• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권3호
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• pp.197-204
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• 2011

방송 신호를 수신하여 TV 등의 디스플레이 장치로 전달하는 셋톱박스는 다른 가전과는 다르게 대기모드, 즉 저전력모드가 존재하지 않는다. 이는 기술적 제약과 운용상의 이유로 인한 것이다. 현재 셋톱박스의 전원을 리모컨으로 끄면 방송을 시청하는 온모드 대비 80~90%의 높은 소비전력을 보인다. 이는 1W 미만으로 동작하는 다른 가전에 비해 월등히 높은 것이다. 국내 및 해외 선진국들은 셋톱박스의 에너지 효율을 높이고자 하는 정책을 시행하고 있다. 본 논문에서는 셋톱박스의 에너지 효율을 개선하고자 저전력 셋톱박스를 설계하고 진행 중인 개발에 대해 기술한다. 저전력 모드를 지원하는 SoC, 전원 모드를 구분하여 동작하도록 하는 시스템 하드웨어 및 소프트웨어, 그리고 방송사와의 연동을 통한 전원관리를 이루는 미들웨어 등이 핵심 개발 내용이다. 그리고 이를 통해 이룰 수 있는 에너지 소비 절감 효과를 보인다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1145-1152
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• 2019

본 논문에서는 디지털 회로와 저소비전력 및 고속연산의 장점을 가진 아날로그 회로를 혼용하기 위하여, 저전력 전류모드 12비트 ADC(: Analog to Digital Converter)를 제안하였다. 제안하는 12비트 ADC는 4비트 ADC의 cascade 구조를 사용하여 소비전력을 줄일 수 있었으며, 변환 current mirror 회로를 사용해 칩면적을 줄일 수 있었다. 제안된 ADC는 매그나칩/SK하이닉스 350nm 공정으로 구현하였고, Cadence MMSIM을 사용하여 post-layout simulation를 진행하였다. 전원전압 3.3V에서 동작하고, 면적은 318㎛ x 514㎛를 차지하였다. 또한 제안하는 ADC는 평균 소비전력 3.4mW의 저소비전력으로 동작하는 가능성을 나타내었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.443-448
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• 2006

본 논문에서는 이족 로봇 보행 중 전력 소비가 적고 안정한 저전력 보행 궤적 생성 방법을 재안하고, 생성된 보행 궤적의 구현을 위해 25 자유도를 갖는 이족 로봇을 설계 제작하였다. 본 논문에서 제안된 방법에서는 발목 사용 보행의 장점을 이용하고 보행 중 무릎을 크게 굽히는 동작을 줄이기 위해 기존 보행 방법과는 달리 우선 가장 안정한 VPCG 궤적을 생성 하고 생성된 궤적에 따른 발목과 골반의 보행 궤적을 생성한다. 이와 같이 함으로써 이족 로봇이 보행 중 항상 무릎을 굽히지 않으므로 전체 보행 중 전력 소비를 최소화 한다. 한편 제작된 이족 로봇은 발목 사용 시 지면과 잘 접지되는 발 구조와 골반을 유연하게 동작 할 수 있는 특징을 가진다. 마지막으로 이족 로봇의 실제 보행 실험 및 소비 전력 측정 결과, 본 논문에서 제안된 방법이 발목을 사용하지 않는 기존 방법에 비해 더 안정하고 전력 소비가 더 적음을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권2호
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• pp.20-27
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• 2011

