• 제목/요약/키워드: Digital logic circuit

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Area- and Energy-Efficient Ternary D Flip-Flop Design

  • Taeseong Kim;Sunmean Kim
    • 센서학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.134-138
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    • 2024
  • In this study, we propose a ternary D flip-flop using tristate ternary inverters for an energy-efficient ternary circuit design of sequential logic. The tristate ternary inverter is designed by adding the functionality of the transmission gate to a standard ternary inverter without an additional transistor. The proposed flip-flop uses 18.18% fewer transistors than conventional flip-flops do. To verify the advancement of the proposed circuit, we conducted an HSPICE simulation with CMOS 28 nm technology and 0.9 V supply voltage. The simulation results demonstrate that the proposed flip-flop is better than the conventional flip-flop in terms of energy efficiency. The power consumption and worst delay are improved by 11.34% and 28.22%, respectively. The power-delay product improved by 36.35%. The above simulation results show that the proposed design can expand the Pareto frontier of a ternary flip-flop in terms of energy consumption. We expect that the proposed ternary flip-flop will contribute to the development of energy-efficient sensor systems, such as ternary successive approximation register analog-to-digital converters.

VLSI의 논리설계 자동화를 위한 SDL 하드웨어 컴파일러 (A SDL Hardware Compiler for VLSI Logic Design Automation)

  • 조중휘;정정화
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.327-339
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    • 1986
  • In this paper, a hardware compiler for symbolic description language(SDL) is proposed for logic design automation. Lexical analysis is performed for SDL which describes the behavioral characteristics of a digital system at the register transfer level by the proposed algorithm I. The algorithm I is proposed to get the expressions for the control unit and for the data transfer unit. In order to obtain the network description language(NDL) expressions equivalent to gate-level logic circuits, another algorithm, the the algorithm II, is proposed. Syntax analysis for the data formed by the algorithm I is also Performed using circuit elements such as D Flip-Flop, 2-input AND, OR, and NOT gates. This SDL hardware compiler is implemented in the programming language C(VAX-11/750(UNIX)), and its efficiency is shown by experiments with logic design examples.

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TACAN을 위한 디지털 회로의 FPGA 구현 (FPGA Design of Digital Circuit for TACAN)

  • 서영호;최현준;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12B호
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    • pp.1175-1182
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    • 2010
  • 본 논문에서는 항공기와 지상국 사이의 방위정보와 거리를 측정하는 전술항공운행 장비인 TACAN(tactical air navigation)을 위한 디지털 회로를 FPGA로 구현하였다. TACAN의 신호처리를 위한 모든 기능을 하나의 FPGA에 집적하여 구현하였다. 제안한 하드웨어는 입력 인터페이스, 레지스터 파일, 디코더, 신호 발생기, 그리고 주 제어기로 구성된다. 구현한 하드웨어는 TACAN이 요구하는 방위정보를 위한 펄스쌍 그룹을 생성하는 기능과 거리를 측정하기 위한 항공기 응답 기능을 모두 포함하고 있고, 그 밖에 지상국의 ID를 제공하는 기능 등을 모두 포함하였다. 제안한 하드웨어는 ALTERA의 FPGA를 이용하여 구현하였고, 7,071개의 logic element를 사용한다.

자바 애플릿을 이용한 웹 기반 디지털 논리회로 가상실험키트 (A Web-based Virtual Experiment Kit for Digital Logic Circuits Using Java Applets)

  • 김동식;김기은;박상윤;서삼준
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2717-2719
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    • 2003
  • In this paper, we developed an efficient virtual experiment kit with creative and interactive multimedia contents, which can be used to enhance the quality of education in the area of digital logic circuits. Since our virtual experiment kit is implemented to describe the on-campus laboratory, the learners can obtain similar experimental data through it. Also, our web-based virtual experiment kit is designed to enhance the efficiency of both the learners and the educators. The learners will be able to achieve high learning standard and the educators save time and labor. The virtual experiment is performed according to the following procedure: (1) Circuit Composition on the Bread Board (2) Applying Input Voltage (3) Output Measurements (4) Checkout of Experiment Results. Furthermore, the circuit composition on the bread board and its corresponding online schematic diagram are displayed together on the virtual experiment kit for the learner's convenience. Finally, we have obtained several affirmative effects such as reducing the total experimental hours and the damage rate for experimental equipments and increasing learning efficiencies as well as faculty productivity.

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RFID를 위한 내장형 비접촉(Type-B) 프로토콜 지원 모듈 설계 및 구현 (Design and Implementation of Embedded Contactless (Type-B) Protocol Module for RFID)

  • 전용성;박지만;주홍일;전성익
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제10A권3호
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    • pp.255-260
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    • 2003
  • RFID의 대표적 예인 비접촉식 IC 카드는 현재 교통 및 출입 통제 시스템 등에 널리 사용되고 있으며, RF 기술의 발달과 사용자 편의성 요구의 증대로 인해 점점 더 보편화되는 추세에 있다. 본 논문은 비접촉 IC 카드를 구현하기 위해 필요한 내장형 비접촉 프로토콜 처리용 하드웨어 모듈에 관한 것으로서 아날로그 회로부와 특화된 디지털 로직부로 구성된다. 그리고 비접촉 IC 카드 설계시 아날로그 회로, 디지털 로직, 그리고 소프트웨어가 담당한 기능을 잘 구분하여 설계할 수 있는 방법을 제시한다.

