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

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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.
Advisors
조광현researcherCho, Kwang-Hyun
Description
한국과학기술원 : 바이오및뇌공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2013
Identifier
566284/325007  / 020114440
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 바이오및뇌공학과, 2013.8, [ vi, 60 p. ]

Keywords

아날로그 디지털 컨버터; Time-based circuits; Low power consumption; Neuron; Action potential; Analog-to-digital converter; 활동 전위; 신경 세포; 저전력; 시간 기반 동작 회로

URI
http://hdl.handle.net/10203/196308
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=566284&flag=dissertation
Appears in Collection
BiS-Theses_Master(석사논문)
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