KR100701200B1 - Complementary logic circuit for constant power consumption - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파워 분석을 통한 보안 공격에 강할 수 있도록 NMOS 논리회로가 포함하는 두 상보 관계의 회로를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화하고 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치 및 상보 논리 회로 구성 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치에 있어서, 상호간에 상보적인 관계에 있는 제1 논리회로부와 제2 논리회로부를 포함하고, 상기 제1 논리회로부와 제2 논리회로부는 대칭적으로 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a complementary logic circuit device and complementary logic for minimizing power consumption inconsistency and maintaining power consumption by symmetrically configuring two complementary relation circuits included in an NMOS logic circuit to be resistant to security attacks through power analysis. It relates to a circuit configuration method. To this end, the present invention is a complementary logic circuit device for making a constant power consumption, comprising a first logic circuit portion and a second logic circuit portion in a mutually complementary relationship, wherein the first logic circuit portion and the second logic circuit portion It is characterized by being configured symmetrically.
Description
도 1은 종래기술에 의한 상보 논리 회로 장치의 구성도.1 is a block diagram of a complementary logic circuit device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치의 구성도.2 is a block diagram of a complementary logic circuit device for making power consumption constant according to the present invention;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치의 구성을 위한 진리표 도면. 3A and 3B are truth table diagrams for the construction of a complementary logic circuit arrangement that makes power consumption constant in accordance with the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치를 구성할 수 있는 논리 게이트 회로의 다양한 실시예 도면.4 is a diagram of various embodiments of a logic gate circuit capable of constructing a complementary logic circuit arrangement that makes power consumption constant in accordance with the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로를 구성하는 방법의 흐름도. 5 is a flow chart of a method of constructing a complementary logic circuit that makes power consumption constant in accordance with the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10...부하 및 출력 회로부10.Load and output circuit
100...상보 논리 회로 장치100 ... Complementary logic circuit device
200...논리 회로부200 logic circuit
210...제1 논리회로부210 first logic circuit
260...제2 논리회로부260 ... second logic circuit
212, 214, 262, 264...병렬회로212, 214, 262, 264 ... parallel circuit
300...클럭 차단 회로부300 ... clock cutout circuit
Q1,2,...,Q8...NMOS 트랜지스터(NMOS 게이트)Q1,2, ..., Q8 ... NMOS transistors (NMOS gate)
본 발명은 동일한 형태의 파워 소모를 위한 상보 논리 회로 장치 및 상보 논리 회로 구성 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 파워 분석을 통한 보안 공격에 강할 수 있도록 NMOS 논리회로가 포함하는 두 상보 관계의 회로를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화하고 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치 및 상보 논리 회로 구성 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a complementary logic circuit device and a method of configuring a complementary logic circuit for power consumption of the same type, and more specifically, to a circuit of two complementary relations included in an NMOS logic circuit to be resistant to a security attack through power analysis. The present invention relates to a complementary logic circuit device and a complementary logic circuit configuration method for minimizing power consumption mismatch and making power consumption constant by symmetrical configuration.
당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 종래의 상보적 출력을 가지는 논리 회로는 도 1에 도시한 바와 같은 형태로 구성된다. As is well known to those skilled in the art, conventional logic circuits with complementary outputs are constructed in the form as shown in FIG.
도 1을 참조하면, 종래의 상보적 출력을 가지는 논리 회로는, 부하 및 출력을 담당하는 회로부(10)와, 논리값을 결정하는 NMOS 논리회로부(20)로 구성된다. 이와 같은 종래의 상보 논리 회로(1)는 두개의 상보적인 출력값을 결정하는 NMOS 논리회로부(20)가 도 1에 도시된 바와 같이 두개의 회로(22)(24)로 이루어지며, 이 두 회로(22)(24)는 상호간에 듀얼(dual) 관계를 가지게 된다. 즉, 한 회로가 병렬로 구성되어 있으면, 다른 회로는 직렬로 연결되는 구성을 갖는다. 도 1의 NMOS 논리회로부(20)에서 회로(22)가 직렬로 연결된 회로이고, 회로(24)가 병렬로 연결된 회로라는 것은 당업자에게 자명할 것이다. Referring to Fig. 1, a conventional logic circuit having complementary outputs is composed of a
따라서, 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 상보 논리 회로(1)는 방전이 어떤 회로를 통해서 이루어지는지에 따라서 방전 시에 발생하는 파워 소모의 형태가 달라지게 되며, 병렬로 구성된 회로(24)의 경우 트랜지스터가 열려 있는 방전 경로의 개수 또한 파워 소모의 형태에 영향을 미치게 된다. 이 같은 방전 경로는 게이트의 입력값에 의해 결정되기 때문에 기존의 상보 출력을 가지는 논리 게이트는 입력 값에 따라서 다른 파워 소모 형태를 보여 주기 때문에 보안 공격에 취약한 문제점이 있었다. Therefore, in the conventional
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 파워 분석을 통한 보안 공격에 강할 수 있도록 NMOS 논리회로가 포함하는 두 상보 관계의 회로를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화하고 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to symmetrically configure the circuits of two complementary relations included in the NMOS logic circuits to be resistant to security attacks through power analysis, thereby minimizing power consumption inconsistencies and making power consumption constant. It is to provide a complementary logic circuit device.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 파워 분석을 통한 보안 공격에 강할 수 있도록 NMOS 논리회로가 포함하는 두 상보 관계의 회로를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화하고 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 구성 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is complementary to minimize power consumption inconsistency and make power consumption constant by symmetrically configuring two complementary circuits included in NMOS logic circuits to be resistant to security attacks through power analysis. It is to provide a logic circuit configuration method.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치에 있어서, 상호간에 상보적인 관계에 있는 제1 논리회로부 와 제2 논리회로부를 포함하고, 상기 제1 논리회로부와 제2 논리회로부는 대칭적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치가 제공된다. SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above technical problem, a complementary logic circuit device having a constant power consumption, comprising: a first logic circuit portion and a second logic circuit portion in complementary relation to each other, wherein the first logic circuit portion And the second logic circuit portion are provided symmetrically, so that a complementary logic circuit device for constant power consumption is provided.
