• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1301-1308
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• 2012

본 논문에서는 ADCL(adiabatic dynamic CMOS logic) buffer를 이용한 단열 논리회로용 AC 전원과 동기화된 저전력 클럭 발생기를 제안한다. CMOS 논리회로의 전력 손실을 줄이고 ADCL의 저전력 동작을 위해서, 논리회로의 clock 신호는 AC 전원 신호와 동기화 되어야 한다. 설계된 Schmitt trigger 회로와 ADCL buffer를 사용한 ADCL 주파수 분주기를 이용하여 AC 신호와 단열동작을 위한 clock 신호가 발생된다. 제안된 저전력 클럭 발생기의 소비전력은 3kHz와 10MHz에서 각각 1.181uW와 37.42uW으로 시뮬레이션에서 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권9C호
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• pp.879-885
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• 2002

통신 시스템의 성능은 여러 가지 요구 조건을 고려하여 측정되어져야 한다. 이러한 목적으로 잡음 발생기는 주어진 특성을 갖는 잡음 신호를 생성하는데 사용되는 시스템이다. 본 논문에서는 최근에 제안된 DCT를 이용한 잡음 발생기에서 DCT를 제외한 회로의 면적을 약 44∼47% 정도 줄이는 구조를 제안한다. 또한, 제안된 구조는 내부의 빠른 클럭을 사용하지 않게 되어 74∼77% 정도의 전력소모를 감소시켰다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1155-1161
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• 2014

본 논문에서는 DC-DC 부스트 컨버터의 최소 입력전압을 250mV 까지 낮출 수 있도록 하는 저전압 스타트업 전압 발생기를 제안 하였다. 제안된 스타트업 전압 발생기는 250mV의 입력전압을 500mV 이상으로 승압시켜 커패시터에 충전한다. 이후, 커패시터에 저장된 전압으로 부스트 컨버터를 시동시킴으로써, 250mV의 낮은 입력 전압에서도 부스트 컨버터가 동작을 시작할 수 있도록 하였다. 부스트 컨버터가 정상 동작한 후에는, 부스트 컨버터에 의하여 만들어지는 승압된 출력전압을 다시 부스트 컨버터의 전원으로 사용하게 함으로써, 스타트업 동작 후에는 기존 부스트 컨버터와 동일한 높은 전력 변환 효율로 동작 하도록 하였다. 제안된 스타트업 전압 발생기는 낮은 입력전압에서 트랜지스터의 바디전압을 조절하여 트랜지스터의 문턱전압을 낮춤으로써, 입력전압을 승압시키는 딕슨 차지펌프에 높은 클럭 주파수와 큰 전류를 공급하도록 하였다. 제안된 스타트업 전압 발생기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었으며, 250mV의 입력전압에서 생성된 클럭 주파수와 출력전압은 각각 34.5kHz와 522mV였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.357-360
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• 2013

고속 저전력 모바일 응용분야를 위한 1.8V 2-Gb/s SLVS 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 데이터 전송을 위한 4-lane 송신단, 소스 동기 클럭 방식을 위한 1-lane 송신단, 그리고 8-phase 클럭 발생기로 구성된다. 제안하는 SLVS 송신단은 50 mV에서 650 mV의 출력 전압 범위를 가지며 고속 동작 모드와 저전력 모드를 제공한다. 또한, signal integrity를 개선하기 위한 출력 드라이버의 임피던스 교정 기법이 제안된다. 제안하는 SLVS 송신단은 1.8V의 공급 전압을 가지는 $0.18-{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정을 이용하여 구현된다. 구현된 SLVS 송신단의 데이터 jitter의 시뮬레이션 결과는 2-Gb/s의 데이터 전송속도에서 8.04 ps이다. 1-lane을 위한 SLVS 송신단의 면적과 전력소모는 각각 $422{\times}474{\mu}m^2$와 5.35 mW/Gb/s이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.786-792
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• 2018

본 논문에서는 저전력 센서용 아날로그-디지털 변환기를 위한 cascade of integrator feedback (CIFB) 구조의 3차 시그마-델타 아날로그 모듈레이터가 제안된다. 제안된 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 gain-enhanced current-mirror 기반 증폭기를 사용하는 3개의 스위치 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 그리고 비중첩 클럭 발생기로 구성된다. 160의 오버 샘플링 비율과 90.45dB의 신호 대 잡음비를 가지는 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 1.2V 공급 전압의 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되며, $0.145mm^2$의 면적과 $341{\mu}W$의 전력을 소모한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.454-464
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• 2023

