• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.105-113
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• 2004

본 논문은 B-I (delay insensitive) 모델을 사용하는 비동기 프로세서의 메모리 동작 완료 신호 생성 회로를 제안한다. 제안된 설계 방법은 더미셀과 완료 신호 생성 회로를 이용하여 메모리의 읽기 및 쓰기 동작의 완료 신호를 생성한다. 비트라인과 메모리 셀의 지연을 고려하여 메모리를 지수적 블록 크기로 나누어 최소의 완료 신호 회로를 추가하여 D-I 모델로 동작하는 메모리를 설계하였다. 각 구역의 크기가 지수적으로 증가하도록 메모리를 분할하는 제안된 분할 알고리즘은 기존의 동일한 크기를 갖는 구역들로 메모리를 분할하는 방법에 비해 약 40% 정도 동작 지연을 개선하였다.

• 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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.399-408
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• 2022

본 논문에서는 기본 모드 원리를 침해하는 과도 고장이 존재하는 입력/출력 비동기 순차 회로의 내고장성 교정 제어 시스템을 제안한다. 비동기 순차 회로의 과도 천이 과정에서 발생하는 비-기본 모드 고장을 극복하기 위해서는 고장에 의한 상태 천이가 종료되는 시점을 알아야 하며, 회로를 고장 상태로부터 원래 도달해야 하는 상태와 출력 등가적인 상태로 보내기 위한 교정 동작을 구현해야 한다. 본 논문에서는 이러한 고장 탐지 및 극복을 구현할 수 있는 출력 피드백 교정 제어기의 존재 조건을 규명한다. FPGA 실험을 통해 제안된 제어 시스템의 설계 과정을 제시하고 응용 가능성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.3152-3159
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• 2012

본 논문은 비동기식 프로세서를 위한 새로운 명령어 레벨 소비 전력 모델을 제안한다. 최근까지 SoC에 내장되는 프로세서의 소비 전력을 예측하기 위한 다양한 소비 전력 모델들이 제안되었으나, 모두 동기식 프로세서들을 타겟으로 구현되었기 때문에 비동기식 프로세서에 적용할 경우 정확성이 떨어진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 비동기식 회로의 동작 특성을 반영한 새로운 비동기식 프로세서 소비 전력 모델을 제안하였다. 제안된 소비 전력 모델은 비동기식 8051 프로세서, A8051의 소비 전력 특성을 반영하여 구현되었고 게이트 레벨의 합성한 결과를 이용한 소비 전력 예측 결과와 비교하여 성능 평가를 수행하였다. 제안된 소비 전력 모델의 예측 결과는 게이트 레벨의 소비전력 측정 결과와 비교하여 90.7%의 정확도를 보였고, 1,900 배 이상 시뮬레이션 시간을 단축하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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• pp.359-362
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• 2000

In this paper, we propose a test pattern generation algorithm on the basis of the identification of undetectable faults for Speed-Independent(SI) asynchronous control circuits. The proposed methodology generates tests from the specification of a target circuit, which describes the behavior of the circuit in the form of Signal Transition Graph (STG). The proposed identification method uses only topological information of a target circuit and reachability information of a fault-free circuit, which is generated in the form of Binary Decision Diagram(BDD) during pre-processing. Experimental results show that high fault coverage over single input stuck-at fault model is obtained for several synthesized SI circuits and the use of the identification process as a preprocessing decreases execution time of the proposed test generation with negligible costs.

• 센서학회지
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• 제29권1호
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• pp.68-73
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• 2020

This paper proposes an asynchronous circuit design methodology using a new Single Gate Sleep Convention Logic (SG-SCL) with advantages such as low area overhead, low power consumption compared with the conventional null convention logic (NCL) methodologies. The delay-insensitive NCL asynchronous circuits consist of dual-rail structures using {DATA0, DATA1, NULL} encoding which carry a significant area overhead by comparison with single-rail structures. The area overhead can lead to high power consumption. In this paper, the proposed single gate SCL deploys a power gating structure for a new {DATA, SLEEP} encoding to achieve low area overhead and low power consumption maintaining high performance during DATA cycle. In this paper, the proposed methodology has been evaluated by a liquid state machine (LSM) for pattern and digit recognition using FPGA and a 0.18 ㎛ CMOS technology with a supply voltage of 1.8 V. the LSM is a neural network (NN) algorithm similar to a spiking neural network (SNN). The experimental results show that the proposed SG-SCL LSM reduced power consumption by 10% compared to the conventional LSM.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.221-225
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• 2000

