• 전자공학회논문지SC
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• 제37권2호
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• pp.43-49
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• 2000

본 논문에서는 저전압 저전력 시스템에 응용 가능한 CMOS 4상한 아날로그 멀티플라이어를 제안하였다. 제안된 멀티플라이어는 저전압에서 동작이 용이하며 아날로그 회로를 설계하는데 자주 이용되는 LV(Low-Voltage) 상보형 트랜지스터 방식의 특성을 이용하였다. LV 상보형 구조는 등가 문턱전압을 감소시킴으로서 회로의 동작전압을 감소시킬 수 있는 특징이 있다. 설계된 회로의 특성은 2V 공급전압하에서 0.6㎛ CMOS 공정파라미터를 갖는 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 측정되었다. 이때 ±0.5V까지의 입력선형 범위내에서 선형성에 대한 오차는 1%미만이었다. 또한 -3㏈ 점에서의 대역폭은 290㎒, 그리고 전력소모는 373㎼값을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권12호
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• pp.31-38
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• 2010

본 논문에서는 QVGA급 LCD Driver IC(LDI)의 그래픽 메모리를 설계한다. 저면적을 위해 pseudo-SRAM 구조로 설계하고, 센싱 특성 개선과 line-read 동작 시 구동력 향상을 위해 bit line을 분할한 cell array 구조를 적용한다. 또한, C-gate를 이용한 저면적의 충돌방지 회로를 사용하여 그래픽 메모리의 line-read/self-refresh 동작과 기존의 write/read 동작 상호간의 충돌을 효과적으로 제어하는 방식을 제안한다. QVGA급 LDI의 그래픽 메모리는 $0.18{\mu}m$ CMOS공정을 이용하여 트랜지스터 레벨로 설계하고 회로 시뮬레이션을 통해 그래픽 메모리의 write, read, line-read, self-refresh 등의 기본 동작을 확인하고, 제안된 충돌방지 블록에 대한 동작을 확인하였다. 개선된 cell array를 통해 bit/bitb line 전압차 ${\Delta}V$는 약 15% 증가하고, bit/bitb line의 charge sharing time $T_{CHGSH}$는 약 30% 감소하여 센싱 특성이 향상되었으며, line-read 동작 시 발생하는 전류는 약 40% 크게 감소되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권1호
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• pp.1-7
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• 2007

MTJ (Magnetic Tunneling Junction) 소자는 불 (Boolean) 연산을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 자신의 출력 정보를 저장하는 비휘발성 소자이다. 기존의 트랜지스터로 구성된 논리 연산자를 MTJ 소자로 대체함으로써, 조합논리 회로와 순차논리 회로로 구성된 디지털 논리 회로를 자기논리 (magneto-logic) 회로로 대체 가능하다. 또한 자기논리 회로는 비휘발성 논리 소자를 사용함으로써, 회로 면적 면에서 우수하고 전원이 꺼져도 정보를 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 자기논리 회로의 예로 3비트 업/다운 카운터를 설계하였고 그 동작을 이전 논문에서 제안된 바 있는 macro-model을 보완 적용하여 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.1345-1352
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• 2014

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권8A호
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• pp.1259-1264
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• 1999

본 논문에서는 파이프라인드 방식의 빠른 변환 속도와 축차 비교 방식의 저전력 구조를 이용하여 고속, 저전력 아날로그 디지털 변환기를 제안하였다. 제안된 구조의 변환 방법은 축차 비교 방식의 변환에서 비교기를 파이프라인드 구조로 연결하여 홀드된 주기에 비교기의 기준 전위를 전 비교기의 출력값에 의해 변환하도록 하여 고속 동작이 가능하도록 하였다. 제안된 구조에 의해 비디오 신호처리가 가능한 10MS/s 아날로그 디지털 변환기를 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS공정으로 HSPICE로써 시뮬레이션하였다. 6비트 아날로그 디지털 변환기는 100kHz 사인 입력 신호를 10MS/s로 샘플링 하여 DFT측정한 결과 37dB의 SNR을 얻을 수 있었으며, 전력 소모는 1.46mW로 측정되었다. 8비트 아날로그 디지털 변환기는 INL/DNL은 각각 $\pm$0.5/$\pm$1이었으며, 100kHz 사인 입력 신호를 10MS/s로 샘플링 하여 DFT 측정하였을 때 SNR은 41dB를 얻을 수 있었고, 전력 소모는 4.14mW로 측정되었다.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권10호
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• pp.1317-1326
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• 1999

As the integration ratio and operation speed increase, it has become an important problem to estimate the dissipated power during the design procedure as a method to reduce the TTM(time to market). This paper proposed a prediction model to estimate the maximum dissipated power of a CMOS logic gate. This model uses a calculational method. It was formed by including the characteristics of MOSFETs of which a CMOS gate consists, the operational characteristics of the gate, and the characteristics of the input signals. As the modeling process, a maximum power estimation model for CMOS inverter was formed first, and then a conversion model to convert a multiple input CMOS gate into a corresponding CMOS inverter was proposed. Finally, the power model for inverter was applied to the converted result so that the model could be applied to a general CMOS gate. For experiment, several CMOS gates were designed in layout level by $0.6{\mu}m$ layout design rule. The result by comparing the calculated results with those from HSPICE simulations for the gates showed that the gate conversion model has within 5% of the relative error rate to the SPICE and the maximum power estimation model has within 10% of the relative error rate. Thus, the proposed models have sufficient accuracies. Also in calculation time, the proposed models was more than 30 times faster than SPICE simulation. Consequently, it can be said that the proposed model could be used efficiently to estimate the maximum dissipated power of a CMOS logic gate during the design procedure.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권12호
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• pp.20-26
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• 1999

