• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권2호
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• pp.194-199
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• 2012

This paper proposes a novel scheme of a gray scale fingerprint image for a high-accuracy capacitive sensor chip. The conventional grayscale image scheme uses a digital-to-analog converter (DAC) of a large-scale layout or charge-pump circuit with high power consumption and complexity by a global clock signal. A modified capacitive detection circuit for the charge sharing scheme is proposed, which uses a down literal circuit (DLC) with a floating-gate metal-oxide semiconductor transistor (FGMOS) based on a neuron model. The detection circuit is designed and simulated in a 3.3 V, 0.35 ${\mu}m$ standard CMOS process. Because the proposed circuit does not need a comparator and peripheral circuits, the pixel layout size can be reduced and the image resolution can be improved.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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• pp.67-70
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• 2003

In this paper the main topologies of one-bit full adders, including the most interesting of those recently proposed, are analyzed and compared for speed, power consumption, and power-delay product. The comparison has been performed on circuits, optimized transistor dimension to minimize power-delay product. The investigation has been carried out with properly defined simulation runs on a Cadence environment using a 0.25-${\mu}m$ process, also including the parasitics derived from layout. Performance has been also compared for different supply voltage values. Thus design guidelines have been derived to select the most suitable topology for the design features required. This paper also proposes a novel figure of merit to realistically compare n-bit adders implemented as a chain of one-bit full adders. The results differ from those previously published both for the more realistic simulations carried out and the more appropriate figure of merit used. They show that, except for short chains of blocks or for cases where minimum power consumption is desired, topologies with only pass transistors or transmission gates are not attractive.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.534-537
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• 1998

In this paper, a set of novel self-timed latches are introduced and analyzed. These latches have no back-to-back connection as in conventional self-timed latch, and both inverting and noninerting outputs are evaluated simultaneously leading to thigher oepating frequencies. Power consumption of these latches ar ealso comparable to or less than that of conventional circuits. Novel type of cross-coupled inverter used in the proosed circuits implements static operatin without signal fighting with the main driver during signal transition. Proposed latches ar tested using a 0.6.mu.m triple-poly triple-metal n-well CMOS technology. The resutls indicates that proposed active-low sefl-timed latch (ALSTL) improves speed by 14-34% over conventional NAND SR latch, while in active-high self-timed latch (AHSTL) the improvements are 15-35% with less power as compared with corresponding NORA SR latch. These novel latches have been successfully implemented in a high-speed synchronous DRAM (SDRAM).

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.571-574
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• 2008

본 논문에서는 개선된 회로를 적용한 $256{\times}256$ 픽셀 저항형 지문센서를 제안하고 있다. 단위 픽셀 수준의 센싱 회로는 가변적인 전류를 전압으로 변환하여 이진 디지털 신호로 만든다. 정전기에 효과적으로 대처할 수 있는 인접 픽셀 간 전기적 차폐 레이아웃 구조를 제안하고 있다. 전체회로는 단위 센서 회로를 확장하여 ASIC 설계방식을 통하여 설계한 뒤 로직 및 회로에 대하여 모의실험을 하였다. 전체회로는 $0.35{\mu}m$ 표준 CMOS 공정규칙을 적용하여 센서블록은 전주문 방식을 적용하고 전체 칩은 자동배선 틀을 이용하여 반주문 방식으로 레이아웃을 실시하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.63-69
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• 2012

본 논문에서는 용량성 지문센서의 회색조 이미지를 얻기 위한 새로운 회로를 제안하고 있다. 기존의 회로는 회색조 이미지를 얻기 위해 많은 칩 면적을 차지하는 DAC를 적용하거나 전력소모가 많고 전역 클럭을 적용하는 비휘발성 메모리에 적용되는 승압회로를 픽셀별로 적용하였다. 개선된 전하분할 방식의 용량성 지문센서 감지회로는 뉴런모스(vMOS) 기반의 DLC(down literal circuit) 회로와 단순화된 아날로그 MUX(multiplexor)를 적용하였다. 설계된 감지회로는 0.3V, $0.35{\mu}m$ CMOS공정을 적용하여 동작을 검증하였다. 제안된 회로는 기존의 비교기와 주변회로를 필요로하지 않으므로 단위 픽셀의 레이아웃 면적을 줄이고 이미지의 해상도를 향상 시킬 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2008

