센서시스템에서의 저전력 비동기 설계를 위한 인터페이싱 회로

Abstract

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 <TEX>$4{\times}4$</TEX> 곱셈기를 사용해서 검증을 하였다. Conventional synchronous circuits in low power required systems such as sensor systems cannot only satisfy the timing requirement of the low voltage digital systems, but also they may generate wrong outputs under the influence of PVT variations and aging effects. Therefore, in the reliable ultra-low power design, asynchronous circuits have recently been reconsidered as a solution for scaling issues. However, it is not easy to totally replace synchronous circuits with asynchronous circuits in the digital systems, so the interfacing between the synchronous and asynchronous circuits is indispensable for the digital systems. This paper presents a new design for interfacing between asynchronous circuits and synchronous circuits, and the interface circuits are applied to a <TEX>$4{\times}4$</TEX> multiplier logic designed using 0.11um technology.