본 논문은 최근에 많이 연구되고 있는 PLL 기반의 fractional-N 주파수 합성기에 관하여 SIMULINK 및 Verilog-a를 사용하여 모델링하는 방법론에 대하여 설명한다. 전통적으로 PLL 설계에 적용되는 바텀-업(bottom-up) 방식의 트랜지스터 레벨설계와 함께 탑-다운(top-down) 방식의 설계를 병행하여 적용함으로써 트랜지스터 레벨의 회로설계에 걸리는 시간을 크게 절약하고 SoC의 IP로서 아날로그 부분과 디지털부분이 같이 검증될 수 있는 방안을 고려하고자 한다. 이를 위하여 시스템의 동작여부를 빠르게 파악하고 top level에서의 검증이 용이한 SIMULINK 모델링과 트랜지스터 레벨과의 호환을 통해 블록 단위의 검증이 가능한 Verilog-a 모델링의 비교를 수행함으로서 효과적인 설계 방법을 제시한다.
광 디스크를 재생하려면 광 신호를 아날로그 전기신호로 변환하는 광 픽업을 거치고 난 뒤 신호 간 간섭을 없애기 위해 아날로그적으로 등화를 하고, 등화된 아날로그 신호를 AD 변환하여 디지털적으로 동기화된 데이터와 클록을 추출해야 한다. BD와 같은 고용량의 광 디스크를 저속으로 재생하여 동기화된 데이터와 클록을 추출하는데 었어서 추출 데이터 BER을 최소화하는 알고리즘은 다양하게 개발되어 적용되고 있다. 그러나 고용량의 광 디스크를 고속으로 재생 할 때 저속에서 적용된 알고리즘을 동일한 혼성 데이터 PLL과 PRML 하드웨어 구조에 적용하려면 800MHz 이상의 신호 처리가 이루어져야 한다. 일반적으로 사용되는 0.13-${\mu}m$ CMOS 공정에서 기존 방식의 구조를 가지고 800MHz의 이상의 신호처리를 위해서는 고속으로 동작해야하는 아날로그 코어 등이 필요하고 많은 시간과 노력의 레이아웃이 수반되어야 하는 등의 문제점이 제기된다. 본 논문에서는 고용량 광 디스크의 최고 배속인 BD 8x까지 동작 가능한 데이터 및 클록 추출 회로로서 병렬 데이터 PLL 및 PRML 구조를 제안하였다. 제안한 구조를 가지고 실험한 결과 BD 8x 에 해당하는 속도에서 오류 없이 동작함을 확인하였다.
A CMOS transmitter ASIC for the ATM switching system etc., was designed to transmit 155.52 Mbps serial data transformed from 19.44 Mbps parallel data. 155.52 MHz clock for synchronization of data is genrated using reference 19.44 MHz clock by an analog PLL while parallel to serial data conversion is done by a digital circuit. Circuit simulations confirm that PLL locking and data conversion are accomplished successfully. The area of the designed ASIC chip is 1.3${\times}1.0mm^2$. The locking time and the power consumption of the chip are about 600 nsec and less than 150 mW, respectively.
A digital sampling algorithm that uses a two high resolution integrating Voltmeters which are synchronized by Phase Lock Loop (PLL) time clock for accurately measuring the parameters, active and reactive power, for sinusoidal power measurements is presented. The PLL technique provides high precision measurements, root mean square (rms), phase and complex voltage ratio, of the AC signal. The system has been designed to be used at the Korean Research Institute of Standards and Science (KRISS) as a reference power standard for electrical power calibrations. The test results have shown that the accuracy of the measurements is better than $10 {\mu}W/VA$ and the level of uncertainty is valid for the power factor range zero to 1 for both lead and lag conditions. The system is fully automated and allows power measurements and calibration of high precision wattmeters and power calibrators at the main power frequencies 50 and 60 Hz.
