• 제목/요약/키워드: Simultaneous Switching Noise

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Core Circuit Technologies for PN-Diode-Cell PRAM

  • Kang, Hee-Bok;Hong, Suk-Kyoung;Hong, Sung-Joo;Sung, Man-Young;Choi, Bok-Gil;Chung, Jin-Yong
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권2호
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    • pp.128-133
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    • 2008
  • Phase-change random access memory (PRAM) chip cell phase of amorphous state is rapidly changed to crystal state above 160 Celsius degree within several seconds during Infrared (IR) reflow. Thus, on-board programming method is considered for PRAM chip programming. We demonstrated the functional 512Mb PRAM with 90nm technology using several novel core circuits, such as metal-2 line based global row decoding scheme, PN-diode cells based BL discharge (BLDIS) scheme, and PMOS switch based column decoding scheme. The reverse-state standby current of each PRAM cell is near 10 pA range. The total leak current of 512Mb PRAM chip in standby mode on discharging state can be more than 5 mA. Thus in the proposed BLDIS control, all bitlines (BLs) are in floating state in standby mode, then in active mode, the activated BLs are discharged to low level in the early timing of the active period by the short pulse BLDIS control timing operation. In the conventional sense amplifier, the simultaneous switching activation timing operation invokes the large coupling noise between the VSAREF node and the inner amplification nodes of the sense amplifiers. The coupling noise at VSAREF degrades the sensing voltage margin of the conventional sense amplifier. The merit of the proposed sense amplifier is almost removing the coupling noise at VSAREF from sharing with other sense amplifiers.

P/N-CTR 코드를 사용한 SSN과 누화 잡음 감소 I/O 인터페이스 방식 (The SSN and Crosstalk Noise Reduction I/O Interface Scheme Using the P/N-CTR Code)

  • 김준배;권오경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권4호
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    • pp.302-312
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    • 2001
  • 칩과 칩 사이의 전송 속도가 증가함에 따라, 누화 및 스위칭 잡음에 의한 시스템의 성능 저하가 심각해지고 있다. 본 논문에서 제안하는 인터페이스는 한 심벌 펄스의 상승/하강 에지 위치에 데이터를 엔코딩하고, 천이 방향이 반대인 P-CTR과 N-CTR (positive/Negative Constant Transition Rate)을 사용하며, P-CTR 드라이버 2개 묶음과 N-CTR 드라이버 2개 묶음을 교대로 배치하여 버스를 구성한다. 제안하는 P/N-CTR 코드 인터페이스에서는 임의의 한 배선에 대해서 양옆의 이웃한 배선 신호가 동시에 같은 방향으로 스위칭하는 경우가 발생하지 않기 때문에 최대 누화 잡음과 최대 스위칭 잡음을 기존의 I/O 인테페이스 보다 감소시킬 수 있다. 제안하는 인터페이스 방식의 잡음 감소 특성을 검증하기 위하여 다양한 배선 구조와 여러 비트 폭의 버스 구조에 적용하고, 0.35㎛ SPICE 파라미터를 이용한 HSPICE 시뮬레이션을 수행하였다. 제안한 인터페이스는 기존의 인터페이스와 비교하여 32 비트 미만의 버스에서는 최대 누화 잡음이 최소26.78 % 감소하고, 누화는 50 % 감소한다.

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$BaTiO_3$ Thick Film Embedded Capacitor 내장 유기기판에서 capacitor용량에 따른 고주파 특성 전산 모사 (HFSS Simulation of High Frequency Characteristics with $BaTiO_3$ Thick Film Embedded Capacitor in Organic Substrate)