저전력 디지털 PLL의 설계에 대한 연구 (A Study on the Design of Low Power Digital PLL)

  • 이제현;안태원
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제47권2호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 이 논문에서는 PLL에 기반한 주파수 합성기의 구현에 있어서 전력 소모를 줄이기 위한 저전력 디지털 PLL의 구조 및 설계에 대하여 기술한다. 제안된 구조의 디지털 PLL에서는 초기 주파수 비교를 위하여 광대역 디지털 로직 직교상관기를 사용 하고, 최종 주파수 비교를 위하여 저전력 특성을 갖는 협대역 디지털 로직 직교상관기를 사용하여 디지털 제어 발진기의 주파수가 제어되도록 하였다. 또한 동작하지 않는 디지털 블록의 전력을 최소화하는 회로 기법을 적용함으로써 대기 전력 소모를 추가적으로 줄일 수 있도록 하였다. 제안된 디지털 PLL의 동작 및 저전력 특성은 MOSIS 1.8V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 조건에서 MyCAD를 이용한 설계 및 모의실험을 통해 검증하였으며, 20% 정도의 전력 소모 감소 효과를 확인하였다.

전압제어 링 발진기를 이용한 LED구동회로 및 조명제어기설계 (Design of LED Driving Circuit using Voltage Controlled Ring Oscillator and Lighting Controller)

  • 권기수;서영석
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • LED구동회로및 제어회로를 개발하였다. 개발된 LED구동회로는 새로운 PWM회로를 가지고 있으며 LED열의 디밍, 전류 및 온도제어 및 통신 기능을 할 수 있다. 개발된 PWM회로는 기본적인 디지털 논리소자를 사용하여 만들어 질 수 있는 두 개의 링 발진기와 한 개의 카운터로 구성되어 있다. 부가적으로 이 회로는 온-오프 제어 모드, 비상모드, 전력절감모드를 가지고 있으며 직열통신을 이용해서 제어된다. 설계 된 PWM 발생기와 제어회로는 마그나칩/하이닉스의 디지털 공정을 이용하여 제작되었다. 제작된 칩은 LED구동장치와 제어기 보드에 장착되어 테스트 되었으며 성공적으로 동작하였다.

다중 디지털 신호의 비교를 위한 병렬 기법의 VLSI 설계 (VLSI Design of Parallel Scheme for Comparison of Multiple Digital Signals)

  • 서영호;이용석;김동욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.781-788
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    • 2017
  • 본 논문에서는 여러 디지털 신호의 크기를 비교하기 위한 알고리즘 및 디지털 회로를 제안한다. 제안하고자 하는 알고리즘은 여러 입력을 동시에 비교한 후에 간단한 디지털 논리 함수를 이용하여 그 입력들 중에서 가장 큰 값(혹은 가장 작은 값)을 검출하는 방법을 제공할 수 있다. 이 방식의 단점은 하드웨어 자원이 증가하는 것인데, 이를 위해 중복된 논리동작을 재사용하는 방법을 제안한다. 제안하고자 하는 방식은 회로 속도의 증가, 즉 지연시간의 감소에 초점을 맞추었다. 제안한 비교 알고리즘은 HDL로 구현한 후에 Altera사의 Cyclone III EP3C40F324A7 FPGA 환경에서 실험하였다. 4입력의 경우에 1.20배의 하드웨어 자원을 사용하면서 1.66배 만큼 동작 속도를 증가시킬 수 있다. 또한 8입력의 경우에는 2.15배의 하드웨어 자원을 사용하면서 2.29배로 동작 속도를 증가시킬 수 있다.

ASM을 이용한 전동기의 위치 검출 방법 (A Motor Position Detecting Method Using Algorithmic State Machine(ASM))

  • 김지원;전영환;전진홍;전정우;강도현
    • 전력전자학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.11-17
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    • 2002
  • 디지털 회로 설계 방법의 하나인 Algorithmic State Machine (ASM)을 이용하여 반복운동을 하는 모터의 위치를 오차 없이 검출할 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 모터의 운동방향 변화 시 증분형 엔코더의 출력 패턴을 분석하고 이를 바탕으로 상태도 및 상태 테이블을 구성하였으며 모터의 운동방향 변화 시 정확하게 변화시점을 검출할 수 있는 디지털 회로를 설계하였다 설계된 회로의 유용성을 검증하기 위하여 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 모터의 운동 방향이 변화하는 모든 경우에 대해서 제안된 회로를 이용하면 오차 없이 모터의 위치를 검출할 수 있음을 입증하였다.

나눗셈회로가 필요없는 치엔머신의 최적설계 (Optimizing the Chien Search Machine without using Divider)

  • 안형근
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권5호
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    • pp.15-20
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    • 2012
  • 본논문을 통해, 리드솔로몬 복호기에서 매우 복잡한 나누기회로를 사용않고, 오류위치를 찾아내는 치엔기기의 최적설계기법을 제시했다. 최적화는 매우 간단한 제곱/4제곱회로를 사용하고, 병렬처리를 통해 가능했다. 이법은 현대 디지털 통신및/가전기기 대부분에 응용되질수 있다.