서지주요정보
신경세포 활동 전위 신호처리에 기반한 저전력 아날로그 디지털 컨버터 설계 = The design of low-power-consuming analog-to-digital converter inspired from neuronal signal processing
서명 / 저자 신경세포 활동 전위 신호처리에 기반한 저전력 아날로그 디지털 컨버터 설계 = The design of low-power-consuming analog-to-digital converter inspired from neuronal signal processing / 이보람.
저자명 이보람 ; Lee, Bo-Ram
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
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8025625

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초록정보

Analog-to-digital converters (ADCs) are widely used in all those applications interfacing with the analog world and exploiting the digital processing of data. Due to the increasing trend of using portable electronic devices such as smart phones, ADCs are expected to be low power to pursue the longest battery life. As technology scaling reduces, an energy-efficient ADC design suffers from some limitation such as reduced supply voltage and low noise tolerance. Conventional voltage based analog-to-digital converter will progressively face the more limitation along with the technology development. Time-based circuits have thus become the interest of research as a potential alternative to break through this bottleneck. We invented a novel low-power ADC inspired from neuronal signal processing. This ADC accomplished successive subranging algorithm only with two neuron models and several simple digital circuits. Time-based signal processing enables this ADC to be designed min-imally and thus to be low power. This work suggests time-based signal processing will overcome the limitation of technology scaling. Furthermore, it will ease the burden of circuit design and hence provide us simple-structured circuits and eventually low power consumption.

최근 스마트폰과 같이 이동 가능한 소형화된 전자 기기들이 등장하면서 긴 배터리 사용 시간을 위해 저전력이 화두로 떠오르고 있다. 자주 쓰이는 아날로그 디지털 컨버터 역시 저전력이 필요한 대표적인 대상 중 하나이다. 하지만 CMOS process technology가 발전하면서 전자 회로는 줄어든 supply voltage와 작은 noise tolerance로 인해 설계의 어려움을 겪고 있다. 현재 많이 사용중인 전압 기반 ADC는 반도체 제조 기술의 발전과 함께 점점 한계에 부딪힐 것이다. Time-based circuits은 이 한계점을 극복하기 위한 대안으로 최근 연구 관심 주제 중 하나이다. 우리는 현존하는 가장 저전력인 시스템인 인간의 뇌, 특히 기본 구성원인 신경 세포로부터 영감을 받아 저전력 아날로그 디지털 컨버터를 제작하였다. 활동 전위를 사용하여 특이한 시간 기반 정보 처리를 하는 신경 세포는 최신 컴퓨터가 할 수 없는 많은 일들을 수행하면서 몇 백 와트를 소모하는 컴퓨터와 달리 약 14.5 W의 저전력을 띈다. 우리의 ADC는 신경 세포의 신호처리에 영감을 받은 활동 전위 기반 알고리즘을 사용하여 2개의 신경 세포 모델과 적은 수의 디지털 회로만으로 아날로그 디지털 변환을 이루어 냈고, 그로 인해 저전력이라는 강점을 얻게 되었다. 이 논문은 시간 기반 동작 회로가 technology scaling으로 인한 한계점을 극복할 수 있다는 가능성을 보였고, 또 이를 통해 회로의 구조를 간단화 하여 최종적으로 저전력을 이루어 냈다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MBIS 13027
형태사항 vi, 60 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Bo-Ram Lee
지도교수의 한글표기 : 조광현
지도교수의 영문표기 : Kwang-Hyun Cho
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 바이오및뇌공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 47-49
주제 아날로그 디지털 컨버터
활동 전위
신경 세포
저전력
시간 기반 동작 회로
Analog-to-digital converter
Action potential
Neuron
Low power consumption
Time-based circuits
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