• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권4호
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• pp.35-41
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• 2011

비동기적으로 동작하는 디지털 회로는 동기 순차 회로에 비해서 고속, 저전력 소비 등 여러 가지 장점을 지니기 때문에 현대 디지털 시스템에서 여전히 중요한 요소로 사용되고 있다. 본 기고에서는 비동기 순차 회로에서 발생하는 고장을 진단하고 극복하는 최신 기술을 소개한다. 본 기고에서 주로 다루는 기술은 '교정 제어'로서 피드백 제어의 원리를 이용하여 비동기 순차 회로의 안정 상태를 바꾸는 기법이다. 크리티컬 레이스(critical race), 무한 순환 등 비동기 회로 설계상의 오류를 포함하여 SEU(Single Event Upset), 총이론화선량(TID)에 의한 고장 등 외부 환경에 의해서 발생하는 비동기 회로의 고장을 교정 제어를 이용하여 진단하고 극복하는 기술에 대해서 알아본다.

• 전자통신동향분석
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• 제13권1호통권49호
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• pp.41-51
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• 1998

전역 클럭을 사용하는 동기 회로 설계 기술은 설계의 단순화 및 자동화가 용이하기 때문에 현재 많이 사용하는 설계 기술이다. 그러나 다양한 기능과 고성능을 필요로 하는 대규모 시스템이나 회로 설계에서는 전역 클럭 사용으로 인한 신호 지연, 전력 소모 등이 문제로 부각되면서 비동기 회로 설계 기술이 각광을 받고 있다. 비동기 회로 설계 기술은 1940년대에 개발된 기술이지만 설계 자체가 어렵고 면적 증가 등의 단점으로 제한된 분야에서 이용되었다. 현재 이러한 단점을 극복하기 위한 연구가 회로 설계, 검증, 동기/비동기 인터페이스, 그리고 저전력 회로 등의 분야에서 많이 진행되고 있다.

• 전자통신동향분석
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• 제24권6호
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• pp.110-120
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• 2009

비동기식 회로는 전역 클록이 없이 모듈끼리의 핸드셰이크 프로토콜에 의해 데이터를 동기화하고, 전송하는 회로로 전역 클록에 기반한 동기식 회로에 비해 전역 클록으로 인한 문제점들, 예를 들면, 타이밍 종결 문제, 전력 소모 문제, 다중 클록 도메인 설계 문제 등에서 이점을 갖는다. 최근에는 이 두 가지 회로의 장점을 모아 서로 다른 클록에 기반한 비교적 작은 규모의 동기식 모듈을 기반으로 모듈끼리의 데이터 전송을 비동기식으로 수행하는 GALS 구조도 많이 연구되고 있다. 본 고에서는 이러한 비동기식 회로를 위한 설계 방식을 설명하기 위해 먼저, 비동기식 회로의 특성과 설계 동향, 설계 방식에 영향을 미치는 핸드셰이크 프로토콜 및 지연 모델을 소개한다. 그리고, 크게 세가지의 설계 방식을 간단한 예제를 통해 설명한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.61-67
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• 2014

센서 시스템과 같은 저전력 설계를 요구하는 시스템에서 기존의 동기방식의 회로는 낮은 전압에서 지연(delay)이 급격히 증가하여 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation), 노화 등에 크게 영향을 받아서 올바른 동작을 기대할 수 없다. 따라서, 신뢰할 수 있는 초저전력 설계에서 비동기 회로가 스케일링 이슈를 해결할 수 있는 방법으로 최근 다시 고려되고 있다. 그러나, 디지털 시스템에서 동기회로를 NCL 회로로 모두 대체하는 것은 쉽지가 않기때문에 동기회로와 비동기 회로 사이의 연결이 꼭 필요하다. 본 논문에서는 동기회로와 비동기 회로를 연결할 수 있는 새로운 설계방법을 보이고, 0.18um 공정기술을 사용한 $4{\times}4$ 곱셈기를 사용해서 검증을 하였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권9호
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• pp.38-48
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• 1998

비동기 순차 회로에 대한 시험 벡터를 생성하는 문제는 매우 어려운 문제로 남아 있다. 현재까지 이 문제에 대한 알고리즘은 거의 없었다. 그리고, 기존의 접근 방식은 시험 벡터를 생성하는 동안에는 피이드백 루프를 절단하여 그 곳에 플립플롭이 있는 것처럼 가정하고 시험 벡터를 생성하는 방식이었다. 그래서, 기존의 알고리즘은 동기 순차 회로용 시험 벡터 생성 알고리즘과 매우 유사하였다. 이것은 시험 벡터를 생성할 때에는 비동기 순차회로를 동기 순차 회로로 가정하고 시험 벡터를 생성한다는 것을 의미한다. 그러므로, 생성된 시험 벡터가 비동기 순차 회로에 적용되었을 때, 대상 결함을 검출하지 못할 수도 있다는 것을 나타낸다. 본 논문에서는 비동기 순차 회로에 대한 시험 벡터를 생성할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘을 적용하여 생성된 시험 벡터는 임계레이스(critical race) 문제와 순환(oscillation) 문제의 발생을 최소로 하면서 비동기 순차 회로의 결함을 검출할 수 있다. 그리고, 본 논문에서 제안된 알고리즘을 적용하여 생성된 시험 벡터는 비동기 순차 회로에 대해서 대상 결함을 검출하는 것이 보장된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1983년도 하계학술회의강연.논문초록집
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• pp.237-239
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• 1983

