We have designed a high speed and low power 16bit-ELM adder with variable-sized cells uitlizing the fact that the logic depth of lower bit position is less than that of the higher bit position int he conventional ELM architecture. As a result of HSPICE simulation with 0.8.mu.m single-poly double-metal LG CMOS process parameter, out 16bit-ELM adder with variable-sized cells shows the reduction of power-delay-product, which is less than that of the conventional 16bit-ELM adder with reference-sized cells by 19.3%. We optimized the desin with various logic styles including static CMOs, pass-transistor logic and Wang's XOR/XNOR gate. Maximum delay path of an ELM adder depends on the implementation method of S cells and their logic style.
이 논문은 MOS 전류모드 논리 (MOS current-mode logic circuit, MCML) 회로를 이용하여 저 전력 특성을 갖는 8${\times}$8 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 설계한 곱셈기는 회로가 동작 하지 않을 때의 정적 전류의 소모를 최소화하기 위하여 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 저 전력 MOS 전류모드 논리회로를 구현하였다. 설계한 곱셈기는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 대기전력소모가 1/50으로 감소하였다. 또한, 이 회로는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 전력소모에서 10.5% 감소하였으며, 전력소모와 지연시간의 곱에서 11.6%의 성능 향상이 있었다. 이 회로는 삼성 0.35${\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.
This paper proposes a new TTL-to-CMOS converter which has low power dissipation. This converter has no static power dissipation for typical TTL output voltage levels. The simulatio result shows that the power dissipation is reduced to about 1/20 of conventional level converter using CMOS inverters. It also has hysteresis due to the positive feedback which makes the converter noise immune. The logic threshold voltages in the hysteresis characteristic can be optimized by changing the size ratios of the transistors.
This paper proposes a built-in self-test tchnique for CMOS circuits. To detect a stuck-open fault in CMOS circuits, two consequent test patterns is required. The ordered pairs of test patterns for stuck-open faults are generated by feedback shift registers of extended length. A nonlinear feedback shift register is designed by the merging method and reordering algorithms of test patterns proposed in this paper. And a new multifunctional BILBO (Built-In Logic Block Observer) is designed to perform both test pattern generation and signature analysis efficiently.
A high voltage NMOSFET is proposed to drive top emission organic light emitting device (OLED) used in the organic electroluminescent (EL) display on the single crystal silicon substrate. The high voltage NMOSFET can be fabricated by utilizing a simple layout technique with a standard CMOS logic process. It is clearly shown that the maximum supply voltage ($V_{DD}$) required for the pixel-driving transistor could reach 45 V through analytic and experimental methods. The high voltage NMOSFET was fabricated by using a standard 1.5 ${\mu}m$, 5 V CMOS logic process. From the measurements, we confirmed that the high voltage NMOSFET could sustain the excellent saturation characteristic up to 50 V without breakdown phenomena.
LTPS TFT의 개발과 성능 향상은 패널에 다양한 디지털 회로를 내장하는 SOP의 비약적 발전에 기여하였다. 본 논문에서는 일반적으로 적용되는 낮은 성능의 CMOS 논리게이트를 대체할 수 있는 전류모드 논리(CML) 게이트의 설계 방법을 소개한다. CML 인버터는 낮은 로직스윙, 빠른 응답 특성을 갖도록 설계할 수 있음을 보였으며 높은 소비전력의 단점도 동작 속도가 높아질수록 CMOS의 경우와 근사해졌다. 아울러 전류 구동능력을 키울 필요가 없는 까닭에 많은 수의 소자가 사용되지만 면적은 오히려 감소하는 것을 확인하였다. 특히 비반전 및 반전 출력이 동시에 생성되므로 noise immunity가 우수하다. 다수 입력을 갖는 NAND/AND 및 NOR/OR 게이트는 같은 회로에 입력신호를 바꾸어 구현할 수 있고 MUX와 XNOR/XOR 게이트도 같은 회로를 사용하여 구현할 수 있음을 보였다. 결론적으로 CML 게이트는 다양한 함수를 단순한 몇가지의 회로로 구성할 수 있으며 낮은 소비전력, 적은 면적, 개선된 동작속도 등을 동시에 추구할 수 있는 대안임을 확인하였다.
