• ICROS
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• v.17 no.4
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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.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.13 no.1 s.49
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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.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.24 no.6
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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.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.19 no.1
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• pp.61-67
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• 2014

Conventional synchronous circuits in low power required systems such as sensor systems cannot only satisfy the timing requirement of the low voltage digital systems, but also they may generate wrong outputs under the influence of PVT variations and aging effects. Therefore, in the reliable ultra-low power design, asynchronous circuits have recently been reconsidered as a solution for scaling issues. However, it is not easy to totally replace synchronous circuits with asynchronous circuits in the digital systems, so the interfacing between the synchronous and asynchronous circuits is indispensable for the digital systems. This paper presents a new design for interfacing between asynchronous circuits and synchronous circuits, and the interface circuits are applied to a $4{\times}4$ multiplier logic designed using 0.11um technology.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics C
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• v.35C no.9
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• pp.38-48
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• 1998

Generating test patterns for asynchronous sequential circuits remains to be a very difficult problem. There are few algorithms for this problem, and previous works cut feedback loops, and insert synchronous flip-flops in the feedback loops during ATPG. The conventional algorithms are similar to the algorithms for synchronous sequential circuits. This means that the conventional algorithms generate test patterns by modeling asynchronous sequential circuits as synchronous sequential circuits. So, test patterns generated by those algorithms nay not detect target faults when the test patterns are applied to the asynchronous sequential circuit under test. In this paper an algorithm is presented to generate test patterns for asynchronous sequential circuits. Test patterns generated by the algorithm can detect target faults for asynchronous sequential circuits with the minimal possibility of critical race problem and oscillation. And it is guaranteed that the test patterns generated by the algorithm will detect target faults.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1983.07a
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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.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2003.07b
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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.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.26 no.7B
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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.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.21 no.1
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• pp.17-25
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• 2016

This paper proposes an ultra-low power design methodology for asynchronous circuits which combines with power switch structure used for reducing leakage current in the synchronous circuits. Compared to existing delay-insensitive asynchronous circuits such as static NCL and semi-static NCL, the proposed methodology provides the leakage power reduction in the NULL mode due to the high Vth of the power switches and the switching power reduction at the switching moment due to the smaller area even though it has a reasonable speed penalty. Therefore, it will become a low power design methodology required for IoT system design placing more value on power than speed. In this paper, the proposed methodology has been evaluated by a $4{\times}4$ multiplier designed using 0.11 um CMOS technology, and the simulation results have been compared to the conventional asynchronous circuits in terms of circuit delay, area, switching power and leakage power.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.30 no.6
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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.