• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권5호
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• pp.321-334
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• 2003

GALS(Globally-Asynchronous Locally-Synchronous) 시스템은 대규모의 칩 설계 시에 설계의 용이성과 신뢰성을 확보할 수 있는 구조로 주목 받고 있다. 본 논문에서는 GALS 시스템에 필수적인 비동기 접속장치를 제안한다. 접속 장치는 크게 센더 모듈과 리시버 모듈로 구성되어 있으며, 센더 모듈에서는 부분적으로 내부 클록과는 무관하게 데이터 전송이 가능하다. 0.25um 공정의 게이트 레벨 표준 셀 라이브러리를 사용하여 설계하였고, 성능 향상 정도를 시뮬레이션을 통하여 예측할 수 있었다. 마지막으로, 접속장치를 장착한 GALS 구조의 예제 회로를 설계하여 올바르게 동작함을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.395-404
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• 2016

A 6-bit 3.4 GS/s flash ADC in a 65 nm CMOS process is reported along with the proposed 4x time-domain interpolation technique which allows the reduction of the number of comparators from the conventional $2^N-1$ to $2^{N-2}$ in a N-bit flash ADC. The proposed scheme effectively achieves a 4x interpolation factor with simple SR-latches without extra clocking and calibration hardware overhead in the interpolated stage where only offset between the $2^{N-2}$ comparators needs to be calibrated. The offset in SR-latches is within ${\pm}0.5$ LSB in the reported ADC under a wide range of process, voltage supply, and temperature (PVT). The design considerations of the proposed technique are detailed in this paper. The prototype achieves 3.4 GS/s with 5.4-bit ENOB at Nyquist and consumes 12.6 mW power at 1 V supply, yielding a Walden FoM of 89 fJ/conversion-step.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권1호
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• pp.1-5
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• 2011

Feedback with carry shift registers (FCSRs) over 2-adic number would be suitable in hardware implementation, but the are not efficient in software implementation since their basic unit (the size of register clls) is 1-bit. In order to improve the efficiency we consider FCSRs over $2^{\ell}$-adic number (i.e., FCSRs with register cells of size ${\ell}$-bit) that produce ${\ell}$ bits at every clocking where ${\ell}$ will be taken as the size of normal words in modern CPUs (e.g., ${\ell}$ = 32). But, it is difficult to deal with the carry that happens when the size of summation results exceeds that of normal words. We may use long variables (declared with 'unsigned _int64' or 'unsigned long long') or conditional operators (such as 'if' statement) to handle the carry, but both the arithmetic operators over long variables and the conditional operators are not efficient comparing with simple arithmetic operators (such as shifts, maskings, xors, modular additions, etc.) over variables of size ${\ell}$-hit. In this paper, we propose some conditions for FCSRs over $2^{\ell}$-adic number which admit fast software implementations using only simple operators. Moreover, we give two implementation examples for the FCSRs. Our simulation result shows that the proposed methods are twice more efficient than usual methods using conditional operators.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.25-32
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• 2013

고속 저전력 모바일 응용분야를 위한 1.8V 2-Gb/s scalable low voltage signaling (SLVS) 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 데이터 전송을 위한 4-lane 송신단, 소스 동기 클록 방식을 위한 1-lane 송신단, 그리고 8-phase 클록 발생기로 구성된다. 제안하는 SLVS 송신단은 50 mV에서 650 mV의 출력 전압 범위를 가지며 고속 동작 모드와 저전력 모드를 제공한다. 또한, signal integrity를 개선하기 위한 출력 드라이버의 임피던스 교정 기법이 제안된다. 제안하는 SLVS 송신단은 1.8 V의 공급 전압을 가지는 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정을 이용하여 구현된다. 구현된 SLVS 송신단의 데이터 jitter의 시뮬레이션 결과는 2-Gb/s의 데이터 전송속도에서 8.04 ps이다. 1-lane을 위한 SLVS 송신단의 면적과 전력소모는 각각 $422{\times}474{\mu}m^2$와 5.35 mW/Gb/s이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.883-890
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• 2015

반도체 공정 기술의 발전으로 하나의 칩에 많은 코어가 포함되고 있으며, 전력이나 클럭 스큐 문제들을 해결하기 위한 방안으로 다른 주파수나 위상차를 가지고 있는 여러 개의 클럭을 사용하는 GALS 기법이 사용되고 있다. GALS에서는 송수신부 사이에서 동기화 문제를 해결하기 위하여 동기회로가 사용된다. 본 논문에서는 180nm CMOS 공정 파라미터를 사용하여 온도, 전원전압, 트랜지스터의 크기에 따라 동기회로 설계에 필요한 DFF의 준비시간(setup time)과 유지시간(hold time)를 측정하였다. HSPICE의 이분법을 이용한 모의실험 결과에서 준비시간과 유지시간의 크기는 전원 전압의 크기에 반비례하고, 온도에 비례하였다. 그리고 유지시간은 음의 값으로 측정되었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.68-75
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• 2009

본 논문에서는 이중 보간 방식을 기반으로 1/4-rate 클록을 이용하는 효율적인 CDR을 제안하였다. 제안한 CDR은 다채널 송수신기에서 다중 위상 클록을 이용하여 클록 주파수를 줄일 경우 필요한 클록의 수가 증가하여 이들 클록을 공급할 때 소모되는 전력과 하드웨어적 부담이 증가한다는 단점을 극복하는 것을 목표로 설계되었다. 이를 위해 1/2-rate 클록 방식과 동일한 공급 클록 수를 유지하면서 각각의 복원부에서 추가로 필요한 클록을 플립플롭을 이용하지 않고 인버터만으로 생성하였다. 이로 인해 보다 높은 전송률의 요구 시 장애 요인 중 하나인 클록 생성기의 주파수를 낮추어 고속 전송을 가능케 하였으며, 공급 클록의 수를 증가시키지 않고 1/4-rate 주파수의 클록을 이용함으로써 CDR을 저전력화하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권3호
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• pp.44-54
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• 2000

