리더의 실제 명령인 payload 데이터의 시작지점을 찾아내는 비트 동기화를 위해 RFID 태그 수신부는 프리앰블을 이용한다. 국제 표준에 의해 RFID PJM(phase jitter modulation) 모드는 MFM(modified frequency modulation) 플래그를 프리앰블로 사용한다. 최근, PJM 모드 태그가 여러 개의 코릴레이터를 이용하여 비트 동기를 수행하는 기법이 발표되었다. 본 논문에서는 coarse synchronization 이후 violation 비트를 이용해서 fine synchronization을 수행하는 새로운 비트 동기화 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제시된 기법이 하드웨어의 복잡도는 낮추면서 기존에 제시된 시스템과 거의 유사한 동기 및 복조 성능을 가짐을 보인다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권2호
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pp.208-222
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2015
For the performance-efficient integration of IPs on an SoC utilizing heterochronous multi-clock domains, we propose a synchronization scheme that causes low latency overhead when data are crossing clock boundaries. The proposed synchronization scheme is composed of a clock predictor and a synchronizer. The clock predictor of a sender clock domain produces a predicted clock that is used in a receiver clock domain to detect possible synchronization failures in advance. When the possible synchronization failures are detected, a synchronizer at the receiver delays data-capture times to avoid the possible synchronization failures. From the simulation of the proposed scheme through SPICE modeling using a Chartered $0.18{\mu}m$ CMOS process, we verified the functionalities and timing behavior of the clock predictor and the synchronizer. The simulation results show that the clock predictor produces a predicted clock before a synchronization failure, and the synchronizer samples data correctly using the predicted clock.
본 논문에서는 18000-3 모드 3로 국제표준화된 13.56MHz RFID PJM(Phase Jitter Modulation) 모드 태그의 동기부 및 복조부 설계를 위해서 최근에 제안된 동기, 복조 알고리즘을 최적화하여 설계하고 구현하는 과정을 보인다. 두 알고리즘을 분석하여 불필요한 레지스터 사용을 최소화하고 국제표준에 근거하여 구현하며, 시뮬레이션 및 테스트는 모델심(Modelsim)과 알테라(Altera) FPGA를 이용하여 검증한다. 3개의 상관기로 구성된 동기부를 구현하기 위해서 총 1,024(16bit ${\times}$ 64cycle)개의 레지스터를 사용하고, 2개의 상관기를 갖는 복조부를 구현하기 위해서 128(2bit ${\times}$ 64cycle)개의 레지스터를 사용한다. 마지막으로 동기부, 복조부를 연동시켜 시뮬레이션을 수행하여, 잡음환경에서 SNR -2dB일 경우에 는 87%의 성공률을, 4dB 이상일 경우에는 100% 성공함을 보인다.
Frame Synchronization is applied to not only digital data transmission for data synchronization between transmitter and receiver but also data communication with satellite. When satellite image data with high resolution and mass storage is transmitted, hardware frame synchronizer for real-time processing or software frame synchronizer for post-processing is used. In case of hardware, processing with high speed is available but data loss may happen for Search of Frame Synchronization. In case of software, data loss does not happen but speed is relatively slow. In this paper, Pending Buffer concept was proposed to cope with data loss according to processing status of Frame Synchronization. Algorithm to process Frame synchronization with high speed using bit threshold search algorithm with pattern search technique and SIMD is also proposed.
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a promising technology for high speed multimedia communication in a frequency selective multipath channel. In this paper, Software IPs for the synchronizer of IEEE 802.11a Wireless LAN system are designed and optimized for TI's TMS320C6201 fixed point DSP. As a result of the execution cycles of the target DSP for each functions of the system, an efficient HW/SW partitioning method can be considered.
NoC는 SoC의 IP 코어들 사이에서 통신하는 시스템으로 기존의 버스 시스템이나 크로스바 상호연결 시스템보다 월등히 향상된 성능을 제공한다. 그러나 NoC의 송신부와 수신부 사이에서 데이터 이동 시에 송신부와 수신부 사이에 발생하는 불안정 상태(metastability)는 극복하기 위하여 동기회로가 필요하다. 본 논문에서는 신호 영역 발생기, 선택 신호 발생기와 데이터 버퍼로 구성된 새로운 위상차 동기회로를 설계하였다. 불안정 상태가 없는 선택구간을 구하기 위하여 전송된 클럭을 지연하는 회로가 사용되며, 전송클럭과 지역 클럭을 비교하여 선택신호를 발생한다. 제안된 위상차 동기회로는 선택신호 값에 의하여 지역클럭의 상승 또는 하강 모서리 중의 하나를 선택하여 불안정 상태를 제거한다. 모의실험 결과는 제안된 위상차 동기회로가 전송된 클럭과 지역 클럭의 어떤 위상차에서도 잘 동작하는 것을 보여 주었다.