본 논문은 어떤 비동기적인 제어계가 상태 천이도(transition diagram)로 표현되기만 하면 이 입력으로부터 직접 비동기 순차회로를 구성 할 수 있는 알고리즘을 제시하고 있다. 이로써 비동기 회로를 쉽게 하드웨어로 실현 할수 있도록 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.971-974
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• 2003

본 논문은 DI(delay insensitive) 지연 모델을 적용한 비동기 회로의 데이터 전송시 발생되는 신호 천이의 수를 감소시키기 위한 새로운 데이터 인코딩 기법과 신호 천이 방법을 제시한다. DI 지연 모델을 적용한 비동기 시스템은 배선 지연에 관계없이 동작이 필요한 모듈에만 데이터와 핸드쉐이크를 위한 이벤트 신호를 전송하는 장점을 갖는다. 그러나 신호의 유효성과 동작 완료 검출을 위해 듀얼레일 데이터 인코딩이 필요하며 이는 비동기 회로의 크기를 증가시키고 이로 인해 전력 소비가 증가한다. 전력 소비를 감소시키기 위해 신호 천이의 수를 줄여야 하며, 본 논문에서는 제안한 신호 천이 기법을 적용하여 실험적으로 약 21%의 전력 소비 감소 결과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권7B호
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• pp.1006-1012
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• 2001

본 논문에서는 다른 클럭원들을 갖는 서로 다른 오실레이터에 의해 발생된 비동기 클럭을 입력으로 받아 동기신호로 변환시키는 기능과 그 중 어느 한 클럭이 동작하지 않더라도 동작하는 클럭을 계속 유지하여 클럭 중단의 위험을 제거한 안전모드를 추가한 기능의 구현을 기술한다. 특히, 통신 분야에서 ASIC으로 Chip을 개발할 때 다중 클럭의 사용은 필연적이며 비동기 신호를 동기신호로 변환하는 기능의 구현은 기본적이면서도 중요한 부분이다. 이 회로는 VHDL로 구현이 되었으며 다중 클럭 관련 ASIC 구현에 기본적으로 응용이 가능하다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.17-25
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• 2016

본 논문은 동기회로에서 누설 전류를 줄이기 위해서 사용되는 파워 스위치 구조를 결합한 새로운 구조의 저전력 비동기 회로 설계 방법을 제안하고자 한다. Static 방식, Semi-static 방식과 같은 기존의 지연 무관방식의 비동기 방식과 비교해서 다소 속도의 손해는 있지만, 파워 스위치에 의해서 데이터가 없는 상태에서는 누설 전력을 줄일 수 있고, 전체 사이즈가 작아짐으로써 데이터가 입력되는 순간의 스위칭 전력도 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서, 제안된 방법은 속도보다 저전력을 기본으로 하는 사물인터넷 시스템에서 요구되는 전전력 설계 방법이 될 것이다. 본 논문에서는 새로운 방식의 비동기 회로를 사용하여 $4{\times}4$곱셈기를 0.11um 공정으로 설계하고, 기존의 비동기 방식의 곱셈기와 스피드, 누설 전류, 스위칭 파워, 회로 크기 등을 비교하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제30권6호
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• pp.90-98
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• 2015

본 논문에서는 비동기식 회로기술의 최근 동향을 분석하기 위해 관련 분야의 가장 저명한 학회인 비동기식 회로 및 시스템 학회(International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems: ASYNC)에 투고된 논문과 기존의 동향분석 자료를 비교 분석하여 제시하고, 관련 업체의 상용화 사례를 통한 비동기식 회로 기술전망을 제시한다. 조사된 논문은 2011년부터 2015년까지 투고된 총 90편의 논문을 각 기준에 따라 분류하고, 연도별, 국가별, 기관별 동향을 분석함으로 최근 관련 기술의 연구동향을 통계화하여 제시하였다. 분석 결과 지난 최근 3년 내 Low Power 분야가 주목할 만한 성장세를 보였고, 상용화 사례로는 Intel의 비동기식 설계를 통한 네트워크 칩, IBM의 Brain inspired processor인 TrueNorth 프로세서 등이 주목할 만하다.