• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2019

본 논문에서는 복수개의 부궤환 루프를 도입하여 칩 크기를 획기적으로 줄이면서 잡음 특성을 유지할 수 있는 위상고정루프를 제안하였다. 칩 면적을 최소화하는 것이 주목표이므로 하나의 작은 크기의 커패시터로 구성된 1차 루프필터와 복수개의 FVC를 사용하여 위상고정루프를 설계하였다. 전압제어 발진기에 연결된 복수개의 주파수-전압 변환 회로(frequency voltage converter : FVC)는 위상고정루프 내부에 복수개의 부궤환 루프를 만든다. 제안된 위상고정루프에서는 복수개의 부궤환 루프가 크기가 아주 작은 하나의 커패시터로만 구성된 루프필터를 가진 위상고정루프를 안정하게 동작하도록 해준다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 시뮬레이션 결과는 1.6ps 지터와 $10{\mu}s$ 위상고장시간을 보여주었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.268-275
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• 2020

정보보안 응용에 적합한 self-timed 링 (ring) 기반 TRNG (true random number generator)의 경량 하드웨어 설계에 관해 기술한다. TRNG의 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 피드백 구조의 엔트로피 추출기를 제안하였으며, 이를 통해 링 스테이지 수를 최소화 하였다. 본 논문의 FSTR-TRNG는 동작 주파수와 엔트로피 추출 회로를 고려하여 링 스테이지 수가 11의 배수가 되도록 결정되었으며, 링 발진기가 등간격 모드로 진동할 수 있도록 토큰 (token)과 버블(bubble) 개수의 비를 결정하였다. FSTR-TRNG는 FPGA 디바이스에 구현하여 난수 생성 동작을 검증하였다. Spartan-6 FPGA 디바이스에 구현된 FSTR-TRNG로부터 2,000만 비트의 데이터를 추출하여 NIST SP 800-22에 규정된 통계학적 무작위성 테스트를 수행한 결과, 15개의 테스트가 모두 기준을 만족하는 것으로 확인되었다. Spartan-6 FPGA 디바이스로 합성한 FSTR-TRNG는 46 슬라이스로 구현이 되었으며, 180 nm CMOS 표준셀로 합성하는 경우에는 약 2,500 등가 게이트로 구현되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1095-1102
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• 2021

성능과 하드웨어 복잡도 사이에 높은 확장성과 유연성을 갖는 확장 가능형 ECC 구조를 제안한다. 구조적 확장성을 위해 유한체 연산을 32 비트 워드 단위로 병렬 처리하는 처리요소의 1차원 배열을 기반으로 모듈러 연산회로를 구현하였으며, 사용되는 처리요소의 개수를 1~8개 범위에서 결정하여 회로를 합성할 수 있도록 설계되었다. 이를 위해 워드 기반 몽고메리 곱셈과 몽고메리 역원 연산의 확장 가능형 알고리듬을 적용하였다. 180-nm CMOS 공정으로 확장 가능형 ECC 프로세서 (sECCP)를 구현한 결과, N_PE=1인 경우에 100 kGE와 8.8 kbit의 RAM으로 구현되었고, N_PE=8인 경우에는 203 kGE와 12.8 kbit의 RAM으로 구현되었다. sECCP가 100 MHz 클록으로 동작하는 경우, N_PE=1인 경우와 N_PE=8인 경우의 P256R 타원곡선 상의 점 스칼라 곱셈을 각각 초당 110회, 610회 연산할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 반도체공학회 논문지
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• 제2권3호
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• pp.1-5
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• 2024