최근 다양한 센서를 활용하는 응용분야의 증가로, 가변전송률을 지원하는 무선 통신 시스템의 필요성이 증가하고 있다. 이를 위해 2.45 GHz 주파수 대역을 사용하는 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 시스템이 보편적으로 활용되고 있으나, LR-WPAN 시스템은 250 kbps의 단일 전송률만을 지원하고 있어 다양한 센서 네트워크 시스템에 응용되기에는 한계가 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 31.25 kbps, 62.5 kbps, 125 kbps의 가변 전송률을 지원할 수 있는 프리앰블 구조를 정의하고, 주파수 오프셋에 강인한 이중 상관알고리즘을 기반으로 저복잡도 특성을 갖는 시간 동기부의 하드웨어 구조를 설계하였다. 제안된 시간 동기부는 18.36 K의 logic slices 및 4개의 DSP48s로 합성되었으며, 기존의 구조 대비 각각 79.1%와 99.4%의 감소를 보였다.
최근에 SoC 버스구조의 대안으로 NoC가 대두되고 있으며, NoC에서 다중클럭이 사용되어 클럭의 주파수는 같지만 clock skew 등으로 인한 위상차이가 발생하므로 데이터 전송 시에 클럭에 대한 동기회로가 사용되고 있다. 본 논문에서는 NoC 클럭의 위상차가 발생하는 경우 데이터의 손실이 발생할 수 있는 불안정상태 (metastability)를 정의하고 분석한다. 180nm CMOS 공정 파라미터를 사용하여 래치와 플립플롭을 설계하고, 1GHz 클럭을 사용하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과에서 출력에 로직 1과 0이 아닌 중간 값을 가지는 불안정상태를 래치와 플립플롭에서 확인하였다. 그리고 불안정상태 값이 상당히 긴 시간 동안 존재하여 온도, 공정변수, 전원 크기 등의 주변 환경에 의하여 출력 값이 변할 수 있어 입력값을 손실할 수 있다는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 NoC에서 위상차 동기회로 설계 시에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
본 논문은 위성방송 표준인 DVB-S2 (Digital Video Broadcasting via Satellite, Second generation) 에 적용 가능한 공통 자기상관 연산기를 사용한 효율적인 프레임 동기부 회로를 제안한다. 열악한 채널 상태 환경에서의 안정적인 성능을 달성하고 구현된 기능 동기블록의 하드웨어 자원을 효율적으로 활용하기 위해 본 논문에서는 새로운 구조의 효율적인 공통 자기상관기 구조를 제안한다. 제안한 동기부 회로는 병렬 구조를 취함으로써 프레임, 주파수 동기부 회로의 성능을 개선하여 프레임 동기부의 복잡도를 현저히 감소시킬 수 있었다. 따라서 제안한 동기부 회로는 직접 구현한 방식과 비교하여 약 92%의 곱셈기 개수와 81%의 덧셈기 개수를 줄일 수 있었다. 또한 FPGA 보드와 R&STM SFU 방송 테스트 장비를 이용하여 제안된 구조를 검증하였으며 총 LUTs는 XilinxTM Viertex IV LX200 칩의 29,821을 차지하였다.
비트 동기화(bit synchronization)를 기저 대역의 PAM 신호에 대하여 weighted least square 추정 기법과 등가인 Gauss Markov 추정을 이용하여 연구하였다. 백색 가우시안 확률 분포를 갖는 잡음하에서, 천이 위상과 데이터 레벨의 추정을 2차원적으로 동시에 수행하여 수신단에서 완전한 신호를 복원하는, 검파기 포함형의 비트 동기화기(synchronizer) 실현에 관한 연구를 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션으로 실현성을 확인하였으며, 기존의 대표적 동기화 방식인 maximum likehood 추정 이론에 근거한 DTTL(digital data transition tracking loop)와 그리고 minimum likehood 추정 기법에 근거한 방식과의 추정 오차 성능을 비교 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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