• Progress in Superconductivity
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• 제4권2호
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• pp.127-131
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• 2003

We have designed and measured an SFQ(Single Flux Quantum) OR gate for a superconducting ALU (Arithmetic Logic Unit). To optimize the circuit, we used WRspice, XIC and Lmeter for simulations and layouts. The OR gate was consisted of a Confluence Buffer and a D Flip-Flop. When a pulse enters into the OR gate, the pulse does not propagate to the other input port because of the Confluence Buffer. A role of D Flip-Flip is expelling the data when the clock is entered into D Flip-Flop. For the measurement of the OR gate operation, we attached three DC/SFQs, three SFQ/DCs and one RS Flip -Flop to the OR gate. DC/SFQ circuits were used to generate the data pulses and clock pulses. Input frequency of 10kHz and 1MHzwere used to generate the SFQ pulses from DC/SFQ circuits. Output data from OR gate moved to RS flip -Flop to display the output on the oscilloscope. We obtained bias margins of the D Flip -Flop and the Confluence Buffer from the measurements. The measured bias margins $\pm$38.6% and $\pm$23.2% for D Flip-Flop and Confluence Buffer, respectively The circuit was measured at the liquid helium temperature.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권2호
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• pp.102-106
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• 2003

This paper describes novel low-power high-speed flip-flop called dual edge-triggered NAND keeper flip-flop (DETNKFF). The flip-flop achieves substantial power reduction by incorporating dual edge-triggered operation and by eliminating redundant transitions. It also minimizes the data-to-output latency by reducing the height of transistor stack on the critical path. Moreover, DETNKFF allows negative setup time to provide useful attribute of soft clock edge by incorporating the pulse-triggered operation. The proposed flip-flop was designed using a $0.35{\;}\mutextrm{m}$ CMOS technology. The simulation results indicate that, for the typical input switching activity of 0.3, DETNKFF reduces power consumption by as much as 21 %. Latency is also improved by about 6 % as compared to the conventional flip-flop. The improvement of power-delay product is also as much as 25 %.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권2호
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• pp.74-78
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• 2006

This paper presents a high-speed pulse-based flip-flop with pseudo MUX-type scan compatible with the conventional master-slave flip-flop with MUX-type scan. The proposed flip-flop was implemented as the standard cell library using Samsung 130nm HS technology. The data-to-output delay and power-delay-product of the proposed flip-flop are reduced by up to 59% and 49%, respectively. By using this flop-flop, ARM11 softcore has achieved the maximum 1GHz operating speed.

• 반도체공학회 논문지
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• 제1권1호
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• pp.14-22
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• 2023

본 논문에서는 dual change-sensing 기법을 사용하여 내부 노드 변환을 최소화시킨 저전력 플립플롭 회로를 제안한다. 제안하는 Dual Change-Sensing Flip-Flop(DCSFF)은 데이터 변환이 존재하지 않는 경우, 기존에 존재하던 플립플롭들 중 동적 전력 소모가 가장 낮다. 65nm CMOS 공정을 사용한 측정 결과에 따르면, conventional Transmission Gate Flip-Flop(TGFF)와 비교하여 data activity 가 0% 와 100% 일때, 각각 98%와 32%의 감소된 전력 소모를 보였다. 또한 Change-Sensing Flip-lop(CSFF)과 비교하여 제안하는 DCSFF 는 30% 의 낮은 전력 소모를 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.47-53
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• 2004

본 논문에서는 3치 논리 게이트를 바탕으로 하는 3치 데이터 처리를 위한 3치 flip-flop을 설계하였다. 제안한 flip-flop들은 3치 전압 모드 NMAX, NMIN, INVERTER 게이트를 사용하여 설계하였다. 또한 CMOS 기술을 사용하였고 다른 게이트들 보다 낮은 공급 전압과 낮은 전력소모 특성을 포함하고 있다. 제안한 회로는 0.35um 표준 CMOS 공정에서 설계되었고 3.3v의 공급 전압원을 사용하였다. 제안된 3치 flip-flop 구조는 3치 논리 게이트를 사용하여 VLSI 구현에 적합하고 높은 모듈성의 장점을 갖고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권8호
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• pp.35-42
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• 2005