본 논문은 32, 72, 80MHz 의 주파수에서 작동하는 블루투스 저에너지(BLE) 스마트 태그 애플리케이션용으로 설계된 보정 기능이 있는 레퍼런스 클럭 합성기(CR)에 대해 설명합니다. 기존 주파수 합성기와 달리 제안된 설계는 외부 소자가 필요하지 않습니다. 단일 종단 안테나를 사용하여 2.4GHz 신호에서 - 36dBm 의 최소 입력 전력을 수신하는 클럭 합성기(CR)는 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 수신된 RF 신호를 처리하여 클럭을 합성합니다. 이 방식을 통해 시스템은 크리스털에 의존하지 않고 레퍼런스 클럭을 생성할 수 있습니다. 수신된 신호는 LNA 에 의해 증폭된 이후 16 비트 ACC(자동 클럭 보정) 회로에 입력됩니다. ACC는 수신된 신호의 주파수를 발진기 출력 주파수와 비교하여 주파수 계산 방법을 통해 32MHz 레퍼런스 클럭 합성을 용이하게 합니다. 발진기는 주파수 분배기가 있는 링 발진기(RO)를 사용하여 구성되며, 다양한 시스템 구성 요소에 대해 세 가지 주파수(32/72/80MHz)를 제공합니다. 제안된 주파수 합성기는 55nm CMOS 공정을 사용하여 구현되었습니다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.408-412
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• 2018

이 논문에서는 40nm CMOS 공정을 이용하여 제작된 26GHz 가변 이득 증폭기에 대한 연구를 수행하였다. 79GHz를 사용하는 자동차 레이더의 경우 주파수 특성상 회로 전체를 79GHz로 설계 및 매칭 하기 보다는 Down conversion 하여 낮은 주파수대역으로 구동하거나 Up conversion 전에 낮은 주파수 대역을 이용하는 것이 설계 및 구동에 유리하다. 실제적으로 TTD(True Time Delay)를 통해 시간지연을 이용하는 Phased Array System 의 경우에도 현재 기술로는 낮은 주파수로 Down conversion하는 것이 오차를 줄이고 실제적 시간지연을 구현하는데 좋다. 79GHz 주파수의 1/3인 26GHz 주파수 대역에서 동작하는 VGA(Variable Gain Amplifier)에 대하여 설계하였고 1-stage의 cascode amplifier 형태로 구성된 회로에서 VDD : 1V, Bias 0.95V, S11은 < -9.8dB(Mea. High gain mode), S22 <-3.6dB(Mea. High gain mode), Gain : 2.69dB(Mea. High gain mode), P1dB : -15 dBm (Mea. High gain mode) 로 설계되었다. Low gain mode 에서는 S11은 < -3.3dB(Mea. Low gain mode), S22 < -8.6dB(Mea. Low gain mode), Gain : 0dB(Mea. Low gain mode), P1dB : -21 dBm (Mea. Low gain mode)로 설계되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.44-49
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• 2008

ASK 100% RF 입력신호를 이용하는 13.56MHz RFID 태그를 위한 클럭 복원회로를 제안하였다. 제안한 클럭 복원회로는, 레지스터로 조절되는 DLL을 이용하여 입력 RF 신호의 크기가 0인 구간에서도 기준 클럭 신호를 사용하지 클럭을 생성하도록 설계되었다. 제안한 회로는 TSMC 0.18um 1P6M 공정을 사용하여 설계하였으며, 제안된 회로는 DLL의 위상 잠김 시간이 6.4usec 이하이며 공급전압이 3.3V에서 43uW를 소모한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권2호
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• pp.112-118
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• 2015

기존의 동기방식의 회로는 나노미터 영역에서의 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation), 그리고 노화의 영향으로 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 올바른 동작을 보장할 수도 없다. 따라서 본 논문에서는 여러 가지 변이에 영향을 받지 않는 비동기회로 설계 방식 중에서 타이밍 분석이 요구되지 않고, 설계가 간단한 DI(delay insentive) 방식의 NCL (Null Convention Logic) 설계 방식을 이용하여 디지털 시스템을 설계하고자 한다. 기존의 NCL 게이트들의 회로 구조들은 느린 스피드, 높은 영역 오버헤드, 높은 와이어(wire) 복잡도와 같은 약점을 가지고 있기 때문에 본 논문에서는 빠른 스피드, 낮은 영역 오버헤드, 낮은 와이더 복잡도를 위해서 트랜지스터 레벨에서 설계된 새로운 저전력 고속 NCL 게이트 라이브러리를 제안하고자 한다. 제안된 NCL 게이트들은 동부 0.11um 공정으로 구현된 비동기 방식의 곱셈기의 지연, 소모 전력에 의해서 기존의 NCL 게이트 들과 비교되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권3호
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• pp.52-58
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• 2007

