본 논문에서는 고해상도 저전력 SAR 타입 ADC(아날로그 디지털 변환기)의 면적을 획기적으로 줄이기 위해서 역 다중화기 (Demultiplexer)와 카운터 (Counter)를 이용하는 타이밍 레지스터 (Timing register) 구조를 제안하였다. 전통적으로 사용되는 쉬프트 레지스터에 기반을 둔 타이밍 레지스터 구조는 해상도가 증가될수록 면적이 급격하게 증가하고, 또한 잡음의 원인이 되는 디지털 소비 전력도 증가되는 반면, 제안하는 구조는 해상도 증가에 따른 에러 보정 회로의 면적과 소비 전력 증가를 줄일 수 있다. 0.18 um CMOS 공정을 이용하여 제작하였으며, 제안한 타이밍 레지스터 구조를 이용하여, 기존 구조 대비 5.4배의 면적 감소와 디지털 전력 최소화의 효과를 얻을 수 있었다. 설계한 12 비트 SAR ADC는 11 비트의 유효 비트 (ENOB), 2 mW (기준전압 생성 블록 포함)의 소비전력과 1 MSPS의 변환 속도를 보였으며, 레이아웃 면적은 $1mm{\times}1mm$ 이었다.
In multibit Sigma-Delta Modulator, DWA(Data Weighted Averaging) among the DEM(Dynamic Element Matching) techniques was widely used to get rid of non-linearity that caused by mismatching of unit capacitor in feedback DAC path. this paper proposed the improved DWA architecture by adjusting clock timing of the existing DWA architecture. 2n Register block used for output was replaced with 2n S-R latch block. As a result of this, MOS Tr. can be reduced and extra clock can also be removed. Moreover, two n-bit Register block used to delay n-bit data code is decreased to one n-bit Register. In order to confirm characteristics, DWA for the 3-bit output with the proposed DWA architecture was designed on 0.18um process under 1.8V supply. Compared with the existing architecture. It was able to reduce the number of 222 MOS Tr.
Zigbee that is the wireless personal area networks communication technology for low power consumption is low-cost, low-power consumption, and small size and program code. From the present paper symbol and chip sequence of existing Zigbee module undergarment PN code generators which are a 1:1 mapping method it uses shift register and it plans the method which it proposes. The experimental result used Xilinx ISE and it measured synthesis and timing and power.
The overall size of electronic product is becoming small according to development of technology. Accordingly it is difficult to inspect these small components by human eyes. So, an automation system for inspecting them has been used. The existing system put microprocessor or Programmable Logic Controller (PLC) use. The structure of microprocessor-based controller and PLC use basically composed of memory devices such as ROM, RAM and I/O ports. Accordingly, the system is not only becomes complicated and enlarged but also higher price. In this paper, we implement FPGA-based One-chip Programmable Timing Controller for Inspecting Small components to resolve above problems and design the high performance controller by using VHDL. With fast development, the FPGA of high capacity that can have memory and PLL have been introduced. By using the high-capacity FPGA, the peripherals of the existent controller, such as memory, I/O ports can be implemented in one FPGA. By doing this, because the complicated system can be simplified, the noise and power dissipation problems can be minimized and it can have the advantage in price. Since the proposed controller is organized to have internal register, counter, and software routines for generating timing signals, users do not have to problem the details about timing signals and need to only send some values about an inspection system through an RS232C port. By selecting theses values appropriate for a given inspection system, desired timing signals can be generated.
본 논문에서는 이차원 이산 웨이블릿 변환을 이용한 실시간 영상 압축 및 복원 프로세서의 구조를 제안하고 ASIC(Application specific integrated circuit) 라이브러리를 이용하여 최소의 하드웨어로 구현하였다. 구현된 하드웨어에서 데이터 패스부는 웨이블릿 변환과 역변환을 수행하는 DWT 커널(Kernel)부, 양자화기 및 역양자화기, 허프만 엔코더 및 디코더, 웨이블릿 역변환 시 계수의 덧셈을 수행하는 덧셈기 및 버퍼, 그리고 입출력을 위한 인터페이스와 버퍼로 구성하였다. 제어부는 프로그래밍 레지스터와 명령어를 디코딩하여 제어 신호를 생성하는 주 제어부, 그리고 상태를 외부로 알리는 상태 레지스터로 구성된다. 프로그래밍 조건에 따라서 영상을 압축할 때의 출력은 웨이블릿 계수, 양자화 계수 혹은 양자화 인덱스, 그리고 허프만 코드 중에서 선택하여 발생할 수 있고 영상을 복원할 때의 출력은 허프만 디코딩 결과, 복원된 양자화 계수 그리고 복원된 웨이블릿 계수 중에서 선택하여 발생할 수 있다. 프로그래밍 레지스터는 총 16개로 구성되어 있는데 각각이 한번의 수직 혹은 수평 방향의 웨이블릿 변환을 수행할 수 있고 각각의 레지스터들이 차례대로 동작하기 때문에 4 레벨의 웨이브릿 변환을 한번의 프로그래밍으로 수행가능하다. 구현된 하드웨어는 Hynix 0.35m CMOS 공정의 합성 라이브러리를 가지고 Synopsys 합성툴을 이용하여 게이트 레벨의 네트리스트(Netlist)를 추출하였고 이 네트리스트로부터 Vela 툴을 이용하여 타이밍정보를 추출하였다. 추출된 네트리스트와 타이밍정보(sdf 파일)를 입력으로 하여 NC-Verilog를 이용하여 타이밍 시뮬레이션을 수행하여 구현된 회로를 검증하였다. 또한 Apollo 툴을 이용하여 PNR(Place and route) 및 레이아웃을 수행하였다. 구현된 회로는 약 5만 게이트의 적은 하드웨어 자원을 가지고 최대 80MHz에서 동작 가능하였다.
