We demonstrate an optical gate architecture using a single SOA to perform AND, OR and NOT logic functions. Simple reconfigurable all-optical logic operations are implemented using RZ modulated signals at 40 Gb/s. Contrast ratio and extinction ratio values have been analysed for the different types of logic gates. Maximum extinction ratio and contrast ratio achieved are 19dB and 17.2 dB respectively. Simple structure and potential for integration makes this architecture an interesting approach in photonic computing and optical signal processing.
In this paper, a new optical parallel binary arithmetic processor (OPBAP) capable of computing arbitrary n-bit look-ahead carry full-addition is proposed and implemented. The conventional Boolean algebra is considered to implement OPBAP by using two schemes of optical logic processor. One is space-variant optical logic gate processor (SVOLGP), the other is shadow-casting optical logic array processor (SCOLAP). SVOLGP can process logical AND and OR operations different in space simultaneously by using free-space interconnection logic filters, while SCOLAP can perform any possible 16 Boolean logic function by using spatial instruction-control filter. A dual-rail encoding method is adopted because the complement of an input is needed in arithmetic process. Experiment on OPBAP for an 8-bit look-ahead carry full addition is performed. The experimental results have shown that the proposed OPBAP has a capability of optical look-ahead carry full-addition with high computing speed regardless of the data length.
This paper proposes a High Performance Full-Swing BiCMOS (HiF-BiCMOS) circuit which improves on the conventional BiCMOS circuit. The HiF-BiCMOS circuit has all the merits of the conventional BiCMOS circuit and can realize full-swing logic operation. Especially, the speed of full-swing logic operation is much faster than that of conventional full-swing BiCMOS circuit. And the number of transistors added in the HiF-BiCMOS for full-swing logic operation is constant regardless of the number of logic gate inputs. The HiF-BiCMOS circui has high stability to variation of environment factors such as temperature. Also, it has a preamorphized Si layer was changed into the perfect crystal Si after the RTA. Remarkable scalability for power supply voltage according to the development of VLSI technology. The power dissipation of HiF-BiCMOS is very small and hardly increases about a large fanout. Though the Spice simulation, the validity of the proposed circuit design is proved.
고성능 VLSI 설계를 위한 pipeline 형태의 Reed-Solomon을 구현하였다. Shortened RS code의 경우에 있어서 기존의 parallel recursive cell 방식이나[1] 다중 클락 설계와 같은 접근과는 달리 작은 면적에서 단일 클락으로 동작할 수 있는 이중 수소(two-way addressing) 방식의 Euclid 계산을 제안하였다. 이러한 방식은 recursive cell을 병렬 처리하는 Euclid 계산 방식에 비해 면적이나 소비 전력에 있어 장점을 갖고 있음을 synthesis와 전력 모의실험을 통해 검증하였다. 본 설계는 면적상으로 parallerl recursive cell을 이용한 단일 클락euclid 회로가 약 5,000 gate임에 비하여 40% 정도 감소한 3,000 gate 정도에 구현할 수 있었다. 또한 전력 소비면으로는 기존의 recursive cell을 이용한 다중 클락 euclid 회로가 6mW 이상의 전력을 소비하는 반면에 본 설계는 3mW대의 전력 소비를 보여 현격한 차이를 보였다.
양자점 셀룰라 오토마타(QCA: quantum-dot cellular automata)는 나노 크기의 셀을 이용하여 다양한 연산을 수행하며, 매우 빠른 연산속도와 적은 전력손실로 차세대 기술로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 QCA 상에서 새로운 유니버셜 게이트(universal gate)를 제안한다. 또한, 유니버셜 게이트를 이용하여 시공간 효율성 측면에서 우수한 XOR 게이트를 제안한다. 유니버셜 게이트는 자기 자신으로 모든 기본 논리 게이트를 만들어 낼 수 있는 게이트이다. 한편, 제안된 유니버셜 게이트는 기본 셀과 회전된 셀을 활용하여 설계한다. 제안된 유니버셜 게이트의 회전된 셀은 3-입력 다수결게이트 구조의 중앙부에 위치한다. 3-입력 다수결 게이트를 이용하여 XOR 게이트를 설계할 때는 5개 이상의 3-입력 다수결 게이트가 사용되지만, 본 논문에서는 3개의 유니버셜 게이트를 사용하여 XOR 게이트를 제안한다. 제안하는 XOR 게이트는 기존의 XOR 게이트보다 사용된 게이트 수가 줄었으며 설계 면적이나 소요 클럭면에서 우수함을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 동일 칩 내부에 static CMOS와 하이브리드 로직 스타일(hybrid logic style)을 이용하여 저전력 8비트 ELM 덧셈기를 설계하였다. 두 개의 로직 스타일로 설계된 8비트 ELM 덧셈기는 0.8㎛ 단일 폴리 이중 금속, LG CMOS 공정으로 설계되어 측정되었다. 하이브리드 로직 스타일은 CCPL(Combinative Complementary Pass-transistor Logic), Wang's XOR 게이트와 ELM 덧셈기의 속도를 결정하는 임계경로(critical path)를 위한 static CMOS 등으로 구성된다. 칩 측정 결과, 전원 전압 5.0V에서 하이브리드로직으로 구현한 ELM 덧셈기가 static CMOS로 구현한 덧셈기에 비해 각각 전력소모 면에서 9.29%, 지연시간 면에서 14.9%, PDP(Power Delay Product)면에서 22.8%의 향상을 얻었다.