최근 급진적으로 반도체 기술이 발전함에 따라 집적회로(VLSI)의 집적도가 향상되고 있으며, 이동통신 및 멀티미디어의 발달로 많은 양의 데이터를 고속으로 처리하기 위한 대규모 프로세서들이 개발되고 있다. 전가산기는 디지털 프로세서와 마이크로프로세서에 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 전가산기 설계 시 전력소비와 스피드의 개선은 중요한 요소이다. 본 논문에서는 일반적인 Ratioed 로직과 패스 트랜지스터 로직을 이용하여 새로운 구조의 전가산기를 제안하였다. 제안된 전가산기는 일반적인 CMOS, TGA, 14T에 비해 좋은 성능을 나타내었다. 제안된 회로는 지연시간의 경우 기존회로의 평균값에 비해 13%우수하였고 PDP(Power Delay Product)비율은 약 9% 정도 우수한 특성을 보이고 있다. 실측 회로의 크기 평가를 위해 0.18um CMOS공정으로 레이아웃을 하고 HSPICE를 이용하여 시뮬레이션 하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권5호
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• pp.103-111
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• 2007

본 논문에서는 single-chip CMOS Image Sensor(CIS)용 고화질 image signal processor(ISP)에 최적화된 하드웨어 구조를 제안한다. Single-chip CIS는 CIS와 ISP가 하나의 칩으로 구현된 것으로, 다양한 휴대기기에 사용된다. 휴대기기의 특성상, single-chip CIS용 ISP는 고화질이면서도 저전력을 위해 하드웨어 복잡도를 최소화해야 한다. 영상의 품질 향상을 위해서 다양한 영상 처리 블록들이 ISP에 적용되지만, 그 중에 핵심이면서 하드웨어 복잡도가 가장 큰 블록은 컬러 영상을 만들기 위한 색 보간 블록과 영상을 선명하게 하기 위한 화질 개선 필터 블록이다. 이들 블록은 데이터 처리를 위한 로직 외에도 라인 메모리를 필요로 하기 때문에 ISP의 하드웨어 복잡도의 대부분을 차지한다. 기존 ISP에서는 색 보간과 화질 개선 필터를 독립적으로 수행하였기 때문에 많은 수의 라인 메모리가 필요하였다. 따라서 하드웨어 복잡도를 낮추기 위해서는 낮은 성능의 색보간 알고리즘을 적용하거나, 화질 개선 필터를 사용하지 않아야 했다. 본 논문에서는 화질 개선을 위해 경계 적응적이면서 채널간 상관관계를 고려하는 고화질 색 보간 알고리즘을 적용하였다. 또한 채널 간 상관관계를 고려하는 색 보간 알고리즘의 특성을 이용하여 색 보간 블록과 화질 개선 필터 블록이 라인 메모리를 공유하도록 설계함으로써, 전체 라인 메모리 수를 최소화하는 새로운 구조를 제안한다. 제안된 방법을 적용하면 화질 개선 필터 블록을 위한 추가적인 라인 메모리가 불필요하기 때문에, 고화질과 낮은 복잡도 모두를 만족시킬 수 있다. 제안 방식과 기존 방식의 MSE(Mean Square Error)는 0.37로, 메모리 공유로 인한 화질의 저하는 거의 없었고, 고화질 색 보간 알고리즘을 적용했기 때문에 전체적인 화질은 향상되었다. 제안된 ISP 구조는 Verilog HDL 및 FPGA를 이용하여 실시간으로 구현 검증되었다. 0.25um CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성하였을 때, 총 게이트 수는 37K개였으며 7.5개의 라인 메모리가 사용되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권3호
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• pp.205-210
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• 2001

