칩의 외부 클럭과 내부 클럭 사이의 스큐를 줄이기 위하여 고정밀도 동기 미러 지연 소자를 제안한다. 제안하는 동기 미러 지연 소자는 두 단계에 걸쳐서 클럭 스큐를 감소시킨다. 먼저 기존의 동기 미러 지연 소자에 의하여 동기화가 이루어진다. 그 다음, 연속 근사 레지스터에 의하여 조절되는 delay-locked loop에 의하여 세밀하게 동기화가 이루어진다. 동기화가 이루어지는데 필요한 전체 시간은 10 사이클이다. 모의 실험 결과, 제안하는 동기 미러 지연 소자는 182MHz에서 50psec의 스큐 특성을 가지며, 0.35㎛ 1-poly 4-metal CMOS 공정 하에서 3.3V의 전원 전압을 사용했을 때, 17.5mW를 소모하는 것을 알 수 있다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권2호
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pp.168-176
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2015
Due to the reduction in device feature size, transient faults (soft errors) in logic circuits induced by radiations increase dramatically. Many researches have been done in modeling and analyzing the susceptibility of sequential circuit elements caused by soft errors. However, to the best knowledge of the authors, there is no work which has well considerated the feedback characteristics and the multiple clock cycles of sequential circuits. In this paper, we present a new method for evaluating the susceptibility of sequential circuit elements to soft errors. The proposed method uses four Error Propagation Probability Matrixs (EPPMs) to represent the error propagation probability of logic gates and flip-flops in current clock cycle. Based on the predefined matrix union operations, the susceptibility of circuit elements in multiple clock cycles can be evaluated. Experimental results on ISCAS'89 benchmark circuits show that our method is more accurate and efficient than previous methods.
This paper describes a delay locked loop with selective starting point for use in a high-frequency systems. SSRDLL (selective starting point RDLL) has been simulated in a 0.25$\mu\textrm{m}$ standard n-well CMOS process parameter to realize a fast lock-on time. This DLL is shown to be insensitive to variations in PVTL. The simulated lock time of the proposed SSRDLL is within 4 clock cycles at 333㎒ clock input.
최근 휴대용 기기의 중요성이 증가하면서 이에 적합한 암호 구현이 요구되고 있으나, 기존의 암호 구현 방식이 속도에 중점을 두고 있어 휴대용 기기에서 요구하는 전력 소모나 면적을 만족하지 못하고 있다. 따라서 휴대용 기기에 적합한 암호 알고리즘의 경량 구현이 매우 중요한 과제로 떠오르고 있다. 이 논문에서는 국내 KS 표준 알고리즘인 ARIA 알고리즘을 32-비트 구조를 이용하여 경량화하는 방법을 제안한다. 확산 계층의 새로운 설계를 이용하여 구현된 결과는 아남 0.25um공정에서 11301 게이트를 차지하며, 128-비트 키를 이용할 때 87/278/256 클락 (초기화/암호화/복호화)을 소모한다. 그리고 128-비트 키만을 지원하는 기존의 구현과 달리, 256-비트 키까지 지원하도록 구성하여 ARIA 알고리즘의 표준을 완벽히 구현하였다. 이를 통해 지금까지 알려진 가장 경량화된 구현 결과와 비교하면 면적은 7% 감소, 속도는 13% 향상된 결과이다.
Kim, Sung-Yong;Jin, Xuefan;Chun, Jung-Hoon;Kwon, Kee-Won
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제16권4호
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pp.387-394
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2016
This paper presents a fully digital delay locked loop (DLL) that can acquire lock in four clock cycles with a resolution of a 1/4 NAND-delay. The proposed DLL with a multi-dither-free phase detector acquires the initial lock in four clock cycles with 1/2 NAND-delay. Then, it utilizes a multi-dither-free phase detector, a region accumulator, and phase blenders, to improve the resolution to a 1/4 NAND-delay. The region accumulator which continuously steers the control registers and the phase blender, adaptively controls the tracking bandwidth depending on the amount of jitter, and effectively suppresses the dithering jitter. Fabricated in a 65 nm CMOS process, the proposed DLL occupies $0.0432mm^2$, and consumes 3.7 mW from a 1.2-V supply at 2 GHz.