In 0.18 $\mu \textrm m$ LOGIC device, the etch rate of NMOS polysilicons is different from that of PMOS polysilicons due to the state of polysilicon to manufacture gate line. To control the etch profile, we tested the ratio of $Cl_2$/HBr gas and the total chamber pressure, and also we reduced Back He pressure to get the vertical profile. In the case of manufacturing the gate photoresist line, we used Bottom Anti-Reflective Coating (BARC) to protect refrection of light. As a result we found that $CF_4O_2$ gas is good to etch BARC, because of high selectivity and good photoresist line profile after etching BARC. in the results of the characterization of plasma damage to the antenna effect of gate oxide, NO type thin film(growing gate oxide in 0, ambient followed by an NO anneal) is better than wet type thin film(growing gate oxide in $0_2+H_2$ ambient).
본 논문에서는 FPGA (Field Programmable Gate Array)에 사용될 수 있는 AND/XOR기반의 기술적인 매핑 기법이 제안되었다. FPGA에서는 프로그램 블록들의 숫자가 정해져 있기 때문에 적절한 수의 입력을 가진 블록으로 회로를 나눌 수 있으면 효과적인 구현이 가능하다. Davio Expansion에 기반한 제안된 기법은 Davio Expansion 자체가 AND/XOR의 성질을 가지고 있기 때문에 XOR를 많이 포함하고 있는 에러 검출/수정, 데이터 암호/해독, 산술 회로 등을 구현하기 매우 용이하다. 본 논문에서는 제안된 기법을 이용할 때 구현되는 면적뿐만 아니라 속도도 현저히 저하될 수 있음을 MCNC 벤치마크를 이용하여 증명하였다. 면적이 줄어듦을 보이기 위하여 CLB (Configurable Logic Block) 숫자와 총 게이트 숫자가 이용되었다. CLB 숫자는 67.6 % (속도로 최적화 된 결과)와 57.7 % (면적으로 최적화 된 결과) 만큼 감소되었고 총 게이트 숫자는 65.5 %만금 감소되었다. 속도관련 결과를 확인하기 위해 사용된 최대 Path Delay는 현재 사용되고 있는 방법들에 비해 56.7 %만큼 감소되었고 최대 Net Delay는 80.5% 만큼 감소되었다.
본 논문에서는 OR논리게이트를 적용한 순차전압제어방식의 독립형 PV-ESS 시스템을 나타내고 있다. 저압연계방식으로 용량확대에 따른 문제점들을 가지고 있었던 기존 독립형 PV-ESS 시스템에 고압의 아날로그 방식의 순차전압제어 방식을 적용함으로써 고효율, 저가격이 가능한 독립형 PV-ESS 시스템을 제안한다. 본 논문은 기존 24V 태양광 단위 모듈의 직렬연결 확장형 고압 배터리의 출력전압 384V을 3상 DC to AC 인버터의 입력 전압으로 하여 인버터의 출력 전압과 출력 전력을 AC380V@60Hz와 10kW로 구성하였다. PSIM 시뮬레이션에 의한 이론 해석의 타당성을 입증하기 위해 실험을 통해 OR 논리 게이트를 적용한 순차전압제어시스템의 동작 특성을 확인하였다.
본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET 구조를 조사하였다. MG가 50nm일 때 최적의 SG 전압은 약 3V임을 알 수 있었고, 각각의 MG에 대한 최적의 SG 길이는 약 70nm임을 알 수 있었다. DG MOSFET는 매우 작은 문턱 전압 roll-off 특성을 나타내고, 전류-전압 특성곡선에서 VMG=VDS=1.5V, VSG=3V인 곳에서 포화전류는 550$\mu\textrm{A}$/m임을 알 수 있었다. subthrehold slope는 82.6㎷/decade, 전달 컨덕턴스는 l14$\mu\textrm{A}$/$\mu\textrm{m}$ 그리고 DIBL은 43.37㎷이다 다중 입력 NAND 게이트 로직 응용에 대한 이 구조의 장점을 조사하였다. 이때, DG MOSFET에서 41.4GHz의 매우 높은 컷오프 주파수를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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