We designed asynchronous event logic library with 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS technology and interface chip for heterogeneous system with high-speed asynchronous FIFO operating at 1.6㎓. Optimized asynchronous standard cell layouts and Verilog models are designed for top-down design methodology. A method for mitigating a design bottleneck when it comes to tolerate clock skew is described. This communication scheme using clock control circuits, which is used for the free of synchronization failures, is analyzed and implemented. With clock control circuit and FIFO, high-speed communication between synchronous modules operating at different clock frequencies or with asynchronous modules is performed. The core size of implemented high-speed 32bit-interface chip for heterogeneous system is about 1.1mm ${\times}$ 1.1mm.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권3호
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• pp.33-42
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• 2003

본 논문에서는 NST (new Svoboda-Tung) 알고리즘을 이용한 비동기식 제산기의 효율적 설계에 관해 기술한다. 본 제산기설계에서는 비동기 설계방식을 사용하여 제산연산이 필요할 때에만 동작함으로써 전력소모를 줄이도록 설계한다. 제산기는 비동기식 파이프라인 구조를 이용한 per-scale부, iteration step부, on-the-fly converter부의 세부분으로 구성된다. Per-scale부에서는 새로운 전용 감산기를 이용하여 적은 면적과 고성능을 갖도록 설계한다. Iteration step부에서는 4개의 division step을 갖는 비동기식 링 구조로 설계하고, 아울러 크리티컬 패스(critical path)에 해당하는 부분만을 2선식으로, 나머지 부분은 단선식으로 구성하는 구현방법을 채택하여 하드웨어의 오버헤드를 줄인다. On-the-fly converter부는 iteration step부와 병렬연산이 가능한 on-the-fly 알고리즘을 이용하여 고속연산이 되도록 설계한다. 0.6㎛ CMOS 공정을 이용하여 설계한 결과, 1,480 ×1,200㎛²의 면적에 12,956개의 트랜지스터가 사용되었고, 41.7㎱의 평균지연시간을 가졌다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.384-387
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• 1999

In this paper, we have proposed a testing methodology for Speed-Independent asynchronous control circuits using the self-checking property where the circuit detects certain classes of faults during normal operation. To exploit self-checking properties of Speed-Independent circuits, the Proposed methodology generates tests from the specification of the target circuit which describes the behavior of the circuit. The generated tests are applied to a fault-free and a faulty circuit, and target faults can be detected by the comparison of the outputs of the both circuits. For the purpose of efficient comparison, reachability information of the both circuits in the form of BDD's is used and operations are conducted by BDD manipulations. The identification for undetectable faults in testing is also used to increase efficiency of the proposed methodology. The proposed identification uses only topological information of the target circuit and reachability information of the good circuit which was generated in the course of preprocess. Experimental results show that high fault coverage is obtained for synthesized Speed-Independent circuits and the use of the identification process decreases the number of tests and execution time.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권1호
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• pp.1-12
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• 2005

Ethernet is being deployed in metropolitan area networks (MANs) as a lower-cost alternative to SONET-based infrastructures. MANs are usually required to support common communication services, such as voice and frame relay, based on legacy synchronous TDM technology in addition to asynchronous packet data transport. This paper addresses the clock synchronization problem that arises when transporting synchronous services over an asynchronous packet infrastructure, such as Ethernet. A novel algorithm for clock synchronization is presented combining time-stamp methods used in the network time protocol (NTP) with signal processing techniques applied to measured packet interarrival times. The algorithm achieves the frequency accuracy, stability, low drift, holdover performance, and rapid convergence required for viable emulation of TDM circuit services over Ethernet.