회로 내에는 무수히 많은 신호가 있습니다. 이러한 신호들은 metal layer 를 타고 이동하죠.따라서 회로 내에서는 수많은 metal layer 가 있고, 같은 layer 가 근처에 있게 된다면두 신호 간의 parasitic cap 이 커지게 됩니다.이러한 parasitic cap 때문에 바로 coupling 이 발생하고 이런 것들은 noise 로 보여 신호 품질을 저하시킵니다. 이러한 noise 는 중요한 signal 들 (ex. high frequency signal) 에 영향을 끼치고보통 ground 로 연결된 shielding line 으로 둘러싸 영향을 최소화합니다. 하지만 power 혹은 reference 전압 등의 중요한 dc 전압은 이러한 noise 보다 더 큰 장애물이 있습니다.바로 ..

회로를 설계할 때 power 를 적게 소모하는 회로를 설계하는 것은 중요합니다.대부분의 FoM 에 power 가 들어가있고 실제 시스템에서 칩을 사용할 때도 power 를 너무 많이 쓰면온도가 높아져, 성능을 저하시키기 때문에 Low power 는 중요합니다. 오늘은 Low power 를 위한 technique 중 하나인 power gating 에 대해 다뤄보겠습니다.  Power gating 이란? 일반적으로 아날로그 블락들은 input 이 들어오는 앞단에만 동작하는데요.오랫동안 input 이 들어오지 않는 상황에서도 amp 들은 current 를 흘리게 됩니다.이 때문에 power 소모가 항상 있게 되고 이로 인해 power performance 가 저하됩니다.Power gating 이란 특정 blo..

회로 설계할 때 power 를 줄이는 것은 매우 중요합니다.아날로그 회로이든 디지털 회로이든 대부분 clock signal 이 존재하는데요.오늘은 power 줄이는 방법 중 clock gating 에 대해 알아보겠습니다.  시스템 Clock Tree 회로는 외부에서 CLK 을 공급받아 이를 amplify 시킨 후 chip 내부에서 사용하게 됩니다.대부분 synchronized system 을 사용하기 때문에 이 clk 을 여러개 block 으로 보내서 사용하는데요.이러한 모양이 마치 뻗어나온 가지 같다고 하여 Clock tree 라고 표현합니다.  각기 다른 timing 에 동작하는 Block 이러한 clock tree 는 chip 이 크면 클수록 더 멀리 뻗어져 나가고 커지게 되는데요.High-spee..

제 블로그에서 이전에도 Current mirror 에 대해 다루긴 했었지만, 오늘은 Current mirror 가 실제로 어떻게 사용되는지에 대해 다뤄보겠습니다. 기존 글을 보고 Current mirror 의 원리와 설계 방법 Cascode 등에 대해 다뤘으나 해당 글만 보고는 왜 Current mirror 를 사용해야 하는 지에 대한 궁금증은 풀리지 않을 수 있습니다.  Current Mirror 원리 먼저 Current mirror 의 원리에 대해 다시 한 번 다뤄보죠. Current mirror 는 MOSFET 이 특정 고정된 전압의 Vgs 에서 고정된 current 를 흐르게 하는 원리입니다. Ideal 한 mosfet 에서는 Vgs 와 Vth 가 정해진 순간, MOSFET 의 parameter ..

오늘은 디지털 회로 중 하나인 LFSR, Linear Feedback Shift Register 에 대해 다뤄보겠습니다. LFSR 은 flip-flop 들을 이용해 random number 를 생성하는 데 쓰이는 디지털 논리 회로입니다. 즉 난수 생성을 위한 회로이죠. 간단한 회로 예부터 아래에서 살펴보도록 하죠.  위는 xor 과 4개의 flip-flop 을 이용해 만든 간단한 4bit 의 LFSR 입니다. 이전 값이 어떤 값이었는지에 따라 다음 값이 결정되는 구조를 볼 수 있습니다. 예를 들어, 초깃값이 1000 값이면 논리 조합에 의해 그 다음 값은 0100 이 나오게 되는 일종의 deterministic 한 구조이죠. 결국 LFSR 은 진정한 의미의 random number gernerator 는..