  • 나다운;이웅선;조일환;정관호;변광유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.11-12
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    • 2008
  • 최근 LSI speed의 고속화에 따라, SSN (Simultaneous Switching Noise)이 매우 큰 문제가 되고 있다. 이에 PDN에 대한 많은 해결책들이 제시되고 있으나 가장 저비용 고효율을 지향할 수 있는 방법이 현재 사용되고 있는 유기기판에 Capacitor를 내장하여 로 사용하는 방법이다. Decoupling capacitor를 두께가 밟은 유기기판에 구현하기 위해서는 유전율이 큰 물질을 사용하는 것이 좋은데 본 연구에서는 $BaTiO_3$를 epoxy 에 혼합하여 10um 두께의 필름으로 제작한 후 유기기판 제조 공정에 사용하여 유기기판을 구현하였다. 이렇게 구현된 capacitor 내장 유기기판을 2 stub의 간단한 회로를 구현하여 유전율 등을 측정하였으며, 고주파 전산모사를 통하여 capacitor의 용량 변화에 따른 고주파 특성의 변화를 연구하였다.

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Global Navigation Satellite Service 를 위한 EBG 구조체 제작 (Fabrication of the EBG structure for GNSS)

  • 장영진;정기현;조승일;여성대;김종운;김성권
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.42-46
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    • 2014
  • 본 논문에서는 1.55GHz에서 1.81GHz 대역을 사용하는 GNSS(Global-Navigation Satellite Service)시스템에, 단말기의 전원안정화를 위해서 PCB(Printed Circuit Board) 내층에 삽입될 코일 구조의 EBG(Electromagnetic Band Gap) 구조체를 제안 및 제작한다. 제작한 EBG 구조체의 테스트 결과, 사용 주파수 대역에서 삽입손실(S21)이 약 -50dB 이하로 측정되었다. 본 연구결과는 향후, PCB 회로 설계의 PDN(Power Delivery Network)구조의 안정화 향상 및 EMI(Electro Magnetic Interference) 대책에 효과적일 것으로 기대된다.

비드와 나선형 공진기를 이용한 전원 노이즈 저감 방안 연구 (Power Noise Suppression Methods Using Bead with Spiral Resonator)

  • 정동호;강희도;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.152-160
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    • 2013
  • 본 연구에서는 동시 스위칭에 의한 잡음 저감을 위하여 일반적으로 사용하는 비드와 더불어 나선형 공진기를 함께 사용하여 보다 향상된 광대역의 잡음 저감 특성을 확보하였다. 비드는 기본체배 주파수 아래 대역인 0.8 GHz 이내에서 효과적으로 잡음이 저감되고, 공진기는 공진기 턴 길이에 반비례한 공진 주파수 이내까지 잡음을 잘 저감할 수 있었다. 이것을 바탕으로 비드와 공진기를 함께 사용하면 각 주파수 영역에서 임피던스가 높은 성분에 의하여 영향을 받아 보다 광대역의 동시 스위칭에 의한 잡음 저감 특성을 얻을 수 있다. 22 nH 비드만을 사용한 경우 1, 2, 3, 그리고 4체배에서 각각 4.8, 2.0, 0, 0.6 dB의 노이즈 저감 특성을 얻었으나, 22 nH의 비드와 3턴 공진기를 함께 사용할 경우 9.5, 8.3, 6.1, 9.9 dB의 광대역에 걸친 잡음 감소 특성을 얻을 수 있었다. 비드가 없는 경우와 비교하여 22 nH 비드를 사용하면 전원단 흔들림이 76 mV에서 56 mV로 감소하고, 비드와 3턴 공진기를 함께 사용하면 34 mV로 감소함을 볼 수 있다. 즉, 비드와 공진기를 동시에 사용함으로써 보다 광대역의 동시 스위칭에 의한 잡음 저감 특성을 확보함을 보였다.

