• 제목/요약/키워드: Decoupling Network

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전력 무결성을 위한 온 칩 디커플링 커패시터 (On-chip Decoupling Capacitor for Power Integrity)

  • 조승범;김사라은경
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • As the performance and density of IC devices increase, especially the clock frequency increases, power grid network integrity problems become more challenging. To resolve these power integrity problems, the use of passive devices such as resistor, inductor, and capacitor is very important. To manage the power integrity with little noise or ripple, decoupling capacitors are essential in electronic packaging. The decoupling capacitors are classified into voltage regulator capacitor, board capacitor, package capacitor, and on-chip capacitor. For next generation packaging technologies such as 3D packaging or wafer level packaging on-chip MIM decoupling capacitor is the key element for power distribution and delivery management. This paper reviews the use and necessity of on-chip decoupling capacitor.

차세대 이동 통신용 다중 안테나 시스템 (Multiple Antenna System for Next Generation Mobile Communication)

  • 한민석;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.660-669
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    • 2010
  • 본 논문에서는 차세대 휴대 단말기용 다중 안테나 시스템을 제안하였다. 제안된 MIMO 안테나는 상호 이격 거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나와 decoupling 네트워크로 구성되고, 휴대 단말기 상단에 위치한다. LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다. 제안된 decoupling 네트워크는 구조가 간단하고 위상 지연을 갖는 두 개의 전송 선로와 병렬 리액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성된다. 휴대 단말기 하단에는 광대역 특성을 얻기 위해 슬릿을 사용해서 급전 라인과 접지 라인 사이에 강한 전자기 결합을 갖는 넓은 폴디드 패치가 사용되었다. 또한, 이렇게 구성된 3개의 다중 안테나 시스템의 성능이 분석되었다.

대규모 무선 센서 네트워크를 위한 확장성과 강건성이 있는 데이터 전송 방안 (Scalable and Robust Data Dissemination Scheme for Large-Scale Wireless Sensor Networks)

  • 박수창;이의신;박호성;이정철;오승민;정주현;김상하
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권12B호
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    • pp.1359-1370
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    • 2009
  • 무선 센서 네트워크에서 데이터 전송은 데이터 중심 라우팅에 기반하여 이루어지기 때문에 공표/신청 통신 패러다임과 부합한다. 공표/신청 패러다임은 공간 분리성, 시간 분리성, 동기화 분리성이라는 세가지 분리 특성을 통해 대규모 애플리케이션 환경을 위한 확장성과 강건성을 제공할 수 있다. 그러나 현존하는 무선 센서 네트워크의 데이터 전송 방안들은 이 분리성들을 완전히 만족하지 못한다. 따라서, 우리는 세가지 분리성을 온전히 만족하기 위한 새로운 데이터 전송 방안인 ARBITER를 제시한다. ARBITER는 독립 네트워크 구조체를 구성하여, 공표자와 신청자 간의 정보 교환이 구조체를 통해 간접적이고 비동기적으로 이루어지도록 한다. ARBITER는 또한 공표자와 신청자가 서로 다른 시기에 연결을 시도하더라도 이를 지원할 수 있도록 구조체가 데이터와 쿼리를 저장하고 서로간의 매핑을 관리한다. 시뮬레이션 결과는 ARBITER가 확장성, 네트워크 강건성, 데이터 신뢰성, 이동성 지원, 그리고 에너지 효율성에서 더 나은 성능을 보인다는 것을 입증한다.

전원 잡음을 줄이기 위한 평면계획 단계에서의 Decoupling Capacitance 할당 (Decoupling Capacitance Allocation at the Floorplan Level for Power Supply Noise Reduction)

  • 허창룡;임종석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권9호
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    • pp.61-72
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    • 2005
  • 본 논문에서는 평면계획 단계에서 모듈의 전원 잡음을 줄이기 위해 필요한 decoupling capacitance를 효과적으로 할당하는 방법을 제시한다. 먼저, 각 모듈의 decoupling capacitance가 과대평가되고 추가 면적 삽입으로 모듈의 전원 잡음이 변하는 기존 접근 방법의 문제점을 살펴보고, 이를 해결할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. 또한, 선형프로그래밍 방법보다 빠른 시간 내에 decoupling capacitance 면적을 위한 빈 공간을 할당하는 간단한 휴리스틱 방법을 제안한다. 실험결과에서 제시된 방법은 Zhao[4]의 방법과 비교하여 decoupling capacitance 면적이 평균 $7.9\%$ 감소하고, 이로 인해 평면계획 결과의 전체 면적과 와이어 길이가 감소하였다. 또한, 추가 면적 삽입으로 인한 모듈의 전원 잡음 문제를 잘 해결하고 있음을 확인하였다. 수행시간 비교에서는 평균 $11.6\%$의 향상을 보였다.

