랜지스터와 1.59×l.68 ㎜2의 면적을 가졌다. 측정 결과 32×32-bit 곱셈기의 곱셈시간은 9.8㎱ 이었으며, 3.3V 전원 전압에서 186㎽의 전력 소모를 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.363-367
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• 1999

In this paper, a novel 108-bit conditional sum adder(CSA) with Energy Economized Pass-transistor Logic(EEPL) is proposed. A new architecture is adopted, in order to obtain a high speed operation, which is composed of seven modularized 16-bit CMS's and two separated carry generation block. Further a design technique based on EEPL is proposed to reduce the power consumption. With 0.65${\mu}{\textrm}{m}$ single poly, triple metal, 3.3V CMOS process, its operating speed is about 4.95㎱ and the power consumption is reduced in comparison with that of the conventional adder.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권9호
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• pp.115-124
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• 2004

본 논문은 고효율, 저전력을 갖는 PRML 디스크 드라이브 읽기 채널용 6비트, 8탭의 FIR 필터 칩을 제안한다. 제안된 필터는 병렬처리 구조를 채택하고 있으며 4단의 파이프라인으로 구성되어 있다. 곱셈 연산을 위하여 수정 부스 알고리즘을 사용하였으며 덧셈 연산을 위하여 압축회로 로직을 사용하였다. 전력 소모를 줄이기 위하여 CMOS 패스-트랜지스터 로직을 사용하였으며 싱글-레일 로직을 이용하여 칩의 면적을 감소시켰다. 제안된 필터는 실제 칩으로 구현되었으며 3.3V 전원을 공급하여 100MHz에서 120mV의 전력을 소비하고 1.88×1.38 ㎟의 면적을 차지한다. 구현된 필터는 유사 선폭의 공정을 사용한 기존구조에 비해 약 11.7%의 전력이 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권4호
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• pp.60-70
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• 2000

시스템 설계의 각 단계에서 저전력 설계기법을 적용하여 8×8＋20비트의 MAC을 설계하였다. 알고리듬레벨에서는 MAC의 중요한 명령어 중의 하나인 승/감산연산을 위한 하드웨어의 설계에서 기존의 방식에 비하여 트랜지스터를 감소할 수 있는 새로운 기법을 제안하였으며, 회로 레벨에서는 동일한 로직을 CMOS로 구현한 경우보다 PDP(power-delay-product) 측면에서 우수한 성능을 가지는 NMOS pass-transistor 로직으로 구성된 새로운 Booth 셀렉터 회로를 제안하였다. 구조 레벨에서 최종단 덧셈기는 전력소모, 동작속도, 면적, 설계 규칙성 측면에서 가장 우수한 ELM 덧셈기를 사용하였고, 레지스터는 비트당 트랜지스터의 수가 적은 동적 CMOS 단일모서리 천이 플립플롭을 적용하였다. 동작속도를 높이기 위한 방법으로는 2단 파이프라인 구조를 적용했으며, Wallace 트리 블록에 고속 4：2 압축기를 이용하였다. 0.6㎛ 단일폴리, 삼중금속 CMOS 공정으로 설계된 MAC은 모의실험 결과 곱셈 연산시 최대 200㎒ 3.3V에서 35㎽의 전력을 소모하였고, MAC 연산시 최대 100㎒에서 29㎽의 전력을 소모하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2004

다치 논리 패스 게이트는 다치 논리를 구성하기 위한 중요한 소자이다. 본 논문에서는, 뉴런 $MOS({\nu}MOS)$ 임계 게이트를 갖는 2중 패스-트랜지스터 논리를 이용하여 4치 MIN(QMIN)/negated MIN(QNMIN) 게이트 그리고 4치 MAX(QMAX)/negated MAX(QNMAX) 게이트를 설계하였다. DPL은 입력 캐패시턴스의 증가 없이 게이트 속도를 향상 시켰다. 또한 대칭 배열과 2중 전송 특성을 갖는다. 임계 게이트는 ${\nu}MOS$ 다운 리터럴 회로(DLC)로 구성 된다. 제안된 게이트는 다양한 다치 임계 전압을 실현할 수 있다. 본 논문에서, 회로는 3V의 전원 전압을 사용하였고 0.35um N-Well 2-poly 4-metal CMOS 공정의 파라메터를 사용하였으며 모든 모의 실험은 HSPICE를 이용하였다.

• 한국음향학회지
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• 제16권3호
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• pp.106-113
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• 1997

본 논문에서는 저전압 아날로그-디지털 혼성모드 신호처리를 위한 3V CMOS 연속시간 완전균형 적분기가 설계되었다. 설계된 완전균형 적분기의 기본구조는 NMOS와 PMOS 트랜지스터를 이용한 상보형 회로이며, 이러한 상보형 회로는 적분기의 트랜스컨덕턴스를 증가시킬수 있는 장점이 있다. 그리고 트랜스컨덕턴스의 증가는 적분기의 단위이득 주파수, 폴 그리고 영점을 증가시킨다. 소신호해석과 SPICE 시뮬레이션을 통해 기존의 적분기들과 비교하여 이러한 개선점들을 증명하였다. 0.8 3V CMOS CMOS 공정 파라미터를 이용하여 완전균형 상보형 적분기의 응용회로로서 3차 능동 지역통과 필터를 설계하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권3호
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• pp.51-51
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• 2001

본 논문에서는 CMOS 로직과 pass-transistor logic(PTL)의 장점만을 가진 새로운 복합모드로직(Compound Mode Logic)을 제안하였다. 제안된 로직은 VLSI설계에서 중요하게 부각되고 있는 저전력, 고속 동작이 가능하며 실제로 전가산기를 설계하여 측정 한 결과 복합모드 로직의 power-delay 곱은 일반적인 CMOS로직에 비해 약 22% 개선되었다 제안한 복합모드 로직을 이용하여 고성능 32×32-bit 곱셈기를 설계 제작하였다. 본 논문의 곱셈기는 개선된 사인선택(Sign Select) Booth 인코더, 4-2 및 9-2 압축기로 구성된 데이터 압축 블록, 그리고 carry 생성 블록을 분리한 64-bit 조건 합 가산기로 구성되어 있다. 0.6um 1-poly 3-metal CMOS 공정을 이용하여 제작된 32×32-bit 곱셈기는 28,732개의 트랜지스터와 1.59×l.68 ㎜2의 면적을 가졌다. 측정 결과 32×32-bit 곱셈기의 곱셈시간은 9.8㎱ 이었으며, 3.3V 전원 전압에서 186㎽의 전력 소모를 하였다.