Design of Low-power Serial-to-Parallel and Parallel-to-Serial Converter using Current-cut method

전류 컷 기법을 적용한 저전력형 직병렬/병직렬 변환기 설계

  • 박용운 (삼성전기(주) 중앙연구소) ;
  • 황성호 (삼성전기(주) 중앙연구소) ;
  • 차재상 (서울산업대학교 매체공학과) ;
  • 양충모 (삼성전기(주) 중앙연구소) ;
  • 김성권 (서울산업대학교 매체공학과)
  • Published : 2009.10.31

Abstract

Current-cut circuit is an effective method to obtain low power consumption in wireless communication systems as high speed OFDM. For the operation of current-mode FFT LSI with analog signal processing essentially requires current-mode serial-to-parallel/parallel-to-serial converter with multi input and output structure. However, the Hold-mode operation of current-mode serial-to-parallel/parallel-to-serial converter has unnecessary power consumption. We propose a novel current-mode serial-to-parallel/parallel-to-serial converter with current-cut circuit and full chip simulation results agree with experimental data of low power consumption. The proposed current-mode serial-to-parallel/parallel-to-serial converter promise the wide application of the current-mode analog signal processing in the field of low power wireless communication LSI.

본 논문에서는 OFDM과 같은 대용량 무선 전송방식의 베이스밴드단(Baseband) 신호처리 방식 중 직병렬/병직렬 변환기(Serial-to-Parallel/Parallel-to-Serial Converter)를 전류모드(Current-mode) 회로로 구현했을 경우 유효한 설계 기법을 제안한다. 전류모드를 이용한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 직교주파수분할다중)용 아날로그 프리에 변환(FFT) LSI의 병렬 입출력을 담당하는 전류모드 직병렬병직렬 변환기의 홀드모드(Hold mode)의 불필요한 전류를 제거할 수 있다. 이를 통해 전류모드로 구성한 아날로그 신호처리 시스템의 저소비전력을 실현하기 위해 필수적인 새로운 전류모드 직병렬/병직렬 변환기를 제시하고 설계된 칩의 측정결과가 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다. 이를 통해 저전력형 대용량 무선통신 시스템의 베이스밴드단 구축이 가능한 전류모드 아날로그 시스템의 구현 가능성을 제시하였다.

Keywords

References

  1. Seong-Kweon Kim, Jae Sang Cha, Hiroyuki Nakase and Kazuo Tsubouchi, 'Novel FFT LSI for Orthogonal Frequency Division Multiplexing usingcurrent mode circuit', Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 40, no.10, pp. 2859-2865, 2001.4.30 https://doi.org/10.1143/JJAP.40.2859
  2. Terri S. Fiez, and David J. Allstot, 'CMOS switched-current ladder filters', IEEE, J. Solid-State Circuits, Vol. 25, No. 6, pp. 1360-1367, December 1990 https://doi.org/10.1109/4.62163
  3. Bevan M. Baas, 'A Low-Power, High- Performance,1024-Point FFT Processor' IEEE, J. Solid-Stte Circuits, Vol. 34, No. 3, pp. 380-387, March 1999 https://doi.org/10.1109/4.748190
  4. G. Kumar and P.E. Allen, 'Switched-Current Circuits in Digital CMOS Technology With Low Charge-Injection Errors', IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 37, No. 10, pp. 1271-1281, Oct. 2002 https://doi.org/10.1109/JSSC.2002.803019
  5. P.H. Moose, 'A Technique for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Frequency Offset Correction', IEEE Trans.Communication, Vol. 42, No. 10, pp. 2908-2914, October, 1994 https://doi.org/10.1109/26.328961