본 논문에서는 CMOS 로직과 pass-transistor logic(PTL)의 장점만을 가진 새로운 복합모드로직(Compound Mode Logic)을 제안하였다. 제안된 로직은 VLSI설계에서 중요하게 부각되고 있는 저전력, 고속 동작이 가능하며 실제로 전가산기를 설계하여 측정 한 결과 복합모드 로직의 power-delay 곱은 일반적인 CMOS로직에 비해 약 22% 개선되었다 제안한 복합모드 로직을 이용하여 고성능 32×32-bit 곱셈기를 설계 제작하였다. 본 논문의 곱셈기는 개선된 사인선택(Sign Select) Booth 인코더, 4-2 및 9-2 압축기로 구성된 데이터 압축 블록, 그리고 carry 생성 블록을 분리한 64-bit 조건 합 가산기로 구성되어 있다. 0.6um 1-poly 3-metal CMOS 공정을 이용하여 제작된 32×32-bit 곱셈기는 28,732개의 트랜지스터와 1.59×l.68 ㎜2의 면적을 가졌다. 측정 결과 32×32-bit 곱셈기의 곱셈시간은 9.8㎱ 이었으며, 3.3V 전원 전압에서 186㎽의 전력 소모를 하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권2호
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• pp.115-122
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• 2004

본 논문에서는 전류모드 CMOS를 사용하여 다치 가산기 및 다치 승산기를 구현하였으며, 먼저 효과적인 집적회로 설계 이용성을 갖는 전류모드 CMOS를 사용하여 3치 T-게이트와 4치 T-게이트를 구현하였다. 구현된 다치 T-게이트를 조합하여 유한체 $GF(3^2)$의 2변수 3치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였으며, 이들 다치 T-게이트를 사용하여 유한체 $GF(4^2)$의 2변수 4치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였다. 또한, Spice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대한 동자특성을 보였다. 다치 가산기 및 승산기들은 $1.5\mutextrm{m}$ CMOS 표준 기술의 MOSFET 모델 LEVEL 3을 사용하였고, 단위전류는 $15\mutextrm{A}$로 하였으며, 전원전압은 3.3V를 사용하였다. 본 논문에서 구현한 전류모드 CMOS의 3치 가산기와 승산기, 4치 가산기와 승산기는 일정한 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 셀 배열에 의한 모듈성의 이점을 가지며 특히 차수 m이 증가하는 유한체의 두 다항식의 가산 및 승산에서 확장성을 가지므로 VLSI화 실현에 적합한 것으로 생각된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권5호
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• pp.1-7
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• 2002

Deep sub-micron bulk CMOS circuits require gate electrode materials such as metal silicide and titanium silicide for gate oxides. Many authors have conducted research to improve the quality of the sub-micron gate oxide. However, few have reported on the electrical quality and reliability of an ultra-thin gate. In this paper, we will recommend a novel shallow trench isolation structure and a two-step TiS $i_2$ formation process to improve the corner metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) for sub-0.1${\mu}{\textrm}{m}$ VLSI devices. Differently from using normal LOCOS technology, deep sub-micron CMOS devices using the novel shallow trench isolation (STI) technology have unique "inverse narrow-channel effects" when the channel width of the device is scaled down. The titanium silicide process has problems because fluorine contamination caused by the gate sidewall etching inhibits the silicide reaction and accelerates agglomeration. To resolve these Problems, we developed a novel two-step deposited silicide process. The key point of this process is the deposition and subsequent removal of titanium before the titanium silicide process. It was found by using focused ion beam transmission electron microscopy that the STI structure improved the narrow channel effect and reduced the junction leakage current and threshold voltage at the edge of the channel. In terms of transistor characteristics, we also obtained a low gate voltage variation and a low trap density, saturation current, some more to be large transconductance at the channel for sub-0.1${\mu}{\textrm}{m}$ VLSI devices.