• 제목/요약/키워드: Asynchronous Circuit

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NCL 기반의 저전력 ALU 회로 설계 및 구현 (Design and Implementation of Low power ALU based on NCL (Null Convention Logic))

  • 김경기
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.59-65
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    • 2013
  • 저전력 설계를 요구하는 디지털 시스템에서는 동적 전력(dynamic power)과 누설 전력(leakage power) 사이의 균형을 이루는 점에 근접하는 매우 낮은 전압에서 작동하는 디지털 설계 방식을 요구하지만, 기존의 동기방식의 회로는 낮은 전압에서 지연(delay)이 급격히 증가하여 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation) 등에 크게 영향을 받아서 올바른 동작을 기대할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 낮은 전압에서 여러 가지 변이들에 영향을 받지 않는 비동기회로 설계 방식 중에 타이밍 분석이 요구되지 않고, 설계가 간단한 NCL (Null Convention Logic) 방식을 사용한 저전력 산술논리 연산장치 (ALU) 회로를 매그나칩-SK하이닉스 0.18um 공정으로 설계하고, 기존의 파이프라인 방식의 ALU와 스피드와 전력에 관해서 비교하였다.

인터럽트 발생기를 사용한 접속 비트 전환식 양방향 접속장치의 설계 (Design of Bit Selectable and Bi-directional Interface Device using Interrupt Generator)

  • 임태영;이천희
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권7호
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    • pp.17-26
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    • 1999
  • 본 논문에서는 접속된 주변장치와 데이터를 비동기로 교환 할 수 있는 접속 비트 전환식 양방향 접속 장치 설계에 대하여 기술한다. 특히 인터럽트 발생기를 설계하기 위해서 제시된 펄스형 순차회로 파형을 합성할 수 있는 진리치 비교 알고리즘을 제안하고 이를 인터럽트 레지스터 설계에 적용한 것에 대하여 상술하였다. 또한 개별 비트 출력 신호들의 클럭 스큐 현상을 없애기 위한 최종 출력 핀 제어 기법을 시스템에 적용하였으며 나머지 블록들을 설계한 기법에 대하여도 상술하였다. 이러한 기법을 사용함으로써 본 논문의 접속 포트들은 0.7ns 이내의 지연시간을 나타내었다.

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나노 MOSFET 공정에서의 초저전압 NCL 회로 설계 (Design of Ultra Low-Voltage NCL Circuits in Nanoscale MOSFET Technology)

  • 홍우헌;김경기
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.17-23
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    • 2012
  • 초저전력 설계나 에너지 수확 활용은 동적 전력과 정적 전력 사이의 균형을 이루는 점에 근접하는 문턱전압이하의 매우 낮은 전압에서 작동하는 디지털 시스템을 요구한다. 이런 동작 모드에서 일반적인 논리회로의 지연 변화는 매우 크게 된다. 따라서, 본 논문에서 MOSFET 나노 공정기술에서 전력소비를 줄이면서 여러 가지 공정 변이의 영향을 받지 않는 비동기 방식의 NCL (Null conventional logic)을 사용한 저전력 논리회로 설계 방법을 제안하고자 한다. 제안된 NCL 회로는 45nm의 공정기술에서 0.4V의 공급전압을 사용하였고, 각 NCL회로는 속도와 전력에 의해서 일반적인 동기식 회로와 비교되었다.

카운터 회로에 대한 지연결함 검출구조의 개발 (Development of Delay Test Architecture for Counter)

  • 이창희;장영식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.28-37
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    • 1999
  • 본 논문에서는 클록 입력을 갖는 대표적인 회로인 5비트 카운터를 대상회로로 선정하여 경계면 스캔 구조를 적용하고, 대상회로에 대한 지연시험을 위한 새로운 시험 구조와 지연시험 절차를 개발하였다. 지연시험 대상회로가 클록 입력을 갖는 경우, 기존의 경계면 스캔 구조에서는 동일한 패턴의 중복 입력, 클록 입력과 데이터 입력과의 시간 간격과, 패턴 입력과 응답값 캡쳐까지의 시간 문제에 의해 적절치 않음을 보였다. 본 논문에서 제안하는 지연 시험 구조는 클록 계수 발생기를 사용하여 연속 발생시킬 클록의 개수를 입력받아 이를 대상회로의 클록 입력에 적용하여 대상회로에 대한 입력 패턴의 중복문제를 해결하였다. 또한 시스템 클록을 TCK로 사용하여 대상회로를 정상 속도에서 동작할 수 있도록 하였다. 연속적인 클록 발생에 TCK를 사용함으로써 대상회로를 정상 속도에서 검증할 수 있다. 제안된 시험 구조와 절차는 대상회로에 대한 타이밍 시뮬레이션을 통해 동작의 정확성을 확인하였다.