QPSK 통신 방식의 고속 통신 단말기에 필요한 저 전력 3V 6-bit 100MSPS CMOS ADC를 설계하였다. 제안된 ADC는 폴딩 블록, 래치 블록과 디지털 블록으로 구성하였다. 인터폴레이션 블록에서 pMOS를 전류원과 캐스코드형태로 합성하여 기존의 블록보다 선형적인 폴딩신호를 얻었으며 Kickback를 감소시키는 새로운 래치구조로 고속 ADC를 구현하였다. 설계된 칩의 Post-layout 시뮬레이션을 통하여 각 부분의 성능을 평가하였으며, 0.65um 2-poly 2-metal CMOS 공정으로 칩을 제작하였다. 제작된 칩은 대략 $1500{\mu}m{\times}1000{\mu}m$의 유효 칩 면적을 가지며, 실험결과 100MSPS의 속도로 3V 전원에서 40mW의 전력을 소모하며 INL은 ${\pm}0.6LSB$ 이내, DNL은 ${\pm}0.5LSB$ 이내, SNDR은 10MHz 입력 주파수에서 약 33dB의 실험결과를 얻었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.54-61
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• 2008

본 논문에서는 디지털 신호를 실시간으로 처리하기 인한 TIQ 방식의 Flash 6-bit ADC 회로를 설계하였다. 새로운 논리회로 설계나 소자들의 근접 배치로 ADC의 속도를 향상시키는 대신에 새로운 코드를 이용하여 DSP의 처리능력을 높이도록 하였다. 제안한 코드는 ADC의 출력으로 이진수를 세공하지 않고 2와 3진법을 동시에 사용하는 Double Base Number System(DBNS)방법이다. 전압은 기존의 이진수를 표시하는 방법과 동일하지만, 밑수로 2와 3의 두개를 동시에 사용하여 합의 형태로 표현하는 방법이다. DBNS 표현법은 곱셈기와 가산기를 이용하지 않고 연산을 좌우로 이동하여 연산을 신속히 처리할 수 있다. 디지털 신호처리에서 사용하는 DBNS는 합의 수가 적도록 Canonical 표현을 구하는 알고리즘을 사용하지만, A/D 변환기에서는 Fan-In 문제가 발생하여 균일한 분포를 이루도록 하는 새로운 알고리즘을 개발하였다. HSPICE를 이용한 ADC의 시뮬레이션 결과 0.18um 공정에서 최고 동작속도는 1.6 GSPS이며 최대 소비전력은 38.71mW이였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.273-280
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• 2017

트랜지트터의 대용량 집적 기술이 발전함에 따라 다수의 CPU를 하나의 칩에 구현하게 되었으며, 시스템의 요구사항을 맞추기 위하여 클럭 주파수는 점점 더 빨라지고 있다. 그러나 클럭 주파수를 증가시키는 것은 클럭 동기화 같은 시스템의 오동작을 일으키는 문제들을 유발시킬 수 있으므로 디지털 칩 설계 시에 불안정 상태 문제를 피하는 것이 아주 중요하다. 본 논문에서는 80nm CMOS 공정으로 설계된 D-FF을 사용하여 온도, 전원, 전달 게이트의 크기에 따라 Hspice의 이분법을 사용하여 불안정상태 구간을 측정한다. 모의 실험 결과에서 불안정상태 구간은 온도와 전원 전압의 증가에 따라 조금 증가하였지만, 전달 게이트의 면적에 대해서는에 포물선 모양으로 비례하고 있으며, 전달 게이트의 P 형과 N 형 트랜지스터의 비율이 4:2 일 때 불안정상태 구간이 최소가 되는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.917-922
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• 2010

본 논문에서는 혼성모드 집적회로에서 이용 가능한 저전력 듀얼모드 CMOS 전류원 회로를 제안한다. MOS 소자의 전자이동도가 온도변화에 반비례하는 음의 온도계수 생성회로와 비례하는 양의 온도계수 생성회로의 합을 통해 변화하는 외부 온도에 독립적인 특성을 갖는 방식을 이용하였다. 특히, 두 개 이상의 출력을 얻어낼 수 있는 듀얼 출력단을 통해 정전류원을 얻을 수 있었다. 전류 분배를 통해 얻을 수 있는 듀얼모드 출력 전류값을 통해 차동 입출력 구조의 소자 및 필터 설계 등 아날로그 회로 영역에서 응용가능하며, 더불어 다양한 서브 블록 시스템 동작에 활용할 수 있는 유용한 특성을 지니고 있다. 저전압 저전력 특성을 보유하고 있는 제안된 전류원 회로는 2V 공급 전압하에서 0.84mW의 전력 소모값을 나타내었으며, 최종 출력값은 각각 $0.38{\mu}A/^{\circ}C$와 $0.39{\mu}A/^{\circ}C$의 변화율을 보여주었다. 제안된 회로는 $0.18{\mu}m$ n-well CMOS 공정을 이용하여 hspice 시뮬레이션 하였다.