본 논문에서는 전력소모 감소 및 강건성 (robustness) 향상을 위한 새로운 구조의 플립-플롭을 제안한다. 가변 샘플링 윈도우 플립-플롭(Variable sampling window flip-flop, VSWFF)은 입력 데이터에 따라 샘플링 윈도우의 폭을 변화시켜 강인한 데이터-래치 동작을 제공할 뿐 아니라 더욱 짧은 hold time을 갖는다. 또한, 이 플립-플롭은 입력 스위칭 행위(input switching activity)가 큰 경우에 기존의 저전력 플립-플롭보다 내부 전력소모를 감소시킬 수 있다. 클럭 진폭 감쇄형 가변 샘플링 윈도우 플립-플롭(Clock swing-reduced variable sampling window flip-flop, CSR-VSWFF)은 작은 스윙 폭의 클럭을 사용함으로써 클럭분배망(clock distribution network)의 전력소모를 감소시킬 수 있다. 기존의 클럭 진폭 감쇄형 플립-플롭(Reduced clock swing flip-flop, RCSFF)과 달리, 제안된 플립-플롭은 공급전압만으로 동작하므로 고전압의 발생 및 분배로 인한 설계 상의 비용증가를 제거한다. 시뮬레이션 결과, 기존의 플립-플롭과 비교하여 더욱 좁은 샘플링 윈도우에서도 불변의 지연값(latency) 을 유지하고 전력-지연 곱(power-delay product, PDP)이 개선됨을 확인하였다. 제안된 플립-플롭의 성능을 평가하기 위하여 $0.3\mu m$ CMOS 공정기술을 이용하여 테스트 칩을 설계하였으며, 실험 결과, VSWFF는 입력 스위칭 행위가 최대일 때 전력소모가 감소하며 CSR-YSWFF를 이용하여 설계된 동기 카운터는 부가 고전압의 사용 없이 전력소모가 감소됨을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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• pp.347-350
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• 2000

We present the design of ternary flip-flop which is based on ternary logic so as to process ternary data. These flip-flops are fabricated with ternary voltage mode NOR, NAND, INVERTER gates. These logic gate circuits are designed using CMOS and obtained the characteristics of a lower voltage, a lower power consumption as compared to other gates. These circuits have been simulated with the electrical parameters of a standard 0.25 micron CMOS technology and 2.5 volts supply voltage. The Architecture of proposed ternary flip-flop is highly modular and well suited for VLSI implementation, only using ternary gates.

• Progress in Superconductivity
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• 제5권1호
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• pp.13-16
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• 2003

In this work, we have studied about an RSFQ (Rapid Single Flux Quantum) switch element. The circuit was designed, simulated, and laid out for mask fabrication. The switch cell was composed of a D flip-flop, a splitter, a confluence buffer, and a switch core. The switch core determined if the input data could pass to the output. “On” and o“off” controls in the switch core could be possible by utilizing an RS flip-flop. When a control pulse was input to the “on” port, the RS flip-flop was in the set state and passed the input pulses to the output port. When a pulse was input to the “off” port, the RS flip-flop was in the reset state and prevented the input pulses from transferring to the output port. We simulated and optimized the switch element circuit by using Xic, WRspice, and Julia. The minimum circuit margins in simulations were more than $\pm$20%. We also performed the mask layout of the circuit by using Xic and Lmeter.

• 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.

• Progress in Superconductivity
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• 제5권1호
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• pp.17-20
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• 2003

We have designed and measured a SFQ(Single Flux Quantum) DFFC and an Inverter(NOT) for superconducting ALU(Arithmetic Logic Unit) development. To optimize the circuit, we used Julia, XIC, and L meter for circuit simulations and circuit layouts. The Inverter was consisted of a D Flip-Flop, a data input, a clock input and a data output. If a data pulse arrives at the inverter, then the output reads ‘0’ (no output pulse is produced) at the next clock period. If there is no input data pulse, it reads out ‘1’(output pulse is produced). The DFFC was consisted of a D flip-Flop, an Inverter, a Data in, a Clock in and two outputs. If a data pulse arrives at the DFFC circuit, then the output2 reads ‘1’ at the next clock period, otherwise it reads out ‘1’ to output1. Operation of the fabricated chip was performed at the liquid helium temperature and at the frequencies of 1KHz.