• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.569-574
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• 2007

최근 많은 광대역 유무선 통신 응용분야에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 표준기술로 채택하고 있다. OFDM 방식의 고속 무선 데이터 통신을 위한 FFT 프로세서는 일반적으로 DSP(Digital Signal Processing)로 구현되었으나, 큰 전력 소비를 필요로 한다. 따라서, OFDM 통신방식의 단점인 전력문제를 보완하기 위해서 전류모드 FFT LSI가 제안되었고, 저소비전력 전류모드 FFT LSI를 동작시키기 위해서는 전류모드를 전압모드로 바꾸는 VIC(Voltage to Current Converter) 그리고 다시 전류모드를 전압모드로 바꾸어 주는 IVC(Current to Voltage Converter)가 필요하다. 그러나, OP-AMP로 구현되는 종래의 IVC는 회로규모가 크고, 전력소비가 크며, LSI 내에 크고 정확한 높은 저항을 필요로 한다. 또한 전류모드신호처리에서 많이 이용되는 Current Mirror 회로 등의 출력단자로부터 전류신호를 입력받은 경우, 입력단자간의 전위차가 발생하며, DC offset 전류가 발생하는 등의 문제점을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 저전력 동작이 가능하고, 향후, single chip 응용이 가능한 IVC를 $0.35{\mu}m$ 공정에서 설계함으로서, $0.35{\mu}m$ 공정에서의 전류모드 FFT LSI의 전압모드 출력이 가능해졌다 설계된 IVC는 FFT LSI의 출력이 디지털신호로 환산한 ${\pm}1$인 점을 감안하여, 전류모드 FFT LSI의 출력이 $13.65{\mu}A$ 이상일 때에 3.0V의 전압을 출력하고, FFT LSI의 출력이 $0.15{\mu}A$ 이하일 때에 0.5V 이하의 전압을 출력하도록 하였으며, IVC의 총 소비전력은 약 1.65mV이하로 평가되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.39-45
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• 2009

본 논문에서는 최근 무선 통신 시스템에서 빠른 데이터전송 방식으로서 사용되고 있는 OFDM 통신방식의 저소비전력화 방안을 제안한다. 일반적으로 OFDM에서 주요 신호처리 방식은 디지털을 이용한 프리에 변환이다. 이런 디지털 프리에 변환은 많은 소비전력이 필요하며 이것은 무선통신 시스템에 있어서 커다란 제약이 되고 있다. 전류모드를 이용한 아날로그 프리에 변환(FFT) LSI는 이러한 소비전력의 문제를 해결할 수 있는 주요 대안으로 떠오르고 있다. 그러나 이러한 신호처리 방식을 사용하기 위해서는 전류모드를 이용한 직병렬/병직렬 변환기(Serial-to-Parallel/Parallel-to-Serial Converter)가 필수적으로 필요하다. 본 논문에서는 전류모드로 구성한 아날로그 프리에 변환(FFT) LSI를 이용해 수신단의 저소비전력을 실현하기 위해 필수적인 새로운 전류모드 직병렬/병직렬 변환기를 제시하였으며 설계된 칩의 측정결과가 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다. 제안된 전류모드 직병렬/병직렬 변환기의 개발로 저소비전력에 큰 장점을 지니고 있는 아날로그 FFT LSI의 활용이 가능해졌으며 송수신단 시스템에서 큰 소비전력의 감소효과를 가져올 것으로 기대된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권10A호
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• pp.776-783
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• 2009

본 논문에서는 OFDM과 같은 대용량 무선 전송방식의 베이스밴드단(Baseband) 신호처리 방식 중 직병렬/병직렬 변환기(Serial-to-Parallel/Parallel-to-Serial Converter)를 전류모드(Current-mode) 회로로 구현했을 경우 유효한 설계 기법을 제안한다. 전류모드를 이용한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 직교주파수분할다중)용 아날로그 프리에 변환(FFT) LSI의 병렬 입출력을 담당하는 전류모드 직병렬병직렬 변환기의 홀드모드(Hold mode)의 불필요한 전류를 제거할 수 있다. 이를 통해 전류모드로 구성한 아날로그 신호처리 시스템의 저소비전력을 실현하기 위해 필수적인 새로운 전류모드 직병렬/병직렬 변환기를 제시하고 설계된 칩의 측정결과가 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다. 이를 통해 저전력형 대용량 무선통신 시스템의 베이스밴드단 구축이 가능한 전류모드 아날로그 시스템의 구현 가능성을 제시하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.134-142
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• 2005

