• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1023_1024
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• 2009

In this paper, a novel 10kV, 50A, 50kHz pulsed power supply based on IGBT stacks is proposed. Proposed scheme consists of series connected 12 IGBT to generate maximum 10kV output pulse and 10kW full bridge phase-shifted zero voltage switching converter to charge DC capacitor voltage. Each IGBTs are sustain the 830V of capacitor voltage at turn off interval. By turn on the each IGBT for the same time it gives the path for the series connection of charged capacitor. From above turn on and off procedure, high voltage repetitive pulse is applied to the load. The synchronization of gating signal is important of series operation of IGBTs. For gating signal synchronization, specially designed gate power circuit using full bridge inverter and pulse transformer is developed to generate IGBT gating signal.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권8호
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• pp.10-15
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• 2012

본 논문에서는 파워게이팅과 전압레벨조절을 이용하여 누설전류를 줄인 SRAM을 제안하였다. 제안된 파워게이팅 기법은 데이터를 저장하지 않은 메모리 셀 블록의 전력공급을 차단함으로써 누설전류를 크게 감소시키고, 제안된 전압레벨조절 기법은 데이터가 저장된 메모리 셀 블록의 접지전압을 올림으로써 누설전류를 줄여준다. $4K{\times}8$비트 SRAM 칩은 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었고 VDD=1.2V로 동작하였다. 메모리 사용률이 0~100%에 대하여, 동작 모드에서의 누설전류는 $1.23{\sim}9.87{\mu}W$이고 대기 모드에서 누설전류는 $1.23{\sim}3.01{\mu}W$였다. 대기 모드 동안에, 제안된 SRAM의 누설전류는 기존의 SRAM의 12.5~30.5%로 감소하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.69-78
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• 2020

Small portable devices such as mobile phones and laptops currently display a trend of high power consumption owing to their characteristics of high speed and multifunctionality. Low-power SoC design is one of the important factors that must be considered to increase portable time at limited battery capacities. Popular low power SoC design techniques include clock gating, multi-threshold voltage, power gating, and multi-voltage design. With a decreasing semiconductor process technology size, leakage power can surpass dynamic power in total power consumption; therefore, appropriate low-power SoC design techniques must be combined to reduce power consumption to meet the power specifications. This study examines several low-power SoC design trends that reduce semiconductor SoC dynamic and static power using EDA tools. Low-power SoC design technology can be a competitive advantage, especially in the IoT and AI edge environments, where power usage is typically limited.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.842-845
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• 2018

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅에 의해 구동되는 센서 회로를 저전력으로 동작시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 본 논문에서 사용되는 열전소자를 이용하면 에너지 하베스팅 회로에서 8uA의 전류를 얻을 수 있다. 그러나 구동하려고 하는 센서의 전류 소비는 이보다 훨씬 크기 때문에, 본 논문에서는 하드웨어 방법으로 power gating scheme을 이용한 저전력 구동과 소프트웨어적으로 active/sleep control scheme을 이용한 저전력 구동 방법을 센서 회로에 적용하여 센서 회로의 전류 소비를 감소시킬 수 있음을 보였다. 먼저 하드웨어 power gating scheme을 사용할 때에는 파워 게이트의 Toff/Ton의 비를 22보다 더 크게 하면, 센서 회로의 전류 소비가 8uA 이하로 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 소프트웨어 기반의 active/sleep control scheme에 의한 저전력 구동에서는 Tslp/Tact의 비를 3 이상으로 설정해주면 전류 소비를 8uA 이하로 줄일 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서의 결과는 열전에너지 하베스팅에 의해서 구동되는 다양한 센서 회로 설계 및 구현에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 전기학회논문지
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• 제56권1호
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• pp.88-99
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• 2007

In this paper, a novel new pulse power generator based on IGBT stacks is proposed for pulse power application. Because it can generate up to 60kV pulse output voltage without any step- up transformer or pulse forming network, it has advantages of fast rising time, easiness of pulse width variation and rectangular pulse shape. Proposed scheme consists of series connected 9 power stages to generate maximum 60kV output pulse and one series resonant power inverter to charge DC capacitor voltage. Each power stages are configured as 8 series connected power cells and each power cell generates up to 850VDC pulse. Finally pulse output voltage is applied using total 72 series connected IGBTs. To reduce component for gate power supply, a simple and robust gate drive circuit is proposed. For gating signal synchronization, full bridge invertor and pulse transformer generates on-off signals of IGBT gating with gate power simultaneously and it has very good characteristics of short circuit protection.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.892-895
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• 2011