A frequency synthesizer of 10 GHz ${\sim}$ 11 GHz for FMCW radar is designed and implemented by the form of indirect frequency synthesizer of a single loop structure. The synthesizer uses a high speed digital PLL chip. It is difficult to divide directly by using a program counter of PLL chip because the output frequency of VCO is 10 GHz ${\sim}$ 11 GHz, so we lower the frequency to 625 MHz ${\sim}$ 687.5 MHz by using a prescaler, and then divide the frequency by the program counter. The output frequency sweep of VCO from 10 GHz to 11 GHz is measured.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제3권4호
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pp.181-187
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2003
This paper presents an 125MHz, 128-phase phase-locked loop using interpolation technique for digital timing recovery. To reduce the power consumption and chip area, phase interpolation was performed over only selected windows, instead of overall period. Four clocks were used for phase interpolation to avoid the output jitter increase due to the interpolation clock (clock used for phase interpolation) switching. Also, the output clock was fed back to finite-state machine (FSM) where the multiplexer selection signals are generated to eliminate the possible output glitches. The PLL implemented in a $0.25\mu\textrm{m}$ CMOS process and dissipates 80mW at 2.5V supply and occupies $0.84\textrm{mm}^2.
본 논문에서 제안된 스펙트럼 분석장치는 개루프 방식의 VCO를 모듈러 함수를 이용한 PLL 주파수 합성기로 대치시킴으로써 단일루우프의 주파수 합성기로 개개의 다른 주파수 대역 및 채널간격을 얻을 수 있었다. 스펙트럼의 추출은 자승검파방식을 이용함으로써 종래의 포락선 검파방식보다 입력감도를 개선할 수 있었고 Z80 마이크로프로세서를 이용한 제어기는 주파수 합성기를 제어하는 동시에 추출된 스펙트럼을 메모리에 저장함으로써 비주기성 신호의 분석을 가능케 하였다.
본 논문에서는 ADSL용 칩 설계를 위한 동기화 파라미터 값을 도출하기 위하여 컴퓨터 모의수행으로 STR과 프레임동기의 성능을 분석한다. ADSL에 적합한 PLL루프를 분석하고 설계를 하며, 이러한 결과를 통하여 ADSL칩 설계를 위한 STR의 최적 파라미터 값을 얻는다. 또한 여러 가지 알고리즘으로 프레임동기를 수행할 때, 컴퓨터 모의수행으로 FER(Frame Error Rate)의 성능을 분석했고, 프레임 offset의 효과를 분석했다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제16권3호
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pp.352-358
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2016
A 5-phase phase-locked loop (PLL) for USB2.0 applications was implemented by using an all-synthesis technique. The length of the time-to-digital converter for the fine phase detector was halved by the operation of a coarse phase detector that uses 5-phase clocks. The maximum time difference between the rising edges of two adjacent-phase clocks was 6 ps at 480 MHz. The PLL chip in a 65-nm process occupies $0.038mm^2$, consumes 4.8 mW at 1.2 V. The measured rms and peak-to-peak output jitters are 8.6 ps and 45 ps, respectively.
ATM 교환기 망동기용 아날로그/디지털 혼합형 ASIC을 설계 제작하였다. 이 ASIC은 상대 시스템으로부터 전송되어온 46.94 MHz의 클럭을 이용하여 234.7/46.94 MHz의 시스템용 클럭 및 77.76/19.44 MHz의 가입자용 클럭을 발생시키는 역할을 하며, 전송된 클럭의 체크 및 선택 기능도 동시에 포함한다. 효율적인 ASIC 구성을 위하여 고속 클럭 발생을 위한 2개의 아날로그 PLL 회로는 전주문 방식으로, 외부 입력 클럭 체크 및 선택을 위한 디지털 회로는 표준 셀 방식으로 설계하였다. 또한, 아날로그 부분에는 일반 CMOS 공정으로 제작 가능한 저항 및 커패시터를 사용함으로서 0.8$\mu\textrm{m}$ 디지털 CMOS 공정으로 칩을 제작 가능케 하여 제작비용도 줄였다. 제작된 칩을 측정한 결과 234.7 MHz 및 19.44 MHz의 안정된 클럭을 발생하였으며, 클럭의 실효 지터도 각각 4 ㎰ 및 17 ㎰정도로 낮게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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