전류모드 CMOS 회로기반 다치 논리 회로가 최근에 구현되고 있다. 본 논문에서는 4-치 Unary 다치 논리 함수를 전류모드 CMOS 논리 회로를 사용하여 합성하였다. 전류모드 CMOS(CMCL)회로의 덧셈은 각 전류 값들이 회로비용 없이 수행될 수 있고 또한 부의 논리 값은 전류흐름을 반대로 함으로써 쉽게 구현이 가능 하다. 이러한 CMCL 회로 설계과정은 논리적으로 조합된 기본 소자들을 사용하였다. 제안된 알고리듬을 적용한 결과 트랜지스터의 숫자를 고려하는 기존의 기법보다 더욱 적은 비용으로 구현할 수 있었다. 또한 비용-테이블 기법의 대안으로써 Unary 함수에 대해서 범용 UUPC(Universal Unary Programmable Circuit) 소자를 제안하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.89-95
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• 2008

해상통신에서 운용되는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)통신 단말기는 긴급재난시에도 동작하여야 하므로, 저전력으로 동작하여야 한다. 따라서 Digital Signal Processing (DSP) 동작하는 전압모드 Processor보다 저전력 동작이 가능한 전류모드 FFT (Fast-Fourier-Transform) Processor의 설계가 필요하게 되었다. IVC (Current-to-Voltage Converter)는 전류모드 FFT Processor의 출력 전류를 전압 신호로 바꾸는 디바이스로써, 저전력 OFDM 단말기 동작을 위해 IVC의 전력 손실은 낮아야 하고, FFT의 출력 전류가 전압신호에 대응이 될 수 있도록 넓은 선형적인 동작구간을 가져야 하며, 향후, FFT LSI와 IVC가 한 개의 칩으로 결합되는 것을 고려하면, 작은 크기의 chip size로 설계되어야 한다. 본 논문에서는 선형 동작 구간이 넓은 새로운 IVC를 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 IVC는 전류모드 FFT Processor의 출력 범위인 -100 ~100[uA]에서 0.85V~1.4V의 선형동작구간을 갖게 됨을 확인하였다. 제안된 IVC는 전류모드 FFT Processor와 더불어 OFDM을 이용한 저전력 해상 데이터통신 실현을 위한 선도 기술로 유용할 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.159-164
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• 2016

무선통신시스템은 한정된 에너지를 갖는 배터리를 사용하기 때문에 저전력 회로로 구현되어야 하며, 이를 위하여 주파수와 상관없이 일정한 전력을 나타내는 전류모드 회로가 연구되어왔다. 본 논문에서는 초저전력 동작이 가능하도록 Dynamic Voltage Scaling 전원을 유도하며, 전류모드 신호처리 중 메모리 동작에서 저장된 에너지가 누설되는 Clock-Feedthrough 문제를 최소화하는 전류메모리 회로를 제안한다. $0.35{\mu}m$ 공정의 BSIM3 모델로 Near-threshold 영역의 전원 전압을 사용한 시뮬레이션을 진행한 결과, 1MHz의 스위칭 동작에서 $2{\mu}m$의 메모리 MOS Width, $0.3{\mu}m$의 스위치 MOS Width, $13{\mu}m$의 Dummy MOS Width로 설계할 때, Clock-Feedthrough의 영향을 최소화시킬 수 있었으며 1.2V의 Near-threshold 전원전압에서 소비전력은 $3.7{\mu}W$가 계산되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.487-494
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• 2020

본 논문에서는 정적소비전력을 줄이며, 전류 모드 신호처리의 장점을 최대로 올릴 수 있는 전류 메모리 회로 설계를 제안한다. 제안하는 전류 메모리 회로는 기존의 전류 메모리 회로가 갖는 Clock-Feedthrough와 Charge-Injection 등으로 인해 데이터 저장 시간이 길어지면서 전류 전달 오차가 심해지는 문제를 최소화하며, 저전력 동작이 가능한 Current Transfer 구조에 밀러 효과(Miller effect)를 극대화하는 Support MOS Capacitor를 삽입하는 설계로, 저장 시간에 따르는 개선된 전류 전달 오차를 보였다. 매그나칩/SK하이닉스 0.35㎛ 공정으로 칩 제작을 통한 실험 결과, 저장 시간에 따르는 전류 전달 오차가 5% 이하로 개선되는 것을 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.116-121
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• 2005

