혼합신호IC 및 시스템 연구실
Mixed-Signal IC and System Group
연구실 소개 및 연구분야
본 연구실은 아날로그 및 디지털 회로 설계 분야에서 2010학년도부터 새롭게 시작하는 연구실입니다. 한동안 학계에서는 아날로그 회로 설계가 어렵고, 빠르게 성장하는 공정기술을 충분히 활용하지 못한다는 인식 아래, 많은 아날로그 회로들을 디지털 회로로 대체하려는 움직임이 있었습니다. 그러나 그 결과, 오히려 검증이 어렵고, 전력소모가 지나치게 많은 회로들이 초래되었음이 최근 여러 연구에 의해 제기되고 있습니다. 특히, 응용분야의 특수성을 고려하지 않은 범용의 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 그 속도, 정밀도, 전력소모량 등에 있어 이미 한계에 부딪혔고, 꾸준히 요구되는 저전력소모 시스템을 구현하기 위해서는 그 응용분야에 따라 ADC의 필요조건들을 일부 완화시키는 것이 효과적입니다. 본 연구실에서는 자체연구한 아날로그 및 혼합신호 IC 설계 기술에 근거하여 초고속전송회로, PLL/DLL, RF, ADC/DAC등의 기존의 전통적인 회로뿐만 아니라 새롭게 각광받는 나노, 바이오 및 센서 분야에 필요한 최적화된 회로 시스템 구현을 목표로 하고 있습니다.
최근 관심분야 및 주요 연구과제
- 최적화된 mixed-signal 및 mixed-domain 시스템 설계 : 응용 분야를 맞춤하여 성능, 전력소모, 설계비용 등을 골고루 최적화하는 아날로그-디지털 회로 설계가 주방향입니다. 특히, 본 연구실의 초고속전송회로 (high-speed links)분야에서의 경험에 비추어 볼 때 아날로그와 디지털회로를 분리시키는 기존의 설계보다 이 둘을 융합시키는 설계가 더 가능성이 있어 보입니다.
- 효율적인 회로 및 시스템 설계를 위한 방법론 연구 : 오늘날의 회로설계는 그 복잡성으로 인하여 소수의 인원으로 효과적인 설계를 하기가 어려운 것이 사실입니다. 특히, 아날로그와 디지털이 융합된 시스템은 이해도가 낮고, 효율적으로 설계/검증할 수 있는 방법론이 부재합니다. 다행히 본 연구실에서 제시한, 아날로그 회로의 선형적 의도(linear intent)를 기초로 한 방법론이 주목을 받고 있으며, 연구자의 회로 설계 과정 전반을 도와줄 것입니다.
- 새롭게 부상하는 나노 및 바이오 분야와의 접목 : 나노 공정 기술과 생물학의 발전에 힘입어, 전자회로가 응용될 수 있는 분야가 많이 넓어졌습니다. 그 예로, MEMS나 탄소나노튜브 등의 신공정이나 생물학 또는 광학적 현상을 응용한 센서들이 그 각각에 최적화된 회로 및 시스템을 필요로 합니다. 또한, 초음파나 MRI, PET 등의 의료영상기기도 회로설계기술의 도움이 크게 필요한 분야입니다. 이들 신분야들의 공통점은 그동안 센서 소자 자체의 연구에는 치중했던 반면 그에 기반한 시스템의 최적화에는 소홀하였다는 것입니다. 또한 전자회로와 같이 고도로 복잡한 시스템을 설계하는 방법론은 생물학을 공학적으로 접근하려는 시스템 바이올러지의 발전에도 응용될 수 있으리라 기대합니다.
- 효율적인 회로 및 시스템 설계를 위한 방법론 연구 : 오늘날의 회로설계는 그 복잡성으로 인하여 소수의 인원으로 효과적인 설계를 하기가 어려운 것이 사실입니다. 특히, 아날로그와 디지털이 융합된 시스템은 이해도가 낮고, 효율적으로 설계/검증할 수 있는 방법론이 부재합니다. 다행히 본 연구실에서 제시한, 아날로그 회로의 선형적 의도(linear intent)를 기초로 한 방법론이 주목을 받고 있으며, 연구자의 회로 설계 과정 전반을 도와줄 것입니다.
- 새롭게 부상하는 나노 및 바이오 분야와의 접목 : 나노 공정 기술과 생물학의 발전에 힘입어, 전자회로가 응용될 수 있는 분야가 많이 넓어졌습니다. 그 예로, MEMS나 탄소나노튜브 등의 신공정이나 생물학 또는 광학적 현상을 응용한 센서들이 그 각각에 최적화된 회로 및 시스템을 필요로 합니다. 또한, 초음파나 MRI, PET 등의 의료영상기기도 회로설계기술의 도움이 크게 필요한 분야입니다. 이들 신분야들의 공통점은 그동안 센서 소자 자체의 연구에는 치중했던 반면 그에 기반한 시스템의 최적화에는 소홀하였다는 것입니다. 또한 전자회로와 같이 고도로 복잡한 시스템을 설계하는 방법론은 생물학을 공학적으로 접근하려는 시스템 바이올러지의 발전에도 응용될 수 있으리라 기대합니다.
주요 논문/특허
[1] J. Kim, et al., "Leveraging Designer's Intent: A Path Toward Simpler Analog CAD Tools," invited at IEEE Custom Integrated Circuits Conference, Sep. 2009.
[2] J. Kim, et al., "Circuit Techniques for a 40Gb/s Transmitter in 0.13um CMOS," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), Feb. 2005. 2006년 Takuo Sugano Far-East Best Paper Award 수상.
[3] J. Kim, et al., "Design of CMOS Adaptive-Bandwidth PLL/DLLs: A General Approach," IEEE Trans. on Circuits and Systems-II, Nov. 2003.
[4] J. Kim and M. Horowitz, "Adaptive Supply Serial Links with Sub-1V Operation and Per-pin Clock Recovery," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Nov. 2002. 2001년 Low Power Design Contest Award 수상.
[2] J. Kim, et al., "Circuit Techniques for a 40Gb/s Transmitter in 0.13um CMOS," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), Feb. 2005. 2006년 Takuo Sugano Far-East Best Paper Award 수상.
[3] J. Kim, et al., "Design of CMOS Adaptive-Bandwidth PLL/DLLs: A General Approach," IEEE Trans. on Circuits and Systems-II, Nov. 2003.
[4] J. Kim and M. Horowitz, "Adaptive Supply Serial Links with Sub-1V Operation and Per-pin Clock Recovery," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Nov. 2002. 2001년 Low Power Design Contest Award 수상.
