• 센서학회지
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• 제33권3호
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• pp.134-138
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• 2024

In this study, we propose a ternary D flip-flop using tristate ternary inverters for an energy-efficient ternary circuit design of sequential logic. The tristate ternary inverter is designed by adding the functionality of the transmission gate to a standard ternary inverter without an additional transistor. The proposed flip-flop uses 18.18% fewer transistors than conventional flip-flops do. To verify the advancement of the proposed circuit, we conducted an HSPICE simulation with CMOS 28 nm technology and 0.9 V supply voltage. The simulation results demonstrate that the proposed flip-flop is better than the conventional flip-flop in terms of energy efficiency. The power consumption and worst delay are improved by 11.34% and 28.22%, respectively. The power-delay product improved by 36.35%. The above simulation results show that the proposed design can expand the Pareto frontier of a ternary flip-flop in terms of energy consumption. We expect that the proposed ternary flip-flop will contribute to the development of energy-efficient sensor systems, such as ternary successive approximation register analog-to-digital converters.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권10호
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• pp.31-39
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• 2009

본 논문은 전력선 통신용(PLC) SoC ASIC으로 내장된 Analog Front-end(AFE)를 바탕으로 낮은 소비 전력과 저 가격을 달성할 수 있었으며, CMOS공정으로 구현된 AFE와, 1.8V동작의 Core Logic구동용 LDO, ADC, DAC와 IO pad를 구동하기 위한 LDO로 구성되어 있다. AFE는 Pre-amplifier, Programmable gain Amplifier와 10bit ADC의 수신 단으로 구성되며, 송신 단은 10bit differential DAC, Line Driver로 구성되어 있다. 본 ASIC은 0.18 um 1 Poly 5 Metal CMOS로 구현 되었으며, 동작전압은 3.3 V단일 전원만 사용하였고, 이때 소모 전력은 대기 시에 30mA이며, 동작 시 전력은 300mA으로 에코 디자인 요구를 만족하게 하였다. 본 칩의 Chip size는 $3.686\;{\times}\;2.633\;mm^2$ 이다.

• 전기학회논문지
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• 제59권11호
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• pp.2089-2092
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• 2010

There are many cases that interrupt the production process because of malfunctions caused by electronic circuit boards which control equipment, but it is difficult to distinctly identify the causes in many cases. Especially, CMOS devices with the control logic circuit return automatically to normal state after their own faults. Therefore it is not easy to analyze the problems with electronic circuit boards. Recently, nuclear power plant experienced a failure due to the malfunction of electronic circuit boards and it was identified that the reason of the malfunction was because of latch-up phenomenon caused by external surge in electronic devices. This paper presents the causes and the phenomenon of latch-up by experiment and also a way using counter EMF diodes, noise filters and surge protective devices to prevent latch-up phenomenon from electronic circuit boards, finally confirms the effectiveness of the result by experiment.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권1호
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• pp.1-6
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• 2006

본 논문에서는 VTCMOS(Variable-Threshold CMOS) 기법을 이용하는 초저전압 구동 논리 회로의 누설 전류 억제를 위한 기판 전압 발생회로를 제안한다. 제안하는 기판 전압 발생회로는 VSS 발생회로와 VBB 발생회로로 구성되어 있다. VSS 발생회로는 네거티브 전압을 발생시켜 VBB 발생회로에 공급하며, nB 발생회로는 공급받은 네거티브 전압을 이용하여 또 다른 네거티브 전압을 발생시킨다. 제안하는 회로의 동작을 검증하기 위해서 0.18um 1Poly-6Metal CMOS 공정을 사용하여 회로를 구현하였으며, 측정 결과 -0.95V의 기판 전압을 얻을 수 있었다. 제안한 기판 전압 발생회로를 이용함으로써, 0.5V의 전원 전압에서 동작하는 논리 회로의 누설 전류 성분을 효과적으로 줄일 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제26권6호
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• pp.513-519
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• 2004

This paper presents a low power 16-bit adiabatic reduced instruction set computer (RISC) microprocessor with efficient charge recovery logic (ECRL) registers. The processor consists of registers, a control block, a register file, a program counter, and an arithmetic and logical unit (ALU). Adiabatic circuits based on ECRL are designed using a $0.35{\mu}m$ CMOS technology. An adiabatic latch based on ECRL is proposed for signal interfaces for the first time, and an efficient four-phase supply clock generator is designed to provide power for the adiabatic processor. A static CMOS processor with the same architecture is designed to compare the energy consumption of adiabatic and non-adiabatic microprocessors. Simulation results show that the power consumption of the adiabatic microprocessor is about 1/3 compared to that of the static CMOS microprocessor.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권6호
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• pp.249-254
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• 2011