본 논문에서는 전류모드 CMOS의 기본회로를 이용해 다치 논리(Multiple-Valued Logic) 연산기를 설계하고자 한다. 우선, 2진(Binary)FFT(Fast Fourier Transform)를 확장해 다치 논리회로를 이용해서 고속 다치 FFT 연산기를 구현하였다. 다치 논리회로를 이용해서 구현한 FFT연산은 기존의 2치 FFT과 비교를 해 본 결과 상당히 트랜지스터의 수를 줄일 수 있으며 회로의 간단함을 알 수가 있었다. 또한, 캐리 전파 없는 가산기를 구현하기 위해서 {0,1,2,3}의 불필요한(Redundant) 숫자 집합을 이용한 양의 수 표현을 FFT회로에 내부적으로 이용하여 결선의 감소와 VLSI 설계시 정규성과 규칙성으로 효과적이다. FFT승산을 위해서는 승산기의 연산시간과 면적을 다치 LUT(Look Up Table)로 이용해 승산의 역할을 하였다. 마지막으로 이진시스템(Bin system)과의 호환을 위해 다치 하이브리드형 FFT 프로세서를 제시하여 2진4치 부호기와 4치 2진 복호기 및 전류모드 CMOS회로를 사용하여 상호 호환성을 갖도록 설계를 하였다.
This paper describes a design of a 1bit Carry Propagate Free Adder/Subtracter (CPFA/S) VLSI using the Adiabatic Dynamic CMOS Logic (ADCL) circuit technology. Using a PSPICE simulator, energy dissipation of the ADCL 1bit CPFA/S is compared with that of the CMOS 1bit CPFA/S. As a result, energy dissipation of the proposed ADCL circuits is about 1/23 as low as that of the CMOS circuits. The transistors count, propagation-delay tittle and energy dissipation of the ADCL 4bit CPFA/S are compared with those of the ADCL 4bit Carry Propagate Adder/Subtracter (CPA/S). The transistors count and propagation-delay tittle are found to be reduced by 7.02% and 57.1%, respectively. Also, energy dissipation is found to be reduced by 78.4%. Circuit operation and performance are evaluated using a chain of the ADCL 1bit CPFA/S fabricated in a $1.21mutextrm{m}$ CMOS process. The experimental results show that addition and subtraction are operated with clock frequencies up to about 1㎒.
단열회로를 이용한 16-bit 저전력 마이크로프로세서를 설계하였다. 본 논문에서 설계한 마이크로프로세서는 콘트롤 블록, 멀티포트 레지스터 파일, 프로그램 카운터 그리고 ALU로 구성되어 있다. 또한 저전력 단열 프로세서에 필요한 효율적인 4-phase 전원클럭 발생기도 설계하였다. 단열회로는 ECRL(Efficient Charge Recovery Logic)을 기반으로 설계되었고 0.35㎛ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 단열프로세서와 일반적인 프로세서와 에너지를 비교하기 위해서 CMOS를 기반으로 한 프로세서를 설계하여 에너지 비교를 수행하였다. 시뮬레이션 결과 기존의 CMOS 프로세서보다 2.9∼3.1배의 에너지 감소효과를 보였다.
BiCMOS circuit consist of CMOS part which constructs logic function, and bipolar part which drives output load. In BiCMOS circuits, transistor stuck-open faults exhibit delay faults in addition to sequential behavior. In this paper, proposes a method for efficiently generating test pattern which detect stuck-open in BiCMOS circuits. In proposed method, BiCMOS circuit is divided into pull-up part and pull-down part, using structural property of BiCMOS circuit, and we generate test pattern using set theory for efficiently detecting faults which occured each divided blocks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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