• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1-6
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• 2014

지연 무관방식의 NCL 비동기 설계는 혁신적인 비동기 회로 설계 방식의 하나로써 견고성, 소비전력 그리고 용이한 설계의 재사용과 같은 많은 장접을 가지고 있다. 그러나, 기존의 NCL 게이트 셀들의 트랜지스터-레벨 구조들은 느린 스피드, 높은 영역 오버헤드, 높은 와이어(wire) 복잡도와 같은 약점 또한 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 빠른 스피드, 낮은 영역 오버헤드, 낮은 와이더 복잡도를 위해서 트랜지스터 레벨에서 설계된 새로운 고속의 NCL 게이트 셀을 제안하고자 한다. 제안된 고속의 NCL 게이트 셀들은 회로 지연, 영역, 소모 전력에 의해서 기존의 다른 NCL 게이트 셀들과 비교되었다..

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.59-65
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• 2013

저전력 설계를 요구하는 디지털 시스템에서는 동적 전력(dynamic power)과 누설 전력(leakage power) 사이의 균형을 이루는 점에 근접하는 매우 낮은 전압에서 작동하는 디지털 설계 방식을 요구하지만, 기존의 동기방식의 회로는 낮은 전압에서 지연(delay)이 급격히 증가하여 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation) 등에 크게 영향을 받아서 올바른 동작을 기대할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 낮은 전압에서 여러 가지 변이들에 영향을 받지 않는 비동기회로 설계 방식 중에 타이밍 분석이 요구되지 않고, 설계가 간단한 NCL (Null Convention Logic) 방식을 사용한 저전력 산술논리 연산장치 (ALU) 회로를 매그나칩-SK하이닉스 0.18um 공정으로 설계하고, 기존의 파이프라인 방식의 ALU와 스피드와 전력에 관해서 비교하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.17-23
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• 2012

초저전력 설계나 에너지 수확 활용은 동적 전력과 정적 전력 사이의 균형을 이루는 점에 근접하는 문턱전압이하의 매우 낮은 전압에서 작동하는 디지털 시스템을 요구한다. 이런 동작 모드에서 일반적인 논리회로의 지연 변화는 매우 크게 된다. 따라서, 본 논문에서 MOSFET 나노 공정기술에서 전력소비를 줄이면서 여러 가지 공정 변이의 영향을 받지 않는 비동기 방식의 NCL (Null conventional logic)을 사용한 저전력 논리회로 설계 방법을 제안하고자 한다. 제안된 NCL 회로는 45nm의 공정기술에서 0.4V의 공급전압을 사용하였고, 각 NCL회로는 속도와 전력에 의해서 일반적인 동기식 회로와 비교되었다.

• 센서학회지
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• 제26권3호
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• pp.209-213
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• 2017

The delay-insensitive Null Convention Logic (NCL) asynchronous design as one of innovative asynchronous logic design methodologies has many advantages of inherent robustness, power consumption, and easy design reuses. However, transistor-level structures of conventional NCL gate cells have weakness of high area overhead and high power consumption. This paper proposes a new NCL gate based on power gating structure. The proposed $4{\times}4$ NCL multiplier based on power gating structure is compared to the conventional NCL $4{\times}4$ multiplier and MTNCL(Multi-Threshold NCL) $4{\times}4$ multiplier in terms of speed, power consumption, energy and size using PTM 45 nm technology.

• 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.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.53-59
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• 2017

본 논문에서는 회로에서의 지연 시간을 줄이기 위해서 사용되는 의사 NMOS (pseudo-NMOS) 구조를 결합한 새로운 지연 무관 방식의 고속 비동기 회로 설계를 제안하고자 한다. 기존의 대표적인 지연 무관 방식의 NCL 비동기 회로 설계는 고신뢰성, 저전력 그리고 반도체 공정 기술에 의존하지 않고 회로를 재사용할 수 있는 용이성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 기존의 NCL 게이트 셀들의 트랜지스터-레벨 구조들은 많은 복잡한 구조로 인해서 회로 지연의 증가를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 고속의 새로운 NCL 게이트와 비동기 파이프라인(pipeline) 구조를 제안하였다. 제안된 방법은 SK-Hynix $0.18{\mu}m$ 공정에서 설계된 $4{\times}4$ 곱셈기를 통해서 적용되었고, 설계된 곱셈기는 모든 경우의 데이터 입력에 대한 전력과 지연이 측정되었고, 기존 NCL 방법과 비교되었다. 실험 결과는 제안된 NCL 구조가 기존의 NCL 구조보다 지연에서 85% 감소함을 보여주었다.

• 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.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.61-67
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• 2014

센서 시스템과 같은 저전력 설계를 요구하는 시스템에서 기존의 동기방식의 회로는 낮은 전압에서 지연(delay)이 급격히 증가하여 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation), 노화 등에 크게 영향을 받아서 올바른 동작을 기대할 수 없다. 따라서, 신뢰할 수 있는 초저전력 설계에서 비동기 회로가 스케일링 이슈를 해결할 수 있는 방법으로 최근 다시 고려되고 있다. 그러나, 디지털 시스템에서 동기회로를 NCL 회로로 모두 대체하는 것은 쉽지가 않기때문에 동기회로와 비동기 회로 사이의 연결이 꼭 필요하다. 본 논문에서는 동기회로와 비동기 회로를 연결할 수 있는 새로운 설계방법을 보이고, 0.18um 공정기술을 사용한 $4{\times}4$ 곱셈기를 사용해서 검증을 하였다.