본 논문은 H.264 움직임 예측을 위해 휘도 성분과 색차 성분의 부화소를 생성하는 효율적인 부화소 보간기 회로 설계에 대해 기술한다. 제안된 구조를 기반으로 한 회로는 보간 연산을 위해 입력 데이터를 버퍼링하지 않고 수평, 수직, 대각선의 부화소 보간을 병렬로 처리한다. 휘도성분에 대한 1/2 화소, 1/4 화소 보간과 색차 성분에 대한 1/8 화소 보간을 동시에 처리하여 회로 성능을 더욱 개선하였다. 회로 크기를 줄이기 위해 본 논문에서는 병렬로 보간 연산을 처리하는데 필요한 모든 중간 데이터를 레지스터 대신 내부 SRAM에 저장하였다. 제안된 구조를 레지스터 전달 수준의 회로로 기술하였고, FPGA 보드에서 동작을 검증하였다. 또한 구현된 회로를 130nm CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 게이트 수준의 회로로 합성하였다. 합성된 회로의 크기는 20,674 게이트이고 최대 동작 주파수는 244MHz이다. 회로에 사용된 SPSRAM의 전체 크기는 3,232 비트이다. 구현된 회로는 논리 게이트와 SRAM을 포함하여 다른 논문에서 제안한 회로에 비해 크기가 작고 성능도 우수하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.34-41
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• 1998

자기 띠 저장 시스템에서 데이터를 저장하고 복원할 수 있는 칩을 구현하였다. 구현된 칩은 아날로그 회로와 디지털 회로가 한 칩안에 같이 내장되어 있으며 F/2F 인코딩과 디코딩을 동시에 지원한다. 아날로그 부분은 초단 앰프, 첨두치 검출기, 비교기, 기준전압 생성회로 등으로 구현 되었으며 디지탈 회로 부분은 기준 윈도우 신호 발생부, F/2F 신호 길이를 측정하는 up/down 계수부, 비트 에러 검출부 및 기타 제어(control) 회로 등을 포함한다. 검출되는 신호특성을 파악하여 아날로그 회로부 설계를 최적화 함으로써 기존의 시스템에서 흔히 쓰이는 AGC(automatic gain control) 회로를 제거하였다. 또 일정한 비트의 길이를 초과한 파손 비트 또는 다분할로 파손된 비트 등을 감지한 경우 신속하게 기준 비트를 재 설정함으로서 데이터의 오인식을 없애주는 회로를 제안하였다. 제안된 회로는 $0.8{\mu}m$ CMOS N-well 일반 공정을 이용하여 구현 되었으며 3.3 V에서 부터 7.5 V의 공급 전압 범위에서 동작하도록 설계 되었다. 5 V의 전원 공급시 약 8 mW의 소모 전력을 보여 주고 있으며 칩 면적은 패드를 포함하여 $3.04mm^2(1.6mm{\times}1.9mm)$이다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권1호
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• pp.16-21
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• 2002

본 논문에서는 TSPC(True Single Phase Clocking) CMOS 회로를 이용하여 출력특성을 향상시킨 고속 PLL을 위한 이중구조 PFD(Phase Frequency Detector)를 제안한다. 넓은 dead zone과 긴 지연시간을 갖고 있는 기존의 3-state PFD는 고속 동작에 사용되는 PLL(Phase-Locked Loop)에서 사용하는 것은 부적합하다. 이러한 3-state PFD의 단점을 해결하기 위하여 다이내믹 CMOS 논리회로로 구현된 다이내믹 PFD는 duty cycle의 변화에 따라 지터 잡음을 발생하는 문제점을 갖는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 TSPC 회로와 이중구조를 갖도록 설계되어 제안된 PFD는 dead zone과 duty cycle의 제한조건을 개선하였고, 지터잡음과 응답특성을 개선하였다. 즉, 이중구조를 갖는 PFD는 상승에지에서 동작하는 P-PFD(Positive edge triggered PFD)와 하강에지에서 동작하는 N-PFD(Negative edge triggered PFD)로 구성하여 이득을 증가시켜 응답특성을 개선한다. 제한된 내용의 입증을 위하여 Hspice 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 PFD는 dead zone이 존재하지 않으며, duty cycle의 변화에도 안정된 결과를 나타내며 응답특성이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2004

다치 논리 패스 게이트는 다치 논리를 구성하기 위한 중요한 소자이다. 본 논문에서는, 뉴런 $MOS({\nu}MOS)$ 임계 게이트를 갖는 2중 패스-트랜지스터 논리를 이용하여 4치 MIN(QMIN)/negated MIN(QNMIN) 게이트 그리고 4치 MAX(QMAX)/negated MAX(QNMAX) 게이트를 설계하였다. DPL은 입력 캐패시턴스의 증가 없이 게이트 속도를 향상 시켰다. 또한 대칭 배열과 2중 전송 특성을 갖는다. 임계 게이트는 ${\nu}MOS$ 다운 리터럴 회로(DLC)로 구성 된다. 제안된 게이트는 다양한 다치 임계 전압을 실현할 수 있다. 본 논문에서, 회로는 3V의 전원 전압을 사용하였고 0.35um N-Well 2-poly 4-metal CMOS 공정의 파라메터를 사용하였으며 모든 모의 실험은 HSPICE를 이용하였다.