CTR 코드를 사용한 I/O 핀 수를 감소 시킬 수 있는 인터페이스 회로 (An I/O Interface Circuit Using CTR Code to Reduce Number of I/O Pins)

  • 김준배;권오경
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권1호
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    • pp.47-56
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    • 1999
  • 반도체 칩의 집적도가 급격히 향상됨에 따라 칩의 I/O 수가 증ㅇ가하여 패키지의 크기가 커질 뿐 아니라 칩 자체의 가격보다 패키지의 가격이 높아지고 있는 실정이다. 따라서 집적도의 증가에 의한 I/O 수으이 증가를 억제할 수있는 방법이 요구되고 있다. 본 논문에서는 CTR(Constant-Transition-Rate) 코드 심벌 펄스의 상승 예지와 하강 예지의 위치에 따라 각각 2비트 씩의 디지털 데이터를 엔코딩함으로써 I/O 핀 수를 50% 감소 시킬 수 있는 I/O 인터페이스 회로를 제안한다. 제안한 CTR 코드의 한 심벌은 4비트 데이터를 포함하고 있어 기존의 인터페이스 회로와 비교하여 심벌 속도가 절반으로 감소되고, 엔코딩 신호의 단위 시간당 천이 수가 일정하며, 천이 위치가 넓게 분산되어 동시 스위칭 잡음(Simultaneous Switehing Noise, SSN)이 작아진다. 채널 엔코더는 논리 회로만으로 구현하고, 채널 디코더는 오버샘플링(oversampling) 기법을 이용하여 신호를 복원하는 입출력 회로를 설계하였다. 설계한 회로는 0.6${\mu}m$ CMOS SPICE 파라미터를 이용하여 시뮬레이션함으로써 동작을 검증하였으며, 동작 속도는 200 Mbps/pin 이상이 됨을 확인 하였다. 제안한 방식을 Altera사의 FPGA를 이용하여 구성하였으며, 구성한 회로는 핀 당 22.5 Mbps로 데이터를 전송함을 실험적으로 검증하였다.

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Global-Navigation Satellite Service를 위한 Electromagnetic Band Gap 구조체 설계 (Design of Electromagnetic Band Gap Structure for Global Navigation Satellite Service)

  • 정기현;장영진;여성대;정창원;김성권
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.27-32
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    • 2015
  • 본 논문에서는 GNSS(Global-Navigation Satellite Service)에서 사용되는 단말기의 PCB(Printed Circuit Board) 전원안정화를 위해서 PCB 내층에 삽입될 EBG(Electromagnetic Band Gap) 구조체를 제안한다. 버섯모양의 제안된 EBG 구조체를 통한 PCB에서의 관심 금지대역폭/저지대역폭 주파수는 GNSS와 이동통신 관련 주파수를 포함하는 1.55GHz에서 1.81GHz이었으며, 시뮬레이션 결과, 이 구간에서 삽입손실(S21)이 약 -40dB 이하로 형성됨을 볼 수 있었다. 본 연구결과는 향후, PCB 회로 설계의 PDN(Power Delivery Network)구조의 안정화 향상 및 EMI(Electro Magnetic Interference) 대책에 효과적 대응이 유용할 것으로 기대된다.

모바일 기기의 전원 무결성을 위한 설계 연구 (Design Study for Power Integrity in Mobile Devices)

  • 사기동;임영석
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.927-934
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    • 2019
  • 최근 모바일 기기는 사용자 요구에 따라 다양한 기능이 있는 소형 컴퓨터의 형태로 발전하였다. 모바일 기기의 다양한 기능을 구현하기 위해 실장되는 AP(: Application processor)와 무선통신용 모뎀 및 고성능 카메라 외 다양한 인터페이스를 위한 IC 들의 안정적인 동작을 위해서는 전원 공급 네트워크 설계에 주의가 필요하다. 본 논문에서는 실장 밀도 제한으로 인해 배선형으로 설계해야하는 모바일 기기의 전원 공급 네트워크의 안정성 확보를 위해 드라이버 IC 칩에서 요구하는 목표 임피던스를 만족하도록 디커플링 캐패시터의 위치, 용량, 개수 등의 설계 파라메터를 최적화하는 방법에 대해 분석하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 본 논문을 통해 제안된 배선형 전원 공급 네트워크 설계 방법은 모바일 어플리케이션 외 고속신호 전송선로가 포함되는 다양한 응용분야에 확대 적용될 수 있을 것으로 판단된다.