본 논문은 센서 노드 응용을 위한 1MS/s의 샘플링 속도를 가지는 저전력 8비트 비동기 축차근사형(successive approximation register, SAR) 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)를 제안한다. 이 ADC는 선형성을 개선하기 위해 부트스트랩 스위치를 사용하며, 공통모드 전압(Common-mode voltage, VCM) 기반의 커패시터 디지털-아날로그 변환기 (capacitor digital-to-analog converter, CDAC) 스위칭 기법을 적용하여 DAC의 전력 소모와 면적을 줄인다. 외부 클럭에 동기화해서 동작하는 기존 동기 방식의 SAR ADC는 샘플링 속도보다 빠른 클럭의 사용으로 인해 전력 소비가 커지는 단점을 가지며 이는 내부 비교를 비동기 방식으로 처리하는 비동기 SAR ADC 구조를 사용하여 해결할 수 있다. 또한, 낮은 해상도의 설계에서 발생하는 큰 디지털 전력 소모를 줄이기 위해 동적 논리 회로를 사용하여 SAR 로직를 설계하였다. 제안된 회로는 180nm CMOS 공정으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 1.8V 전원전압과 1MS/s의 샘플링 속도에서 46.06𝜇W의 전력을 소비하고, 49.76dB의 신호 대 잡음 및 왜곡 비율(signal-to-noise and distortion ratio, SNDR)과 7.9738bit의 유효 비트 수(effective number of bits, ENOB)를 달성하였으며 183.2fJ/conv-step의 성능 지수(figure-of-merit, FoM)를 얻었다. 시뮬레이션으로 측정된 차동 비선형성(differential non-linearity, DNL)과 적분 비선형성(integral non-linearity, INL)은 각각 +0.186/-0.157 LSB와 +0.111/-0.169 LSB이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.486-495
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• 2006

본 논문에서 는 플래쉬 셀을 사용하여 수동형 UHF RFID 태그 칩에 사용되는 저전력 1Kb 동기식 EEPROM을 설계하였다. 저전력 EEPROM을 구현하기 위한 방법으로 다음과 같은 4가지 방법을 제안하였다. 첫째, VDD(=1.5V)와 VDDP(=2.5V)의 이중 전원 공급전압 방식을 사용하였고, 둘째, 동기식 회로 설계에서 클럭(clock) 신호가 계속 클럭킹(clocking)으로 인한 스위칭 전류(switching current)가 흐르는 것을 막기 위해 CKE(Clock Enable) 신호를 사용하였다. 셋째, 읽기 사이클에서 전류 센싱(current sensing) 방식 대신 저전력 소모를 갖는 clocked inverter를 사용한 센싱 방식을 사용하였으며, 넷째, 쓰기 모드시 Voltage-up 변환기(converter) 회로를 사용하여 기준전압 발생기(Reference Voltage Generator)에는 저전압인 VDD를 사용할 수 있도록 하여 전력 소모를 줄일 수가 있었다. $0.25{\mu}m$ EEPROM 공정을 이용하여 칩을 제작하였으며, 1Kb EEPROM을 설계한 결과 읽기 모드와 쓰기 모드 시에 소모되는 전력은 각각 $4.25{\mu}W$와 $25{\mu}W$이고, 레이아웃 면적(layout area)은 $646.3\times657.68{\mu}m^2$이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.90-96
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• 2014

본 논문은 광대역 특성의 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프를 설계함에 있어 최적의 루프 이득 선정을 통한 실용적인 선형화 설계 기법을 제안한다. 기존의 이론적 파라미터 설계 기법을 광대역 클럭 발생기 회로에 적용함에 있어 한계점을 설명하고 실제 구현된 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프 설계에 대해서 살펴보았다. 본 논문에서는 정수 어레이와 디더 이득은 크게 하되 비례 이득을 작게 설정하여 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프의 리미티드 사이클 노이즈를 제거하였다. 제안된 설계 기법을 적용한 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프는 기존의 구조에 비교하여 초소형, 저전력, 선형 특성 및 루프 대역폭 조절이 가능한 장점을 보이며, 성능의 우수성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.161-161
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• 2017