오늘은 디지털 회로에서 signaling 을 어떻게 더 좋게 할 수 있는지에 대해 다뤄보겠습니다. 회로에서는 아날로그 회로인지, 디지털 회로인지에 상관없이 signal 을 망가지지 않고 얼마나 잘 전달하는지가 정말 중요합니다. 이는 첨단공정이 점점 더 작아지고 있고, 회로의 speed 가 점점 더 빨라지면서 중요성이 날로 증가하고 있죠.  먼저 coupling noise 에 대해 알아봅시다. 회로에서 여러 driver 가 위와 같이 위치해있다고 생각해봅시다. 여러 개의 signal 이 각각 buffer line 을 타고 receiver로 이동하죠. 이 때 signal 이 전달되는 metal line 에는 parasitic 저항과 parasitic cap 이 존재하게 됩니다. 이 때 생기는 parasiti..

이번엔 digital circuit 에서 가장 중요한 회로 요소 들인 latch 와 flip-flop 에 대해 다뤄보겠습니다. 0과 1의 신호만 존재하는 digital 회로에서 synchronize 해서 신호를 보내는 것은 정말 중요합니다. 이 때 sync 의 기준이 되는 것은 clk 신호이고 이 clk 신호는 보통 latch 나 flip-flop 을 이용해 signal 을 synchronize 시키죠. 먼저 latch 부터 보겠습니다. Latch 는 다들 알다시피 level -triggered 회로 입니다. clk 신호가 0 인지 혹은 1인지에 따라서 현재 신호를 저장할지, 아니면 신호를 무시할지를 결정하죠. 가장 기본적이면서도 많이 쓰이는 회로가 바로 위에 보이는 회로입니다. 2개의 transmiss..

연구를 진행하면서 다른 사람들의 논문을 보게 되면 Look up table 이라는 표현을 자주 보게 됩니다. Look up table 은 줄임말로 LUT 라고도 부르며, 많은 사람들이 사용하게 되는 회로 triming 수단이죠. 처음에 해당 단어를 보면 잘 와닿지가 않습니다. 회로 triming 수단으로 다른 수단인 self-calibration 은 어떤 training mode 를 통해 회로를 최적화 시키는거겠구나. 하지만 Look up table 은 어떻게 적용되는지 헷갈리기도 합니다. 그리고 이러한 수단이 왜 필요한지에 대해서도 의문일 수 있죠. 오늘은 Look up table 에 대해 알아봅시다. Look Up Table (LUT) 의 의미일반적으로 Look up table 에 대해 검색해보면 위..

오늘은 회로에서 아날로그 회로에서 가장 중요한 회로 중 하나이자, High-speed 회로가 필수인 요즘 꼭 알아야 하는 회로 중 하나인 VCO 에 대해 다뤄보겠습니다. 먼저 VCO 는 Voltage Controlled Oscillator 의 줄임말로, 전압제어 발진기라고 합니다. 간단히 말하면 어떤 전압을 주냐에 따라서 다른 frequency 로 발진하는 형태의 oscillator 입니다. 이 VCO 는 아이러니하게도 이 발진하는 성분 때문에 시스템에 필수적인 회로입니다. 여태까지 우리는 회로를 안정하게 만들기 위해 phase margin 을 분석하며 stability 를 분석하고 열심히 관리해왔기 때문이죠. 그럼 일부러 이렇게 회로를 발진해가며 VCO를 만드는 이유가 뭘까요?바로 회로에 너무나도 필요..

LDO 를 설계할 때 고려할 점이 몇 가지가 있는데 그 중 하나가 dominant pole 의 위치입니다. 기본적으로 LDO 는 amplifier 가 포함된 feedback system 이기 때문에 stability issue 가 있기 때문이죠. 이전 글에도 작성하였지만 일반적으로 LDO 는 pass transistor 로 NMOS 를 쓰는 type 과 PMOS 를 쓰는 타입으로 나뉩니다. pole 은 1/RC 이므로 dominant pole 이 되기 위해서는 해당 node 에서의 cap 이나 저항값이 커야하죠. 때문에 error amplifier 와 pass transistor 의 gate 가 만나는 지점은 대부분 dominant pole 입니다. PMOS 와 NMOS pass transistor 의 ..