DEM(Dynamic Element Matching) 기법중의 하나인 DWA(Data Weighted Averaging)는 멀티비트 Sigma-Delta Modulator에서 피드백 DAC의 단위요소 커패시터 부정합으로 인한 비선형성을 제거하기 위하여 널리 이용된다. 본 논문에서는 기존 DWA 구조에서 적용된 클록 타이밍을 조정하여 양자화기 데이터 코드 출력을 Latch 하는 $2^n$ Register 블록을 $2^n$ S-R latch 블록으로 대체하여 MOS Tr.를 줄임과 더불어 여분의 클록을 제거하였고, n-bit 데이터 코드를 지연시키기 위해 사용되는 2개의 n-비트 Register 블록을 1개의 n-비트 Register 블록으로 감소시켰다. 개선된 DWA 구조를 이용하여 3차 3-비트 SC(Switched Capacitor) Sigma-Delta Modulator를 설계한 후, 입력 주파수 20kHz, 샘플링 주파수 2.56MHz에서 0.1% DAC 단위 요소 커패시터 부정합을 갖도록 하여 시뮬레이션 한 결과 기존의 구조와 동일한 해상도를 얻을 수 있었고, 222개의 MOS Tr. 수를 줄일 수 있었다.
This paper describes a 72-word by 32-bit 2-read/1-write multi-port register file, which is suitable for 32-bit RISC/DSP microprocessors. To minimize area and achieve high speed, advanced single-ended sense amplifiers are used. Each part of circuit is optimized at transistor level. The verification of functionality and timing is performed using HSPICE simulations. After modeling and validating the circuit at transistor level, it was laid out in a 0.6um 1-poly 3-metal layer CMOS technology. The simulation results show maximum operating frequency is 179MHz in worst case conditions. It contains 27,326 transistors and the size is 3.02mm by 2.20mm.
장모음 음성인식을 전자회로로 수행하였다. 레벨 압축은 음성 파형을 직렬 펄스로 변화시킬 수 있었다 이 펄스들로 모음을 구별하는 정보가 된다. 펄스의 샘풀링은 한 단위로 모음의 피치 직렬신호를 얻어지는 레지스터 에 의해서 이루어진다. 샘풀링 펄스에 의한 시간제어 펄스는 음성파형의 첩두치 펄스에 의해 발진되어 진다. 이 레지스터에 있는 병렬 데이터는 만약 OO이면 OO이다는 규칙으로 이루처지는 의지결정 회로의 뜻에 따라 음성 심볼이 인식되어진다.
다중 포트를 가진 레지스터의 장점은 읽기 접근에 대해서는 한번에 여러 병령어에서 레지스터를 공유할 수 있다는 것이다. 여기서는 높은 수준에서 이러한 다중 포트 레지스터를 가진 파이프라인 수퍼 스칼라 프로세서에서의 타이밍 특성과 자원 제한을 묘사하기 위한 정형방법을 제시한다. 특히, 파이프 라인 명령어가 순서대로 들어오는 경우에 대해서 먼저 병세하고, 순서에 상관없이 어느 싸이클에 검색 가능한 명령어들 중에서 동시에 실행 가능한 명령어 짝을 찾아 실행시키는 수퍼 스칼라 파이프라인 방식인 비순차(Out-of-Order) 명령어 수퍼 스칼라 방식에서의 타이밍 분석으로 확장하였다. 명령어 명세에는 프로세스 대수(Process Algebra)기반의 정형기법인 ACSR(Algebra of Communicating Shared Resources)을 이용하여 모델링한다.
본 논문에서는 크게 두 가지 사항에 대해서 제안하고자 한다. 첫 번째는 논리합성을 위한 제약조건 방법에 대한 것이고, 두 번째는 효율적인 논리합성방법에 대한 것이다. 논리 합성은 주어진 제약조건(constraint)을 최대한 만족 시키면서 논리 사상과 최적화 등을 통하여 RTL(register transfer level) 코드로부터 게이트-수준의 네트리스트를 얻는 과정이다. 논리합성의 결과는 주어진 제약조건과 합성 방법에 매우 종속적이다. 이들에 의해서 설계의 면적 및 타이밍이 크게 변화하므로 우리는 제약조건과 합성방법을 철저하게 고려하여야 한다. 본 논문에서는 논리합성을 하는 과정에서 실제로 고려해야하는 사항들에 대해서 경험적이고 실험적인 결과를 바탕으로 혼합방식의 논리합성 기법을 제안한다. 제안된 기법을 이용하여 약 65만 게이트의 하드웨어 자원량을 사용하는 회로에 적용시켜본 결과로 상향식 방법에 비해서 합성 시간이 약 47% 감소하였고, 하향식 방법에 비해서 타이밍 특성이 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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