본 논문에서는 표준 메모리 공정에 구현 가능한 주파수 적응성을 갖는 부지연 회로의 설계기법에 대해 제안한다. 제안하는 설계기법은 기본적으로 아날로그 SMD (synchronous mirror delay) 형태의 부지연 회로로서 입력클록의 주기와 구현하고자 하는 부의 지연 시간의 차이에 해당하는 시간을 아날로그 회로의 개념으로 측정하고 다음 번 주기에서 반복한다. 출력클록의 발생과 관련되는 부수적인 지연을 측정단의 앞 단인 지연모델 단에서 상쇄하는 기존의 SMB 기법과는 달리, 반복단에서 상쇄하는 새로운 기법을 통하여 넓은 부지연 범위를 구현하여 특히 고속동작에서의 부지연 특성을 원할하게 한다. 또한 넓은 범위의 주파수 동작범위를 구현하기 위해 해당하는 주파수 범위에서 아날로그 회로가 최적의 동작 조건을 갖추도록 하기 위한 새로운 주파수 감지기 및 최적조건 설정기법을 제안한다. 제안된 회로의 응용으로서 초고속 DRAM인 DDR SDRAM에 적용하는 예를 보였으며, 0.6㎛ n-well double-poly double-metal CMOS 공정을 사용하여 모의실험 함으로써 그 유용성을 입증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.357-360
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• 2013

고속 저전력 모바일 응용분야를 위한 1.8V 2-Gb/s SLVS 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 데이터 전송을 위한 4-lane 송신단, 소스 동기 클럭 방식을 위한 1-lane 송신단, 그리고 8-phase 클럭 발생기로 구성된다. 제안하는 SLVS 송신단은 50 mV에서 650 mV의 출력 전압 범위를 가지며 고속 동작 모드와 저전력 모드를 제공한다. 또한, signal integrity를 개선하기 위한 출력 드라이버의 임피던스 교정 기법이 제안된다. 제안하는 SLVS 송신단은 1.8V의 공급 전압을 가지는 $0.18-{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정을 이용하여 구현된다. 구현된 SLVS 송신단의 데이터 jitter의 시뮬레이션 결과는 2-Gb/s의 데이터 전송속도에서 8.04 ps이다. 1-lane을 위한 SLVS 송신단의 면적과 전력소모는 각각 $422{\times}474{\mu}m^2$와 5.35 mW/Gb/s이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권5호
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• pp.31-38
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• 2005

본 논문에서는, UTMI호환 USB2.0 PHY 칩의 구조와 세부 설계 내용 전반에 대하여 기술하였다. 노이즈 채널 환경에서, 수신데이터의 유효성을 판단하기 위한 방법으로 squelch 상태 검출 회로 및 전류모드 슈미트-트리거 회로를 설계하였으며, 레플리카 바이어스 회로를 사용한 온칩 종단(ODT) 회로와, 480Mbps 데이터 송신을 위한 전류모드 차동 출력 구동회로를 설계하였다. 또한, 플레시오크로너스 클럭킹 방식을 사용하는 USB 시스템에서, 송수신단 사이의 주파수 차이를 보상하기 위하여, 클럭데이터 복원회로와 FIFO를 사용한 동기화 회로를 설계하였다. 네트웍 분석기를 이용한 손실전송선(W-model) 모델 파라미터를 측정을 통해 추출하였으며, 설계를 위한 시뮬레이션 과정에 활용하였다. 설계된 칩은 0.25um CMOS 공정으로 제작하였으며, 이에 대한 측정 결과를 제시하였다. IO패드를 제외한 칩의 코어 면적은 $0.91{\times}1.82mm^2$ 이었고, 2.5V 전원전압에서 전체 전력소모량은, 480MHz 동작 시 245mW, 12MHz 동작 시 150mW로 시뮬레이션 되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.141-146
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• 2016

HEVC/H.265는 ITU-T SG 16 WP와 ISO/IEC JTC 1/SC29/WG 11에서 제안된 가장 최근의 비디오 코딩 표준안이다. H.265에서 영상은 연속된 코딩 트리 유닛(CTU)들로 나누어지고, CTU는 다양한 지역적 특성을 받아들이기 위해 다수의 코딩 유닛(CU)들로 나누어진다. H.265의 코딩 효율은 이전 표준인 H.264/AVC와 비교하면 약 2배 정도 우수하나 확장된 CU와 변환블록(Transform)의 크기가 증가함에 따라 인코더 내에서 예측 (Prediction), 모드결정 (Mode decision) 그리고 복원(Reconstruction) 블록의 하드웨어 크기가 이전 표준과 비교하여 4배 정도 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인코더 내에서 복잡도가 가장 큰 Prediction/Mode Decision/Reconstruction (PMR) 블록에 대하여 코딩효율(PSNR)을 저하시키지 않는 범위 내에서 하드웨어 복잡도를 줄이기 위한 새로운 구조를 제안한다. 복잡도가 감소된 하드웨어를 이용하면 전체 비디오 인코더의 사이즈를 줄일 수 있으며, Full-HD 영상에 대하여 300 Mhz의 클록 주파수와 60 fps의 프레임율로 동작한다. 테스트 영상에 대하여 PMR 예측 블록에서 Bjøntegaard Delta (BD) 비트율의 증가는 평균 30 % 이며, PMR 블록의 전체 게이트 수는 약 1.8 M 이다.