모바일 기기에 장착되는 CMOS 이미지 센서(CIS) 칩은 배터리 용량의 한계로 인해 저전력 소모를 요구한다. 본 논문에서는 전력소모를 줄일 수 있는 데이터 플립플롭 회로와 새로운 저전력 구조의 Single-Slope A/D Converter(SS-ADC)를 사용한 이미지 센서를 설계하여 모바일 기기에 사용되는 CIS 칩의 전력 소모를 감소시켰다. 제안하는 CIS는 $2.25um{\times}2.25um$ 면적을 갖는 4-Tr Active Pixel Sensor 구조를 사용하여 QVGA($320{\times}240$)급 해상도를 갖도록 설계되었으며 0.13um CMOS 공정에서 설계되었다. 실험 결과, CIS 칩 내부의 SS-ADC 는 10-b 해상도를 가지며, 동작속도는 16 frame/s 를 만족하였고, 전원 전압 3.3V(아날로그)/1.8V(Digital)에서 25mW의 전력 소모를 보였다. 측정결과로부터 제안된 CIS 칩은 기존 CIS 칩에 비해 대기시간동안 약 22%, 동작시간동안 약 20%의 전력이 감소되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권4A호
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• pp.439-446
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• 2004

본 논문에서는 통신 시스템의 저전력, 고속 동작에 적합한 2단 8비트 500Msamples/s ADC 설계 기법을 제안하였다. 이를 위하여 기존의 2단 변환기에서 사용하는 폐쇄형 구조 대신 개방형 구조를 사용하였고 리셋 스위치를 사용하여 mux-array를 이용한 개방형 구조에서 문제가 되는 기생 캐패시턴스에 의한 정착 시간 지연 문제를 해결하여 고속 동작에 적합하도록 하였다. 또한 아날로그 래치를 제안하여 기존의 정적 동작 대신 동적 동작을 통하여 전력 소모를 줄였다. 위에서 제안한 설계 기법을 이용하여 설계된 ADC는 모의실험 결과 103MHz 입력 신호를 500MHz로 샘플링 할 때 7.6비트의 ENOB을 가지며 1.8V 단일 전원에서 203㎽의 전력을 소모한다. 레이아웃은 1-poly 6-metal 0.18$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 이용하였으며 면적은 760$\mu\textrm{m}$*800$\mu\textrm{m}$이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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• pp.267-272
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• 2007

최근 인터넷의 발달과 더불어, 멀티미디어 네트워크 서비스가 크게 활성화됨에 따라서 해당 정보를 저장하는 저장 장치의 크기가 기하급수적으로 늘고 있으며, 서버에서의 전력 소모 문제가 큰 이슈로 대두되었다. 서버 구성 요소 중에 디스크와 같은 저장장치가 전력 소모에 큰 부분을 차지하고 있으며, 이를 감소시키기 위해 디스크는 여러 모드를 지원하며, 그 중 저전력 모드에서 소비되는 전력이 다른 모드에 비해서 훨씬 적다. 본 논문에서는 클러스터 비디오 서버에서 최대한 많은 디스크를 저전력 모드로 동작하게 하는 캐슁(caching) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 클러스터 별로 캐쉬를 할당하여, 할당된 캐쉬 크기에 따라서 각 클러스터에서 소모되는 디스크 이용률과 전력을 분석한다. 이에 기반하여, 전체 클러스터에서 소모되는 전력을 최소화하는 새로운 캐슁 알고리즘을 제안하며 시뮬레이션을 통해 해당 기법의 효용성을 분석한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.80-88
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• 2008

본 논문에서는 스마트카드 적용을 위하여 국내외 블록 암호화 표준 알고리즘인 3-DES(Triple Data Encryption Standard), AES(Advanced Encryption Standard), SEED, HASH(SHA-1)를 통합한 저전력 암호화 엔진을 하드웨어로 구현하였다. 휴대용 기기에 필수적인 작은 면적과 저전력을 위하여 하나의 라운드에 대한 각각의 암호화 블록을 구현한 후 반복동작을 하도록 설계하였고 두 단계의 클록 게이팅 기술을 적용하였다. 설계한 통합 암호화 엔진은 ALTERA Excalibur EPXA10F1020C2를 사용하여 검증하였고 합성결과 7,729 LEs와 512 바이트 ROM을 사용하여 최대 24.83 MHz 속도로 동작이 가능하였다. 삼성 0.18 um STD130 CMOS 스탠다드 셀 라이브러리로 합성한 결과 44,452 게이트를 사용하며 최대 50 MHz의 속도로 동작이 가능하였다. 또한 전력소모를 측정한 결과 25 MHz의 속도로 동작할 경우 3-DES, AES, SEED, SHA-1 모드일 때 각각 2.96 mW, 3.03 mW, 2.63 mW, 7.06 mW의 전력소모를 할 것으로 예측되었다. 이러한 저전력 통합 암호화 엔진은 스마트카드 적용에 가장 적합한 구조를 갖고 있으며 그 외에도 다양한 암호화 시스템에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권10호
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• pp.22-29
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• 1998