신경회로망과 슬라이딩 모드제어를 이용한 IPM 제어 (IPM control using by neural network and sliding mode control)

  • 김재훈;윤태성;박승규
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1587-1588
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    • 2007
  • IPM(Interior Permanent Magnet) Machine의 전류 제어는 자기저항에 의존하는 토크특성 때문에 SPM(Surface Permanent Ma- gnet) Machine보다 복잡하다. 고성능 토크제어를 위해서는 d축 전류와 q축 전류의 동특성간의 상태 decoupling이 요구된다. 그러나 전류의 상태 동특성이 coupling된 인덕턴스의 변화(온도, 파라미터들의 부정확한 측정값)는 상태 decoupling을 어렵게 한다. 그래서 이러한 변화와 각각의 전류가 독립적으로 제어될 수 있게 여러 decoupling 방법들에 초점이 맞춰지고있다. 본 연구는 외란에 강하고, 특히 인덕턴스의 변화와 상관없는 이상적인 토크제어를 하기 위해 신경회로망을 이용하여 슬라이딩 평면(sliding surface)을 구성하고, SMC(Sliding Mode Control)를 이용하여 상태 cross-coupling의 decoupling을 위한 새로운 접근을 제안한다. 이 방법은 PI제어 성능과 SMC의 강인성을 알고리즘을 이용하여 결합한 것이라고 볼 수도 있다.

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공진현상을 감소시키기 위한 효율적인 파워/그라운드 네트워크 디자인 (An Effective Power/Ground Network Design of VLSI Circuits to Suppress RLC Resonance Effects)

  • 류순걸;어영선;심종인
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.435-438
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    • 2004
  • This paper presents a new analytical model to suppress RLC resonance effects in power/ground lines due to a decoupling capacitor. First, the resonance frequency of an RLC circuit which is composed of package inductance. decoupling capacitor, and output drivers is accurately estimated. Next, using the estimated resonance frequency, a suitable decoupling capacitor sire is determined. Then, a novel design methodology to suppress the resonance effects is developed. Finally, its validity is shown by using $0.18 {\mu}m$ process-based-HSPICE simulation.

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Multilayer Power Delivery Network Design for Reduction of EMI and SSN in High-Speed Microprocessor System

  • Park, Seong-Geun;Kim, Ji-Seong;Yook, Jong-Gwan;Park, Han-Kyu
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제2권2호
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    • pp.68-74
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    • 2002
  • In this paper, a pre-layout design approach for high-speed microprocessor is proposed. For multilayer PCB stark up configuration as well as selection and placement of decoupling capacitors, an effective solution for reducing SSN and EMI is obtained by modeling and simulation of complete power distribution system. The system model includes VRM, decoupling capacitors, multiple power and ground planes for core voltage, vias, as well as microprocessor. Finally, the simulation results are verified by measurements data.

고속/고밀도 VLSI 회로의 공진현상을 감소시키기 위한 효율적인 파워/그라운드 네트워크 설계 (Effective Power/Ground Network Design Techniques to suppress Resonance Effects in High-Speed/High-Density VLSI Circuits)

  • 류순걸;어영선;심종인
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권7호
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    • pp.29-37
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    • 2006
  • 본 논문에서는 온칩 디커플링 커패시터에 의한 파워/그라운드 라인에서의 RLC 공진현상을 감소시키기 위한 해석적인 모델을 제시한다. 패키지 인덕턴스와 온칩 디커플링 커패시터 및 출력 드라이버로 인하여 형성되는 RLC 공진 회로의 공진주파수를 정확하게 예측하였다. 예측된 공진주파수를 이용하여 회로 동작에 필요한 적절한 디커플링 커패시터의 크기를 결정할 수 있다. 본 논문에서 제시한 공진현상을 감소시킬 수 있는 새로운 설계 방법의 타당성은 $0.18{\mu}m$ 공정 HSPICE 모텔을 사용한 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

Modeling of Arbitrary Shaped Power Distribution Network for High Speed Digital Systems

  • Park, Seong-Geun;Kim, Jiseong;Yook, Jong-Gwan;Park, Han-Kyu
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.324-327
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    • 2002
  • For the characterization of arbitrary shaped printed circuit board, lossy transmission line grid model based on SPICE netlist and analytical plane model based on the segmentation method are proposed in this paper. Two methods are compared with an arbitrary shaped power/ground plane. Furthermore, design considerations for the complete power distribution network structure are discussed to ensure the maximum value of the PDN impedance is low enough across the desired frequency range and to guide decoupling capacitor selection.

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커플링/디커플링 네트워크 내장 서지발생장치의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a Surge Generator with Coupling/Decoupling Networks)

  • 김남훈;강태호;신한신;길경석
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제33권2호
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    • pp.130-134
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    • 2020
  • Metal oxide varistors (MOVs) protect circuits and devices from transient overvoltages in electric power systems. However, a MOV continuously deteriorates owing to manufacturing defects or repetitive protective operations from transient overvoltages. A deteriorated MOV may result in a short circuit or a line-ground accident. Previous studies focused on the analysis of deterioration mechanisms and condition diagnosis techniques for MOVs owing to their recent growth of use. An accelerated deterioration experiment under the same conditions in which a MOV operates is essential. In this study, we designed and fabricated a surge generator that can apply a surge current to a MOV connected to AC mains. The coupling network operates at a low impedance against the surge current from the surge generator and transfers the surge current to the MOV under test. It also acts as a high impedance against AC mains for the AC voltage not to be applied to the surge generator. The decoupling network operates at a high impedance against the surge current and blocks the surge current from AC mains. It also acts as a low impedance against AC mains for the AC voltage to be applied to the MOV under test. The prototype surge generator can apply the 8/20 us up to 15 kA on AC voltages in the approximate range of 110~450 V, and it fully operates on a LabVIEW-based program.