• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.95-98
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• 2012

본 논문은 40 MHz에서 280 MHz 동작 주파수에서 32-phase clock을 출력하는 multiphase delay-locked loop (DLL)을 제안한다. 제안된 multiphase DLL은 고해상도의 1-bit delay를 위하여 matrix구조의 delay line을 사용한다. Delay line의 선형성을 향상시키기 위하여 matrix 입력단의 비선형성을 보정할 수 있는 기법이 사용된다. 설계된 multiphase DLL은 1.2 V supply를 이용하는 0.11-${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되었다. 125 MHz 동작 주파수에서 multiphase DLL의 DNL은 +0.51/-0.12 LSB 이하로 측정되었으며, input clock의 jitter가 peak-to-peak jitter가 12.9ps일 때 출력clock의 peak-to-peak jitter는 30 ps이다. 면적과 전력 소모는 각각 $480{\times}550{\mu}m^2$과 1.2 V 공급전압에서 9.6 mW이다.

• 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.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.281-284
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• 2001

This paper describes an analog multi-phase delay-locked loop (DLL) to solve the harmonic lock problem using current-starved inverter and shunt-capacitor delay cell. The DLL can be used not only as an internal clock buffer of microprocessors and memory It's but also as a multi-phase clock generator for gigabit serial interfaces. The proposed circuit was simulated in a 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology to solve harmonic lock problem and to realize fast lock-on time and low-jitter we verified time interval less than 40 ps as the simulation results.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.259-262
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• 2012

본 논문에서는 125 MHz 동작 주파수에서 64개 위상의 클럭을 출력하는 지연 고정 루프 (DLL: delay-locked loop)을 제안한다. 제안된 다중 지연 고정 루프는 delay line의 선형성을 개선하기 위해 $4{\times}8$ matrix 구조의 delay line을 사용한다. CMOS multiplexer와 inverter-based interpolator를 이용하여 $4{\times}8$ matrix 기반의 delay line에서 출력된 32개 위상의 클럭으로부터 64개 위상의 클럭을 생성한다. 또한 DLL에서 harmonic lock을 방지하기 위해 클럭의 duty cycle ratio에 무관한 initial phase locking을 위한 회로가 제안된다. 제안된 지연 고정 루프는 1.8 V의 공급전압을 이용하는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계된다. 시뮬레이션된 DLL은 40 MHz에서 200 MHz의 동작 주파수 범위를 가진다. 125 MHz 동작 주파수에서 최악의 위상 오차와 jitter는 각각 +11/-12 ps와 6.58 ps이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권1호
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• pp.74-84
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• 2007

본 논문에서는 기존의 DLL 지연 시간 잠금 범위를 확장하기 위해 새로운 이중 루프 DLL을 제안하였다. 제안한 DLL은 Coarse_loop와 Fine_loop를 포함하고 있으며, 와부 클럭과 2개의 내부 클럭 사이의 초기 시간차를 비교하여 하나의 루프를 선택하여 동작하게 된다. 2개의 내부 클럭은 VCDL의 중간 출력 클럭과 최종 출력 클럭이며 두 클럭의 위상차는 $180^{\circ}$이다. 제안한 DLL은 일반적인 잠금 범위 밖에 있을 경우 Coarse_loop를 선택하여 잠금 범위 안으로 이전 시킨 후 Fine_loop에 의하여 잠금 상태가 일어난다. 따라서 제안한 DLL은 harmonic lock이 일어나지 않는 한 항상 안정적으로 잠금 과정이 일어날 수 있게 된다. 제안한 DLL이 사용하는 VCDL은 두 개의 제어 전압을 받아 지연 시간을 조절함으로 일반적인 다 적층 currentstarved 형태의 인버터 대신에 TG 트랜지스터를 이용하는 인버터를 사용하여 지연 셀을 구성하였다. 새로운 VCDL은 종래의 VCDL에 비하여 지연시간 범위가 더욱 확장되었으며, 따라서 제안한 DLL의 잠금 범위는 기존의 DLL의 잠금 범위보다 2배 이상 확장되었다. 본 논문에서 제안한 DLL 회로는 0.18um, 1.8V TSMC CMOS 라이브러리를 기본으로 하여 설계, 시뮬레이션 및 검증하였으며 동작 주파수 범위가 100MHz${\sim}$1GHz이다. 또한, 1GHz에서 제안한 DLL의 잠금 상태에서의 최대 위상 오차는 11.2ps로 높은 해상도를 가졌으며, 이때 소비 전력은 11.5mW로 측정되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.303-317
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• 2013

Two novel clocking strategies for a high-speed multi-channel serializer-deserializer (SERDES) are proposed in this paper. Both of the clocking strategies are based on groups, which facilitate flexibility and expansibility of the SERDES. One clocking strategy is applicable to moderate parallel I/O cases, such as high density, short distance, consistent media, high temperature variation, which is used for the serializer array. Each group within the strategy consists of a full-rate phase-locked loop (PLL), a full-rate delay-locked loop (DLL), and two fixed phase alignment (FPA) techniques. The other is applicable to more awful I/O cases such as higher speed, longer distance, inconsistent media, serious crosstalk, which is used for the deserializer array. Each group within the strategy is composed of a PLL and two DLLs. Moreover, a half-rate version is chosen to realize the desired function of 1:2 deserializer. Based on the proposed clocking strategies, two representative ICs for each group of SERDES are designed and fabricated in a standard $0.18{\mu}m$ CMOS technology. Measurement results indicate that the two SERDES ICs can work properly accompanied with their corresponding clocking strategies.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.714-721
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• 2022