본 논문에서는 휴대용 영상신호처리 시스템에 집적화할 수 있는 전류예측기와 모듈형 기준전류원을 이용한 10비트 저전력 전류구동 CMOS A/D 변환기를 설계하였다. 전류예측기와 모듈형 기준 전류원을 사용함으로써 2단 플래시구조를 갖는 A/D 변환기에 비해 비교기와 기준전류원의 개수를 줄일 수 있게 되었고, 따라서 설계된 A/D변환기의 저전력 동작이 가능하였다. 설계된 10비트 저전력 전류구동 CMOS A/D 변환기는 0.6㎛ n-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. +5V 단일 공급전압하에서 동작할 때 측정된 전력소모는 94.4mW이며, 아날로그 입력 전류범위는 16㎂에서 528㎂로 측정되었으며, INL과 DNL은 각각 ±1LSB, ±0.5LSB이하로 나타났다. 또한 10MSamples/s의 변환속도를 나타내었고, 제작된 10비트 전류구동 CMOS 4/D 변환기의 유효 칩면적은 1.8㎜ x 2.4㎜이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.255-258
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• 2000

본 논문에서는 효율적인 면적의 저전력 FIR 필터를 제안한다. 제안된 필터는 6 비트 8 탭의 구조를 갖는PRML(Partial-Response Maximum Likelihood) 디스크드라이브 read channel용 FIR 필터이다 제안된 구조는 병렬연산 구조를 채택하고 있으며 네 단의 파이프라인 구조를 가지고 있다. 곱셈을 위하여 부스 알고리즘이 사용되며 압축기를 이용하여 덧셈을 수행한다. 저전력을 위해 CMOS 패스 트랜지스터를 사용하였으며 면적을 줄이기 위해 single-rail 로직을 사용하였다 제안된 구조를 0.65㎛ CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며1.88 × 1.38㎟의 면적을 차지하였고 HSPICE 시뮬레이션 결과 3.3V의 공급전압에서 100㎒로 동작시 120㎽의 전력을 소모한다. 제안된 구조는 기존의 구조들에 비해 약 11%의 전력이 감소했으며 약 33%의 면적이 감소하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1579_1580
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• 2009

다양한 환경에서 WBAN/USN 시스템이 적용됨에 따라 해당 시스템의 효율적인 전력 운용 및 통신 방식이 중요해 지고 있다. 이에 본 논문은 센서 간 효율적인 운용 방식으로 ID 기반의 통신 시스템을 제안 하였다. 보다 효율적인 시스템 동작을 위해 센서 노드에 웨이크업 모듈과 자가 전원 차단 회로를 구현함으로써 센서 노드의 보다 효율적인 전력 사용이 가능하도록 하였다. 웨이크업 모듈 구현을 통해 싱크노드가 원하는 센서 노드만 동작 가능하도록 하였으며, 일반적인 센서노드와는 달리 센서 데이터 전송 후 시스템 전력을 차단하는 회로를 구현함으로써 시스템의 불용 전력을 최소화 하였다. 또한 제안한 시스템을 직접 제작하고 실제 ID 기반으로 통신이 가능한지 검증함으로써 다양한 WBAN/USN 시스템에 적용 가능함을 보였다.