SoC(System-On-Chip)을 테스트 하는 동안 소모하는 전력소모는 SoC내의 IP 코어가 증가됨에 따라 매우 중요한 요소가 되었다. 본 논문에서는 Scan Latch Reordering과 Clock Gating 기법을 적용하여 scan-in 전력소모를 줄이는 알고리즘을 제안한다. Scan vector들의 해밍거리를 최소로 하는 새로운 Scan Latch Reordering을 적용하였으며 Gated scan 셀을 사용하여 저전력을 구현하였다. ISCAS 89 벤치마크 회로에 적용하여 실험한 결과 모든 회로에 대하여 향상된 전력소모를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.89-95
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• 2008

본 논문에서는 필터방식 얼굴검출 하드웨어를 저전력 설계하고 그에 따른 전력 소모량을 분석하였다. 얼굴검출 하드웨어는 입력되는 영상에서 얼굴의 위치를 검출하며 내부적으로 6개 모듈과 11개의 모듈 간 버퍼가 삽입되어 각 모듈이 순환 연산한다. 따라서 저전력 설계를 위해 SLEEP 모드와 ACTIVE 모드를 적용하였고, 해당 하드웨어에 모듈별 그리고 레지스터별 클럭게이팅(Clock Gating) 기술을 적용하였다. 추가적으로 모듈간 버퍼는 메모리 파티션을 통해 메모리에서 소비하는 전력양을 줄였으며 게이트 레벨에서도 저전력 설계 기술(Gate level power optimization)을 적용하였다. 이는 삼성 0.18um 공정의 STD130 라이브러리를 사용하여 Synopsis(사)의 Power-Compiler를 통해 구현되었으며 동사의 Prime-Power에 의해 소비 전력량을 측정하였다. 그 결과 저전력 설계 기술을 적용하기 전과 비교하여 ACTIVE 모드일 경우 약 68%의 전력 소모를 줄였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.10-17
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• 2010

본 논문에서는 모바일 기기 신호 인터페이스용 MIPI(Mobile industry processor interface)의 D-PHY의 디지털 블록의 저전력 설계를 제안한다. MIPI는 고속 데이터 전송을 위한 HS(high-speed)모드와 주로 제어에 사용되는 LP(low-power)모드의 두 가지 동작 모드를 갖는다. 저전력 소모를 위해 디지털 블록 내부 구성요소를 각 동작에 따라 선택적으로 스위칭 할 수 있는 클럭 게이팅(Clock gating) 기법을 적용했다. 저전력 동작의 설계에 대한 동작을 시뮬레이션을 통해 검증하고 기존의 일반적인 MIPI D-PHY 디지털 블록과 전력소모를 비교했다. HS 모드 데이터 전송동작에 대해서는 저전력 설계를 통하여 전력소모가 송신단(TX: transmitter)과 수신단(RX: receiver) 각각 74%와 31% 감소하여 전체적으로 전력소모가 50%로 줄었고, LP 모드 동작에 대해서도 전력소모가 TX와 RX 각각 79%와 40% 감소하여 전체적으로 51.5% 줄어들었다. 제안된 저전력 MIPI D-PHY 디지털 칩은 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정에서 1.2V의 전원을 갖도록 설계 및 제작되었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권1호
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• pp.78-84
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• 2012

This paper presents a branch prediction algorithm and a 4-way set-associative cache for performance improvement of an embedded RISC core and a clock-gating algorithm with observability don’t care (ODC) operation to reduce the power consumption of the core. The branch prediction algorithm has a structure using a branch target buffer (BTB) and 4-way set associative cache that has a lower miss rate than a direct-mapped cache. Pseudo-least recently used (LRU) policy is used for reducing the number of LRU bits. The clock-gating algorithm reduces dynamic power consumption. As a result of estimation of the performance and the dynamic power, the performance of the OpenRISC core applied to the proposed architecture is improved about 29% and the dynamic power of the core with the Chartered 0.18 ${\mu}m$ technology library is reduced by 16%.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권1호
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• pp.1-7
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• 2009

This paper describes design of high energy efficiency 32 bit parallel processor core using instruction-levels data gating and dynamic voltage scaling (DVS) techniques. We present instruction-levels data gating technique. We can control activation and switching activity of the function units in the proposed data technique. We present instruction-levels DVS technique without using DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system. We can control powers of the function units in the proposed DVS technique. The proposed instruction-levels DVS technique has the simple architecture than complicated DVS which is DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system and a hardware implementation is very easy. But, the energy efficiency of the proposed instruction-levels DVS technique having dual-power supply is similar to the complicated DVS which is DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system. We simulate the circuit simulation for running test program using Spectra. We selected reduced power supply to 0.667 times of the supplied power supply. The energy efficiency of the proposed 32 bit parallel processor core using instruction-levels data gating and DVS techniques can improve about 88.4% than that of the 32 bit parallel processor core without using those. The designed high energy efficiency 32 bit parallel processor core can utilize as the coprocessor processing massive data at high speed.