• 제목/요약/키워드: On-Chip Memory

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Local Field Switching 방식의 MRAM 설계 (Design of Local Field Switching MRAM)

  • 이감영;이승연;이현주;이승준;신형순
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권8호
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    • pp.1-10
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 스위칭 방식인 LFS (Local Field Switching)을 이용하여 설계한 128비트 MRAM (Magnetoresistive Random Access Memo교)에 대해 기술하였다. LFS 방식은 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 직접 통과해 흐르는 전류에 의해 형성되는 국소 자기장을 이용하여 MTJ의 극성을 변환시킨다. 이 방식은 MTJ와 전류의 거리가 가깝기 때문에 작은 전류로도 충분히 큰 자기장을 형성하므로 writing current가 적어도 된다. 또한 Digit Line이 없어도 되므로 half select disturbance가 발생하지 않아 기존 MTJ를 이용한 방식에 비해 셀 선택도가 우수하다. 설계한 MRAM은 IT(트랜지스터)-1MTJ의 메모리 셀 구조를 가지며 양방향 write driver와 mid-point reference cell block, current mode sense amplifier를 사용한다. 그리고 MTJ 공정 없이 회로 동작을 확인하기 위해 LFS-MTJ cell을 CMOS emulation cell로 대체하였다. 설계한 회로를 6 metal을 사용하는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였고 제작된 chip을 custom board 상에서 테스트하여 동작을 확인하였다.

H.264/AVC를 위한 CAVLC 엔트로피 부/복호화기의 VLSI 설계 (VLSI architecture design of CAVLC entropy encoder/decoder for H.264/AVC)

  • 이대준;정용진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권5C호
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    • pp.371-381
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    • 2005
  • 본 논문에서는 동영상의 실시간 부/복호화를 위한 하드웨어 기반의 CAVLC 엔트로피 부/복호화기 구조를 제안한다. H.264/AVC의 무손실 압축 기법인 내용기반 가변길이 부호화(Context-based Adaptive Variable Length Coding)는 이전 표준의 기법과 다른 알고리즘을 채용하여 높은 부호화 효율과 복잡도를 가지고 있다. 이를 하드웨어 구조로 설계하기 위하여 메모리 재사용 기법을 적용하여 리소스를 최적화 하였으며, 지금까지 제시된 여러 엔트로피 부/복호화 구조 중 휴대용 기기에 적합한 성능 대비 리소스를 가지는 구조를 선택하고 이를 병렬 처리 구조로 설계하여 부호화 성능을 향상시켰다. 구현된 전체 모듈은 Altera사의 Excalibur 디바이스를 이용하여 검증하고 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 합성 및 검증하였다. 이를 ASIC으로 구현할 경우 부호화기는 150Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 300프레임 이상 처리하며 복호화기는 140Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 250 이상 처리할 수 있다. 본 결과는 하드웨어 기반의 H.264/AVC 실시간 부호화기와 복호화기를 설계하기에 적합한 하드웨어 구조임을 보여준다.

AMBA Platform을 기반으로 하는 SoC 상의 DMAC 설계 (Implementation of DMAC on SoC based on AMBA Platform)

  • 황인기;김정식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.417-419
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    • 2004
  • Because of the demands for high performance and high integrated system, the needs for optimal platform becomes more importance. Optimal platform can handle more data effectively with same resources. AMBA(Advanced Microprocessor Bus Architecture)$^{TM}$ defines on-chip communication standard for designing high performance embedded micro-controllers. It is consisted of AHB, ASB and APB. It can support fast implementation and reliability in system that is composed with reusable IPs. DMAC is one of master in system and generate master signals of AHB to communicate data from one slave(peripheral or memory) to another slave. It can reduce burden of CPU and increase system performance. We designed DMAC based on AMBA and it supports 13 Channels. Each channel can be controlled by software program. It decides channel's priority using round-robin method. It can support P2P, P2M, M2P and P2P communication.

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Fault injection and failure analysis on Xilinx 16 nm FinFET Ultrascale+ MPSoC

  • Yang, Weitao;Li, Yonghong;He, Chaohui
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권6호
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    • pp.2031-2036
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    • 2022
  • Energetic particle strikes the device and induces data corruption in the configuration memory (CRAM), causing errors and even malfunctions in a system on chip (SoC). Software-based fault injection is a convenient way to assess device performance. In this paper, dynamic partial reconfiguration (DPR) is adopted to make fault injection on a Xilinx 16 nm FinFET Ultrascale+ MPSoC. And the reconfiguration module implements the Sobel and Gaussian image filtering, respectively. Fault injections are executed on the static and reconfiguration modules' bitstreams, respectively. Another contribution is that the failure modes and effects analysis (FMEA) method is applied to evaluate the system reliability, according to the obtained injection results. This paper proposes a software-based solution to estimate programmable device vulnerability.