Byun, Yong Ki;Park, Jong Kang;Kwon, Soongyu;Kim, Jong Tae
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제13권1호
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pp.8-14
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2013
A low density parity check (LDPC) decoder provides a most powerful error control capability for mobile communication devices and storage systems, due to its performance being close to Shannon's limit. In this paper, we introduce an efficient overlapped LDPC decoding algorithm using a upper dual-diagonal parity check matrix structure. By means of this algorithm, the LDPC decoder can concurrently execute parts of the check node update and variable node update in the sum-product algorithm. In this way, we can reduce the number of clock cycles per iteration as well as reduce the total latency. The proposed decoding structure offers a very simple control and is very flexible in terms of the variable bit length and variable code rate. The experiment results show that the proposed decoder can complete the decoding of codewords within 70% of the number of clock cycles required for a conventional non-overlapped decoder. The proposed design also reduces the power consumption by 33% when compared to the non-overlapped design.
유한체 연산기는 생성 기약다항식과 원소의 표현 방법에 따라 효율성에 많은 영향을 받는다. 본 논문에서는 홀수 소수 p에 대한 확장체 GF$(p^n)$ 위의 곱셈에 대한 두 가지 직렬곱셈기를 제안한다. 기약 이항 다항식을 이용한 직렬 곱셈기는 (2n+5)개의 레지스터, 2개의 MUX, 2개의 GF(p)곱셈기, 1개의 GF(p) 덧셈기를 사용하여 $n^2+n$ 클럭 싸이클 이후에 곱셈 결과를 얻는 구조이다. 기약 AOP를 이용한 직렬 곱셈기는 (2n+5)개의 레지스터, 1개의 MUX, 1개의 GF(p)곱셈기, 1개의 GF(p) 덧셈기를 사용하여 $n^2$+3n+2 클럭 싸이클 이후에 곱셈결과를 얻는다.
본 논문에서는 HPC 시스템의 에너지 효율을 향상시키기 위해 Event-driven Uncore Frequency Scaler (eUFS)라는 새로운 전력관리 메커니즘을 제안한다. eUFS는 LAPI (LLC accesses Per Instructions) 및 CPI (Clock Cycles Per Instruction)와 같은 하드웨어 이벤트를 활용하여 언코어 주파수를 동적으로 조정한다. 기준 시간을 주기로 해당 하드웨어 이벤트를 취합하고, 취합한 이벤트와 이전 언코어 주파수를 이용해 목표 언코어 주파수를 결정한다. NPB 벤치마크를 사용한 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 UFS 메커니즘은 C/D class NPB 벤치마크에 대해 평균 6%의 에너지 소비를 감소시키는 것으로 확인되었고 실행시간 증가는 평균 2% 수준인 것으로 확인되었다.
모듈러 곱셈은 ECC의 점 스칼라 곱셈을 위한 핵심 연산이며, ECC 프로세서의 성능에 영향을 미치는 가장 중요한 요소이다. 본 논문에서는 3-way Toom-Cook 곱셈 알고리듬과 수정된 고속 축약 알고리듬을 적용한 256-비트 모듈러 곱셈기 설계에 대해 기술한다. 90-비트 곱셈기 1개와 264-비트 가산기 3개가 사용되었으며, 하드웨어 크기와 소요 클록 사이클 수 사이의 최적화를 이루었다. Zynq UltraScale+ MPSoC 디바이스에 구현하여 모듈러 곱셈기를 검증하였으며, 모듈러 곱셈 연산에 15 클록 사이클이 소요된다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제17권3호
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pp.411-424
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2017
An all-digital delay-locked loop (DLL) for a mobile memory interface, which runs at 0.11-2.5 GHz with a phase-shift capability of $180^{\circ}$, has two internal DLLs: a global DLL which uses a time-to-digital converter to assist fast locking, and shuts down after locking to save power; and a local DLL which uses a phase detector with an adaptive phase sampling window (WPD) to reduce jitter accumulation. The WPD in the local DLL adjusts the width of its sampling window adaptively to control the loop bandwidth, thus reducing jitter induced by UP/DN dithering, input clock jitter, and supply/ground noise. Implemented in a 65 nm CMOS process, the DLL operates over 0.11-2.5 GHz. It locks within 6 clock cycles at 0.11 GHz, and within 17 clock cycles at 2.5 GHz. At 2.5 GHz, the integrated jitter is $954fs_{rms}$, and the long-term jitter is $2.33ps_{rms}/23.10ps_{pp}$. The ratio of the RMS jitter at the output to that at the input is about 1.17 at 2.5 GHz, when the sampling window of the WPD is being adjusted adaptively. The DLL consumes 1.77 mW/GHz and occupies $0.075mm^2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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