전류모드 아날로그 회로를 이용하여 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 설계하는 경우에 tap coefficient와 전류모드 FFT(Fast Fourier Transform) LSI의 회전인자(twiddle factor)를 실현시키기 위해서는 높은 정밀도를 갖는 전류 감쇠 회로가 필요하게 된다. 본 논문은 전류 모드 신호처리 기술에서 전류감쇠 회로의 감쇠 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술을 소개하고자한다. 먼저 게이트 길이 비율을 조정하는(gate-ratioed) Current Mirror 회로를 사용하는 기존의 전류 감쇠 조정회로에 있어서의 DC offset 전류 에러에 대하여 분석하였으며, 다음으로 DC offset 전류 에러를 제거할 수 있는 전류감쇠 회로를 제안하였다. 회로 구성은 입력 전류를 1/N로 감쇠시킬 수 있도록 N개의 Current Mirror를 병렬로 연결하는 기본 구성을 하였으며, Kirchhoff 전류 법칙에 근거하여, 전류 감쇠가 결정되도록 설계하였다. 또한 Current Mirror 회로에서, 정전류원의 사용을 줄일 수 있는 회로설계를 제안하였다. 제안된 전류 감쇠 회로에서 정밀도는 Current Mirror의 ac 이득 에러에 의하여 제한되며 High Swing Current Mirror를 기본 Current Mirror로 사용한 경우에, 최대 정밀도는 이론상 입력 전류의 -80[dB]까지 실현가능하다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.102-109
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• 2001

본 논문에서는 GF($P^{m}$ )상에서의 새로운 승산 알고리듬과 승산기 구성법을 나타내었다. 유한체 상에서의 두 원소에 대한 승산공식을 유도하였고 유도된 수식에 의해 승산기를 구성하였다. 적용예로 GF(3) 승산 모듈과 덧셈 모듈을 전류 모드 CMOS 기법을 적용하여 구현하였다. 이러한 모듈을 기본 모듈로 사용하여 GF(3$^{m}$ )승산기를 설계하였고 SPICE를 통하여 검증하였다. 제시된 승산기는 규칙적인 셀 구조를 사용하였고 단순히 규칙적인 내부 결선으로 구성된다. 따라서, 유한체 상에서 차수가 m 차로 증가하는 승산에 대해서도 간단히 확장이 가능하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.35-41
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• 2008

본 논문은 디지털 오디오 신호처리의 고속 및 저전력 동작을 구현하기 위한 전류모드 신호처리의 고성능 회로에 관하여 설계방안을 제시한다. 디지털 오디오 프로세서는 FFT(fast Fourier transform)와 같은 디지털 연산 동작이 필요하며, FFT 프로세서는 그 설정 포인트에 따라, 전력이 많이 필요하게 되며, 또한 고속 동작의 요구에 따라, 전력의 부담은 증대되고 있다. 따라서, 디지털 오디오 프로세서에 SI(switched current) circuit을 이용하는 analog current-mode 신호처리의 응용이 적용되게 되었다. 그러나 SI circuit을 구성하는 current memory는 clock-feedthrough의 문제점을 갖기 때문에, 전류 전달 특성에 있어서 오차를 발생시킨다. 본 논문에서는 current memory의 문제점인 clock- feedthrough의 해결방안으로 switch MOS에 dummy MOS의 연결을 검토하고, 0.25um process로 제작하기 위하여 switch MOS와 dummy MOS의 width의 관계를 도출하고자 한다. 시뮬레이션 결과, memory MOS의 width가 20um, 입력전류와 바이어스전류의 비가 0.3, switch MOS의 width가 2~5um일 경우에 switch MOS와 dummy MOS의 width는 $W_{M4}=1.95W_{M3}+1.2$의 관계로 정의되고, switch MOS의 width가 5~10um일 경우에 width는 $W_{M4}=0.92W_{M3}+6.3$의 관계로 정의되는 것을 확인하였다. 이 때, 정의된 MOS transistor의 width관계는 memory MOS의 설계에 유용한 지침이 될 것이며, 저전력 고속 동작의 디지털 오디오 프로세서의 적용에 매우 유용할 것으로 기대된다.