64MDRAM gate-polysilicon 식각공정의 이상검출에 관한 연구 (A study on failure detection in 64MDRAM gate-polysilicon etching process)

  • 차상엽;이석주;우광방
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1485-1488
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    • 1997
  • The capacity of memory chip has increased vert quickly and 64MDRAM becomes main product in semiconductor manufacturing lines consists of many sequential processes, including etching process. although it needs direct sensing of wafer state for the accurae detching, it depends on indirect esnsing and sample test because of the complexity of the plasma etching. This equipment receives the inner light of etch chamber through the viewport and convets it to the voltage inetnsity. In this paper, EDP voltage signal has a new role to detect etching failure. First, we gathered data(EPD sigal, etching time and etchrate) and then analyzed the relationships between the signal variatin and the etch rate using two neural network modeling. These methods enable to predict whether ething state is good or not per wafer. For experiments, it is used High Density Inductive coupled Plasma(HDICP) ethcing equipment. Experiments and results proved to be abled to determine the etching state of wafer on-line and analyze the causes by modeling and EPD signal data.

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Surface Analysis of Aluminum Bonding Pads in Flash Memory Multichip Packaging

  • Son, Dong Ju;Hong, Sang Jeen
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제15권4호
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    • pp.221-225
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    • 2014
  • Although gold wire bonding techniques have already matured in semiconductor manufacturing, weakly bonded wires in semiconductor chip assembly can jeopardize the reliability of the final product. In this paper, weakly bonded or failed aluminum bonding pads are analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron Spectroscopy (AES), and energy dispersive X-ray analysis (EDX) to investigate potential contaminants on the bond pad. We found the source of contaminants is related to the dry etching process in the previous manufacturing step, and fluorocarbon plasma etching of a passivation layer showed meaningful evidence of the formation of fluorinated by-products of $AlF_x$ on the bond pads. Surface analysis of the contaminated aluminum layer revealed the presence of fluorinated compounds $AlOF_x$, $Al(OF)_x$, $Al(OH)_x$, and $CF_x$.

Enhanced Prediction Algorithm for Near-lossless Image Compression with Low Complexity and Low Latency

  • Son, Ji Deok;Song, Byung Cheol
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제5권2호
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    • pp.143-151
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    • 2016
  • This paper presents new prediction methods to improve compression performance of the so-called near-lossless RGB-domain image coder, which is designed to effectively decrease the memory bandwidth of a system-on-chip (SoC) for image processing. First, variable block size (VBS)-based intra prediction is employed to eliminate spatial redundancy for the green (G) component of an input image on a pixel-line basis. Second, inter-color prediction (ICP) using spectral correlation is performed to predict the R and B components from the previously reconstructed G-component image. Experimental results show that the proposed algorithm improves coding efficiency by up to 30% compared with an existing algorithm for natural images, and improves coding efficiency with low computational cost by about 50% for computer graphics (CG) images.

TCP/IP프로토콜 스택 프로세서 IP의 VLSI설계 (VLSI Design of Processor IP for TCP/IP Protocol Stack)

  • 최병윤;박성일;하창수
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.927-930
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    • 2003
  • In this paper, a design of processor IP for TCP/IP protocol stack is described. The processor consists of input and output buffer memory with dual bank structure, 32-bit RISC microprocessor core, DMA unit with on-the-fly checksum capability. To handle the various modes of TCP/IP protocol, hardware and software co-design approach is used rather than the conventional state machine based design. To eliminate delay time due to the data transfer and checksum operation, DAM module which can execute the checksum operation on-the-fly along with data transfer operation is adopted. By programming the on-chip code ROM of RISC processor differently. the designed stack processor can support the packet format conversion operations required in the various TCP/IP protocols.

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소프트웨어 제어 온칩 메모리 서브시스템에서 불규칙 데이터 접근 패턴 최적화 기법 (An Optimization Technique for Irregular Data Access Patterns on Software Controlled On-Chip Memory SubSystems)

  • 조두산;조중석
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.212-214
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    • 2012
  • 데이터 집약적인 대부분의 애플리케이션들은 규칙적인 메모리 접근 패턴과 동시에 불규칙적인 접근 패턴을 커널 코드에 포함하고 있다. 그 동안 대부분의 메모리 접근 패턴 최적화 기법은 규칙적인 패턴에 집중되어 있었다. 하지만 암호화/통신 관련 애플리케이션에서는 불규칙한 패턴으로 메모리 접근의 대부분을 구성하는 경우가 많다. 이러한 불규칙한 메모리 접근 패턴을 대상으로 온칩메모리를 효율적으로 사용하도록 최적화 기법을 일반화하여 설계하는 일은 어려운 작업이기 때문에 관련 연구분야에 큰 진전이 없는 실정이다. 우리는 불규칙 메모리 접근 패턴 최적화 문제를 해결하기 위하여 데이터 클러스터링 기법을 제안하였다. 클러스터링은 접근되는 데이터의 시공간 지역성을 계산하여 이득이 큰 데이터들을 하나의 블록으로 구성하여 온칩메모리에 상주시키는 기본단위로 사용하는 기법이다. 본 기법을 이용하면 기존의 캐시메모리에 비하여 약 19% 에너지 소모를 절감할 수 있다.

스마트카드 모델의 기준에 관한 연구 (Study on a Basis of a Smart Card Model)

  • 황선태;이형
    • 한국전자거래학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.197-212
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    • 1999
  • In general, the electronic commerce systems comprise the background system, terminal, network and smart cards. Among them, the smart card systems are expected to take a great portion of applications for the convenience of rapidly improving technology. The technology includes adopting RISC processors or co-processors for cryptography and developing new memory systems based on the standardization. In this paper, we investigate the overall trends of the technology and the standardization process of smart cards. We also propose the guidelines to enhance the capabilities of designing H/W and S/W related to COS(Chip Operating System).

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