다중 주파수 클럭 신호를 사용하는 시스템 온 칩(SoC: system on a chip)를 위해 위상 고정 루프(PLL: phase-locked loop) 기반 주파수 합성기가 제안된다. 제안하는 PLL 기반 주파수 합성기는 위상 주파수 검출기(PFD: phase frequency detector), 전하 펌프(CP: charge pump), 루프 필터, 전압 제어 발진기(VCO: voltage-controlled oscillator), 그리고 주파수 분주기로 구현되는 전하 펌프 위상 고정 루프와 에지 컴바이너로 구성된다. PLL은 6개의 차동 지연 셀을 사용하여 VCO에 의해 12 위상 클록을 출력하며, 에지 컴바이너는 PLL의 12상 출력 클럭의 에지 컴바이닝과 주파수 분주를 통해 출력 클럭의 주파수를 합성한다. 제안된 PLL 기반 주파수 합성기는 1.2V 공급전압을 사용하는 55nm CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 PLL 기반 주파수 합성기는 주파수가 20.75MHz인 기준 클록에 대해 166MHz, 83MHz 및 124.5MHz의 세 클록 신호를 출력한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2409-2418
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• 2013

본 논문에서는 on-chip oscilloscope의 sub-sampler를 위한 클록을 생성하기 위한 두 가지 방식의 주파수 합성기를 제안한다. 제안하는 두 가지의 주파수 합성기는 지연고정루프 기반의 위상 선택기를 이용한 구조와 분수 분주형 위상고정루프를 이용하는 구조를 가지며 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 각 구조의 특성이 분석된다. 제안된 두 회로 모두 1V 공급전압을 이용하는 65-nm CMOS 공정에서 설계되었으며, 125 MHz의 주파수를 가지는 입력 클록에 대해 121.15 MHz의 주파수를 가지는 출력 클록을 생성한다. 지연고정루프 기반의 위상 선택기를 이용한 주파수 합성기는 0.167 $mm^2$의 면적을 가지며 출력 클록은 2.88 ps의 지터 특성을 나타나며, 4.75 mW의 전력을 소모한다. 분수 분주형 위상고정루프를 이용한 주파수 합성기는 0.662 $mm^2$의 면적을 가지며 7.2 ps의 지터 특성을 나타내며, 1.16 mW의 전력을 소모한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.137-144
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• 2013

125 MHz 동작 주파수에서 32개의 다중 위상의 클럭을 출력하는 지연 고정 루프(DLL: delay-locked loop)를 제안한다. 제안된 다중 위상 지연 고정루프는 delay line의 differential non-linearity (DNL)를 개선하기 위해 $4{\times}8$ matrix 구조의 delay line을 사용한다. 또한, $4{\times}8$ matrix delay line 입력 단의 네 지점에 공급되는 클럭의 위상을 보정함으로써 제안하는 지연 고정 루프의 integral non-linearity (INL)을 개선한다. 제안된 지연 고정 루프는 1.2 V의 공급전압을 이용하는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정에서 제작하였다. 제작된 지연 고정 루프는 40 MHz에서 280 MHz의 동작 주파수 범위를 가지며, 125 MHz 동작 주파수에서 측정된 DNL과 INL은 각각 +0.14/-0.496 LSB, +0.46/-0.404 LSB이다. 입력 클럭의 peak-to-peak jitter가 12.9 ps일 때 출력 클럭의 측정된 peak-to-peak jitter는 30 ps이다. 제작된 고정 지연 루프의 면적과 전력 소모는 각각 $480{\times}550{\mu}m^2$과 9.6 mW이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권4호
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• pp.433-448
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• 2012

A source-synchronous receiver based on a delay-locked loop is presented. It employs a shared global calibration control between channels, yet achieves channel expandability for high aggregate I/O bandwidth. The global calibration control accomplishes skew calibration, equalizer adaptation, and phase lock of all the channels in a calibration period, resulting in the reduced hardware overhead and area of each data lane. In addition, the weight-adjusted dual-interpolating delay cell, which is used in the multiphase DLL, guarantees sufficient phase linearity without using dummy delay cells, while offering a high-frequency operation. The proposed receiver is designed in the 90-nm CMOS technology, and achieves error-free eye openings of more than 0.5 UI across 9-28 inch Nelco4000-6 microstrips at 4-7 Gb/s and more than 0.42 UI at data rates of up to 9 Gb/s. The data lane occupies only $0.152mm^2$ and consumes 69.8 mW, while the rest of the receiver occupies $0.297mm^2$ and consumes 56.0 mW at the 7- Gb/s data-rate and supply voltage of 1.35 V.