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고속 저전압 위상 동기 루프(PLL) 설계 (Design of Low voltage High speed Phase Locked Loop)

  • 황인호;조상복
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.267-269
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    • 2007
  • PLL(Phase Locked Loop) are widely used circuit technique in modern electronic systems. In this paper, We propose the low voltage and high speed PLL. We design the PFD(Phase Frequency Detector) by using TSPC (True Single Phase Clock) circuit to improve the performance and solve the dead-zone problem. We use CP(Charge Pump} and LP(Loop filter) for Negative feedback and current reusing in order to solve current mismatch and switch mismatch problem. The VCO(Voltage controlled Oscillator) with 5-stage differential ring oscillator is used to exact output frequency. The divider is implemented by using D-type flip flops asynchronous dividing. The frequency divider has a constant division ratio 32. The frequency range of VCO has from 200MHz to 1.1GHz and have 1.7GHz/v of voltage gain. The proposed PLL is designed by using 0.18um CMOS processor with 1.8V supply voltage. Oscillator's input frequency is 25MHz, VCO output frequency is 800MHz and lock time is 5us. It is evaluated by using cadence spectra RF tools.

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풍력발전시스템이 연계된 계통의 과도상태해석 (Transient State Analysis of Network Connected to Wind Generation System)

  • 김세호
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.29-35
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    • 2003
  • Generator for wind power can be either synchronous or asynchronous (induction) types. Induction and synchronous generators behave in a different way when subjected to severe faults. Induction generators does not have an angle stability limit and short circuit in the neighborhood of an Induction generator causes the demagnetization of the machine when the fault is cleared, the voltage raises slowly, while the grid contributes with reactive power to the generator and the magnetic flux recovers. On the other hand in the synchronous generators the recovery of the voltage is immediate, since the excitation of the rotor angle comes from an independent circuit. This paper shows the result of the transient state analysis in the network connected to wind generation system Several case studies have been conducted to determine the effect of the clearing time of a fault on the network stability. It has been found that the critical clearing time can be as low as 61ms in the case of induction generator compared to 370ms in the case of synchronous generator.

비동기식 회로 설계 기술 (Design Method for Asynchronous Circuit)

  • 오명훈;김영우;신치훈;김성남
    • 전자통신동향분석
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    • 제24권6호
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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.

AES에 대한 차분전력분석공격과 대응책 (Differential Power Analysis for AES and Countermeasure)

  • 김성진;이동욱;이동익
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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    • pp.1399-1402
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    • 2003
  • Paul Hocker has developed new attacks based on the electric consumption of cryptographic device such as smartcard that performs cryptographic computation. Among those attacks, the Differential Power Analysis(DPA) is one of the most impressive and most difficult to avoid. By analysing the power dissipation of encryption in a device, the secret information inside can be deduced. This paper presents that Advanced Encryption Standard(AES) is highly vulnerable to DPA and readily leaks away all secret keys through the experimental results for DPA. After all, it is required an implementation of the AES algorithm that is not vulnerable to DPA. We also propose countermeasures that employ asynchronous circuit.

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CMOS Synaptic Model Considering Spatio-Temporal Summation of lnputs

  • Fujita, Takeshi;Matsuoka, Jun;Saeki, Katsutoshi;Sekine, Yoshifumi
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.1188-1191
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    • 2002
  • A number of studies have recently been published concerning neuron models and asynchronous neural networks. In the case of large-scale neural networks having neuron models, the neural network should be constructed using analog hardware, rather than by computer simulation via software, because of the limitation of the computational power, In this paper, we discuss the circuit structure of a synaptic section model having the spatio-temporal summation of inputs and utilizing CMOS processing.

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Synchronizer의 Metastable 현상 및 그의 개선 방법에 관한 연구 (A Study on the Metastabel Phenomena and its Improvement Method in the Synchronizer)

  • 정연만;이종각
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.1-6
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    • 1977
  • synchronizer의 입력단에 비동기된 두 신호가 인가되었을 때 일어나는 Metastable 현상에 대한 회로의 해석과 Metastable point에서 stable state로 천이되는 과정에서 일어나는 현상을 해석하였으며, 이러한 mishappen 상태에 의해 기인하는 logic failure를 개선하기 위한 방법으로써, Inverter Method, open collector Method를 사용하여 올바른 논리를 이론과 실험을 통하여 구현하였다.

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