• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권8호
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• pp.43-52
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• 2005

프리스케일러는 PLL(Phase Locked Loop)의 동작속도를 결정하는 중요한 부분으로서 저전력의 요구조건 또한 만족해야 한다. 따라서 프리스케일러에 적용되는 TSPC(True single pulse clocked) D-플립플롭의 설계가 중요하다. 기존의 TSPC D-플런플롭은 출력단의 글리치(glitch) 문제와 클럭의 프리차지(precharge)구간에서 내부노드의 불필요한 방전으로 인한 소비전력이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 프리차지와 방전을 위한 클럭 트랜지스터 패스를 공유함으로서 클럭 트랜지스터의 수를 감소시켰고, 입력 단에 PMOS 트랜지스터를 추가하여 프리차지 구간동안의 불필요한 방전을 차단함으로서 소비전력을 최소화하였다. 또한 출력 단에 mos 트랜지스터를 추가함으로서 글리치 문제를 제거했고, 안정적인 동작을 하는 TSPC D-플립플롭을 제안하였다. 제안된 D-플립플롭을 프리스케일러에 적용시켜 검증한 결과 3.3V에서의 최대동작주파수는 2.92GHz, 소비전력은 10.61mw로 기존의 회로$^[6]$와 비교하였을 때 PDP(Power-Delay-Product) 측면에서 $45.4\%$의 개선된 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권1호
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• pp.16-21
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• 2002

본 논문에서는 TSPC(True Single Phase Clocking) CMOS 회로를 이용하여 출력특성을 향상시킨 고속 PLL을 위한 이중구조 PFD(Phase Frequency Detector)를 제안한다. 넓은 dead zone과 긴 지연시간을 갖고 있는 기존의 3-state PFD는 고속 동작에 사용되는 PLL(Phase-Locked Loop)에서 사용하는 것은 부적합하다. 이러한 3-state PFD의 단점을 해결하기 위하여 다이내믹 CMOS 논리회로로 구현된 다이내믹 PFD는 duty cycle의 변화에 따라 지터 잡음을 발생하는 문제점을 갖는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 TSPC 회로와 이중구조를 갖도록 설계되어 제안된 PFD는 dead zone과 duty cycle의 제한조건을 개선하였고, 지터잡음과 응답특성을 개선하였다. 즉, 이중구조를 갖는 PFD는 상승에지에서 동작하는 P-PFD(Positive edge triggered PFD)와 하강에지에서 동작하는 N-PFD(Negative edge triggered PFD)로 구성하여 이득을 증가시켜 응답특성을 개선한다. 제한된 내용의 입증을 위하여 Hspice 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 PFD는 dead zone이 존재하지 않으며, duty cycle의 변화에도 안정된 결과를 나타내며 응답특성이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.732-738
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• 2006

10 GHz까지 동작하는 주파수 1/2 분배기와 주파수 1/4 분배기를 설계하였다. 회로에 사용된 설계 방법은 단일 위상 분주 방식이다. 단일 위상 분주 방식 분배기는 단 하나의 클럭 신호만을 필요로 하고 회로를 구성하는 소자도 크기가 작은 능동 소자로 이루어져 구조가 매우 간단한 장점이 있다. 측정을 통하여 바이어스 전압이 높아질수록 free running 주파수와 동작 주파수 영역이 높아짐을 확인할 수 있었다. 주파수 1/2 분배기와 주파수 1/4 분배기 회로에 바이어스 전압 $3.0{\sim}4.0V$, 입력 파워 16 dBm, 오프셋 전압 $1.5{\sim}2.0V$, 10 GHz 입력 신호를 가했을 때 입력 주파수의 1/2, 1/4에 해당하는 5 GHz, 2.5 GHz의 출력 신호를 각각 얻을 수 있었다. 주파수 1/2 분배기의 레 이 아웃 크기는 $500{\times}500 um^2$이고 측정용 패드와 연결 부분을 제외한 순수한 레이아웃 크기는 $50{\times}40 um^2$이다.

• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제15권1호
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• pp.103-107
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• 2019

최근 저전력 고속 디지털 데이터 통신을 구현 하기위해 많은 기술들이 개발되고 있는 추세이며 듀티사이클 보정에 관련된 기술도 그중 하나이다. 본 논문에서는 전압제어 링 발전기용 저-면적 듀티사이클 보정 회로를 제안하였다. 듀티사이클 보정 회로는 전압제어 링 발진기의 180도 위상차이를 이용하여 듀티사이클을 보정하는 회로이며, 제안된 저-면적 듀티사이클 회로는 기존의 플립플롭을 TSPC(True Single Phase Clocking) 플립플롭으로 변경하여 회로를 구성하였고 이로 인하여 저-면적 고성능 회로를 구현하였다. 일반적인 플립플롭을 대신하여 TSPC플립플롭을 사용하여 기존 회로 대비 저-면적으로 회로 구현이 가능하며 고속 동작에 용이하여 저-전력용 고성능 회로에 활용될 것으로 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2005