본 논문은 FPD(Flat Panel Display)용 TCON(Timing Controller) 칩의 PLL에 관한 것이다. 최근 TCON에서는 $8\sim135MHz$의 넓은 주파수 영역 동작을 위한 PLL을 요구하고 있다. 이것을 만족시키기 위하여, 새로운 구조의 V-I 변환기 회로를 설계하였다. 새로운 구조의 V-I 변환기는 VCO의 동작 주파수 범위를 결정하는 최소/최대 전류 비율을 최대한 증가시켰고 또한 VCO의 선형성도 보장하였다. 측정 결과 $8\sim135MHz$내에서 100ps 근처의 RMS 지터을 가짐으로 FPD용 TCON칩의 IP로 적합한 특성을 가지게 되었다. 설계된 회로는 TSMC 0.25um 1-poly 3-metal CMOS 공정으로 구현하였으며, 2.5V 공급 전원에서 $8\sim135MHz$로 동작하도록 설계 하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.234-241
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• 2012

본 논문에서는 소자의 레이아웃 파라미터로 인한 회로 특성 산포를 개선할 수 있는 새로운 설계 기법을 제안한다. 제안된 설계 기법은 회로 시뮬레이션을 수행하지 않고 칩 내에서 레이아웃에 의한 소자의 전기적 특성 분포를 추출하여 불량 소자를 개선하는 방법이다. 이 기법은 3가지 장점이 있다. 첫째, 현 설계 흐름도에 변화를 주지 않아도 된다. 둘째, 레이아웃 설계자가 고비용의 설계 시뮬레이션을 수행하지 않고 소자의 전기적 특성 산포를 추출할 수 있다. 셋째, 초기 레이아웃 설계단계에서 전기적 불량 소자를 찾아 개선하여 설계 기간 단축에 도움이 된다. 제안한 방법에 대한 효율성을 검증하기 위하여 30나노 DRAM 공정에서 총 9종류의 소자 레이아웃 파라미터에 대해서 모델링을 진행하였다. 레이아웃 설계자를 위한 eDRC 환경을 개발하여 Standard Cell Library 설계에 적용하여 초기 설계단계에서 불량 소자 17.8%를 찾아 2.9%로 줄였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권4호
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• pp.25-35
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• 2002

본 논문에서는 단일 폴리 공정을 기반으로 하여 8b 해상도로 200MHz의 고속 동작을 하기 위해 최적화된 시간 공유 서브레인징 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 제안한다. 제안하는 ADC는 높은 정확도를 요구하는 하위 ADC에 이중 채널 구조를 적용하여 높은 샘플링 주파수를 보장하였고, 새로운 기준 전압 인가 방식을 적용하여 기준 전압의 빠른 정착 시간을 얻으면서 동시에 칩 면적을 크게 감소시켰다. 기준 전압을 생성하는 저항열에서는 선형성 및 속도 향상을 위해 기존의 인터메쉬드 구조를 보완한 새로운 저항열을 사용하였다. 8 비트 수준의 정밀도에서 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 공통 드레인(common- drain) 증폭기 구조를 사용하여 샘플-앤-홀드 증폭기(Sample-and-Hold Amplifier：SHA)를 설계하였으며, 입력단에 스위치와 캐패시터로 구성된 동적 공통 모드 궤환 회로(Dynamic Common Mode Feedback Circuit)를 사용하여 SHA의 동적 동작 범위(dynamic range)를 증가시켰다. 동시에 상위 ADC와 하위 ADC간의 신호 처리를 단순화시키기 위해 상위 ADC에 새로운 인코딩 회로를 제안하였다.