스마트 시설환경의 제어 요소는 난방기, 창 개폐, 수분/양액 밸브 개폐, 환풍기, 제습기 등 직접적으로 시설환경의 조절에 관여하는 인자와 정보 교환을 위한 통신, 사용자 인터페이스 등 간접적으로 제어에 관련된 요소들이 복합적으로 존재한다. PID 제어와 같이 하는 수학적 논리를 바탕으로 한 제어와 전문 관리자의 지식을 기반으로 한 비선형 학습 모델에 의한 제어 등이 공존할 수 있다. 이러한 다양한 요소들을 복합적으로 연동시키기 위해선 기존의 시퀀스 기반 제어 방식에는 한계가 있을 수 있다. 관행의 방식과 같이 시계열 상에서 획득한 충분한 데이터를 이용하여 제어의 양과 시점을 결정하는 방식은 예외 상황에 충분히 대처하기 어려운 단점이 있을 수 있다. 이러한 예외 상황은 자연적인 조건의 변화에 따라 불가피하게 발생하는 경우와 시스템의 오류에 기인하는 경우로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 실시간으로 변하는 시설환경 내의 다양한 환경요소를 실시간으로 분석하고 상응하는 제어를 수행하여 수학적이며 예측 가능한 논리에 의해 준비된 제어시스템을 보완할 방법을 연구하였다. 과거의 고성능 컴퓨팅(HPC; High Performance Computing)은 다수의 컴퓨터를 고속 네트워크로 연동하여 집적적으로 연산능력을 향상시킨 기술로 비용과 규모의 측면에서 많은 투자를 필요로 하는 첨단 고급 기술이었다. 핸드폰과 모바일 장비의 발달로 인해 소형 마이크로프로세서가 발달하여 근래 2 Ghz의 클럭 속도에 이르는 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)가 등장하기도 하였다. 상대적으로 낮은 성능에도 불구하고 저전력 소모와 플랫폼의 소형화를 장점으로 한 AP를 시설환경의 실시간 제어에 응용하기 위한 방안을 연구하였다. CPU의 클럭, 메모리의 양, 코어의 수량을 다음과 같이 달리한 3가지 시스템을 비교하여 AP를 이용한 마이크로 클러스터링 기술의 성능을 비교하였다.1) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 1GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 2) 2.0 Ghz, 4 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 3) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 64Bit Linux(Arch64). 병렬 컴퓨팅을 위한 개발 라이브러리로 MPICH(www.mpich.org)와 Open-MP(www.openmp.org)를 이용하였다. 2,500,000,000에 이르는 정수 중 소수를 구하는 연산에 소요된 시간은 1)17초, 2)13초, 3)3초 이었으며, $12800{\times}12800$ 크기의 행렬에 대한 2차원 FFT 연산 소요시간은 각각 1)10초, 2)8초, 3)2초 이었다. 3번 경우는 클럭속도가 3Gh에 이르는 상용 데스크탑의 연산 속도보다 빠르다고 평가할 수 있다. 라이브러리의 따른 결과는 근사적으로 동일하였다. 선행 연구에서 획득한 3차원 계측 데이터를 1초 단위로 3차원 선형 보간법을 수행한 경우 코어의 수를 4개 이하로 한 경우 근소한 차이로 동일한 결과를 보였으나, 코어의 수를 8개 이상으로 한 경우 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다. 현장 보급 가능성, 구축비용 및 전력 소모 등을 종합적으로 고려한 AP 활용 마이크로 클러스터링 기술을 지속적으로 연구할 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권8호
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• pp.46-51
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• 2002

회로의 크기와 소모 전력을 줄이기 위하여 새로운 구조의 중첩된 싱크러너스 미러 지연 소자를 제안한다. 기존의 중첩된 싱크러너스 미러 지연 소자는 지터를 줄이기 위하여 여러 쌍의 포워드 지연 배열과 백워드 지연 배열을 사용하였다. 제안하는 중첩된 싱크러너스 미러 지연 소자는 멀티플렉서의 위치를 변경시킴으로써 오직 단 하나의 포워드 지연 배열과 백워드 지연 배열을 필요로 한다. 뿐만 아니라, 제안하는 중첩된 싱크러너스 미러 지연 소자는 인버터를 추가함으로써 기존 회로의 극성 문제를 해결하였다. 모의 실험 결과로 부터 제안하는 중첩된 싱크러너스 미러 지연 소자는 약 30%의 전력 소모 감소와 약 40%의 면적 감소 효과를 가져온다는 것을 알 수 있다. 모든 모의 실험과 구현은 0.25um two-metal CMOS 공정기술을 사용하여 행해졌다.