프리스케일러는 PLL을 이용한 주파수합성기의 동작속도를 좌우하는 중요한 구성블록으로써, 고속 동작 특성과 저전력 소모 특성을 동시에 만족해야 한다. 따라서 프리스케일러에 사용되는 D-플립플롭의 설계가 중요하다. 기존의 TSPC D-플립플롭은 출력단의 글리치나 비대칭적인 전파지연시간, 클럭의 프리차지구간에서 내부노드의 불필요한 충 방전으로 인해 소비전력이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선한 새로운 동적 플립플롭을 제안하였다. 제안한 플립플롭은 방전억제방식을 사용하여 글리치를 최소화하였고, 대칭적 전파지연시간을 만들어줌으로써 속도를 향상시켰으며, 불필요한 방전을 제거하여 저전력 특성을 얻을 수 있었다. 제안된 플립플롭의 성능평가를 위해 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정변수를 이용하여 128/129 분주 프리스케일러를 구성한 결과 최대 5GHz까지 동작 하였으며, 이는 같은 조건에서 4.5GHz까지 동작하는 기존의 회로에 비해 향상된 결과이다. 또한 4GHz에서 전력소모가 0.394mW로 기존구조에 비해 약 34%의 전력소모를 줄일 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.246-248
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• 2007

This paper presents fast locking PLL(Phase Locked Loop) that can improve a jitter noise characteristics and acquisition process by designing a PFD(Phase Frequency Detector) circuit. The conventional PFD has not only a jitter noise caused from such a demerit of the wide dead zone and duty cycle, but also a long delay interval that makes a high speed operation unable. The advanced PFD circuit using the TSPC(True Single Phase Clocking) circuit is proposed, and it has excellent performances such as 1.75us of locking time and independent duty cycle characteristic. It is fabricated in a 0.018-${\mu}m$ CMOS process, and 1.8v supply voltage, and 25MHz of input oscillator frequency, and 800MHz of output frequency and is simulated by using ADE of Cadence.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권12호
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• pp.1055-1061
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• 2002

기존 TSPC D 플립플롭은 한 종류의 클럭 신호만을 사용함으로서 고속 동작을 제한하던 레이싱 (racing) 문제를 제거하고, 구조 자체도 매우 간단하기 때문에 고속 동작이 용이한 장점을 가지고 있다. 또한 한 종류의 클럭을 사용하기 때문에 클럭 드라이버 및 클럭 네트워크가 간단해 진다는 장점이 있다. 하지만 이러한 구조는 글리치나 비대칭적인 전파 지연 시간과 같은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선한 새로운 동적 플립플롭을 설계하였다. 제안된 구조는 출력의 불필요한 방전을 막기 위한 방전 억제 방식(Discharge Suppression Scheme)을 이용하여 출력의 글리치 현상을 완전히 제거하였으며, 최대 클럭 경사 민감도를 0.25ns에서 1ns로 4배 이상 향상시킬 수 있었다. 또한 기존 구조를 개선하여 트랜지스터 수를 줄(기고, 비대칭적인 전파 지연 시간을 대칭적으로 만들어 줌으로서 기존 구조에 비해서 약 30%의 속도 향상 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.240-243
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• 1999

This paper presents a data-dependent precharge suppression(DPS) D-flip-flop(DFF) with precharge suppression scheme according to data-transition probability The main feature of the DPS DFF is that precharge is suppressed when there is no data transition. The proposed DPS DFF consumes less power than the conventional Yuan-Svensson's true single phase clocking(TSPC) DFF when the data-transition probability is low. The simulation result shows that the power consumption is reduced by 42.2 % when the data-transition probability is 30%.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.179-182
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• 2006

This paper introduce a different-type voltage-controlled oscillator (VCO) for PLL frequency synthesizer, And also the architecture of a high speed low-power-consumption CMOS dual-modulus frequency divider is presented. It provides a new approach to high speed operation and low power consumption. The proposed circuits simulate in 0.35 um CMOS standard technology.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권3호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 다중 PFD(Phase Frequency Detector)와 적응 전하펌프 회로를 설계하여 지터 잡음 특성과 주파수 획득 과정을 향상시킨 새로운 PLL 클럭 발생기를 제안한다. 기존의 PLL은 넓은 데드존과 듀티 사이클 특성을 갖고 있기 때문에 지터잡음을 발생하고, 긴 지연시간 때문에 고속 동작에는 부적합하다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, TSPC(True Single Phase Clocking) 회로를 이용하여 다중 구조를 갖는 PFD를 설계하였다. 데드존 특성, 듀티 사이클의 제한조건을 개선할 수 있도록 회로를 설계하였으며, 탁월한 지터잡음 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 적응 전하펌프 회로를 사용하여 PLL을 설계하였으며 루프필터의 전하펌프 전류를 증가시킴으로써 주파수 획득 특성을 개선 할 수 있었다. Hspice 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 PLL은 데드존이 0.01ns 미만이고, 입력신호의 듀티 사이클에 무관하며, 50ns의 빠른 획득시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안된 회로는 고성능 마이크로프로세서 및 디지털시스템에 적용될 수 있다.