본 발명 상보 논리 회로 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 상기한 제1 논리회로부 및 제2 논리회로부는 각각 NMOS 트랜지스터 4개를 포함하고, 이들 4개의 NMOS 트랜지스터는 좌우 방향으로는 병렬로 연결되고, 상하 방향으로는 직렬로 연결되는 구성을 갖는다. In a preferred embodiment of the complementary logic circuit device of the present invention, each of the first logic circuit portion and the second logic circuit portion includes four NMOS transistors, and the four NMOS transistors are connected in parallel in the left and right directions, and up and down. It has a configuration connected in series in the direction.
본 발명 상보 논리 회로 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 상기한 제1 논리회로부와 제2 논리회로부는 4개의 방전 경로를 형성하고, 이들 4개의 방전 경로는 전체적으로 온-온(on-on), 온-오프(on-off), 오프-온, 오프-오프 되는 형태로 된다. In a preferred embodiment of the complementary logic circuit device of the present invention, the first logic circuit portion and the second logic circuit portion form four discharge paths, which are entirely on-on and on. It is in the form of on-off, off-on and off-off.
본 발명 상보 논리 회로 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 논리회로부와 제2 논리회로부는 AND/NAND 게이트 회로 형태, OR/NOR 게이트 회로 형태 및 XOR/XNOR 게이트 회로 형태 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. In a preferred embodiment of the complementary logic circuit device of the present invention, the first logic circuit portion and the second logic circuit portion may be formed of any one of an AND / NAND gate circuit form, an OR / NOR gate circuit form, and an XOR / XNOR gate circuit form. .
본 발명은 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 구성 방법에 있어서, 상호간에 상보적인 관계에 있는 제1 논리회로부와 제2 논리회로부를 구성하는 단계; 및 상기 제1 논리회로부와 제2 논리회로부를 대칭적으로 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 구성 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of constructing a complementary logic circuit for keeping power consumption constant, the method comprising: constructing a first logic circuit portion and a second logic circuit portion that are complementary to each other; And constructing the first logic circuit portion and the second logic circuit portion symmetrically.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치 및 그 회로 구성 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a complementary logic circuit device and a circuit configuration method for constant power consumption according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known technologies or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
한편, 이하의 설명에 있어서, 종래기술에 따른 구성부재와 본 발명에 의한 구성부재가 동일한 경우에는 종래기술에서 사용하였던 도면 부호를 그대로 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the following description, when the member according to the prior art and the member according to the present invention are the same, the same reference numerals used in the prior art are used as they are, and detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치의 구성도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치의 구성을 위한 진리표 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치를 구성할 수 있는 논리 게이트 회로의 다양한 실시예 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로를 구성하는 방법의 흐름도이다. 2 is a configuration diagram of a complementary logic circuit device for making power consumption constant according to the present invention, and FIGS. 3A and 3B are truth table diagrams for a configuration of the complementary logic circuit device for making power consumption constant according to the present invention. 4 is a diagram illustrating various embodiments of a logic gate circuit capable of constructing a complementary logic circuit device for keeping power consumption constant according to the present invention, and FIG. 5 illustrates a complementary logic circuit for constant power consumption according to the present invention. A flow chart of how to do it.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치(100)는 부하 및 출력을 담당하는 부하 및 출력 회로부(10)와, 논리값을 결정하는 NMOS 논리회로부(200) 및 클럭 차단 회로부(300)로 구성된다. 논리 회로부(200)는 상호간에 상보적인 관계에 있는 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부 (260)를 포함하여 이루어지는 데, 이들 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부(260)는 도시한 바와 같이 대칭적으로 구성된다. Referring to FIG. 2, the complementary
제1 논리회로부(210) 및 제2 논리회로부(260)는 각각 도시된 바와 같이 NMOS 트랜지스터 4개(Q1,2,3,4)(Q5,6,7,8)를 포함하고, 이들 4개의 NMOS 트랜지스터는 좌우 방향으로는 병렬회로(212)(214)(262)(264)를 구성하고, 이들 병렬회로는 각각 직렬로 연결된다. 여기서, 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부(260)는 각각 4개의 방전 경로를 형성하고, 이들 4개의 방전 경로는 전체적으로 온-온(on-on), 온-오프(on-off), 오프-온, 오프-오프 되는 형태로 된다. The
상기와 같은 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부(260)는 도 4에 도시한 바와 같이 AND/NAND 게이트 회로 형태(도 4a), OR/NOR 게이트 회로 형태(도 4b), XOR/XNOR 게이트 회로 형태(도 4c) 및 2-To-1 Mux. 게이트 형태(도 4d) 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 4, the first
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치를 구성하는 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이 상호간에 상보적인 관계에 있는 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부(260)를 구성하는 단계(S10); 및 제1 논리회로부(210)와 제2 논리회로부(260)를 대칭적으로 구성하는 단계(S20)를 포함하여 이루어진다. A method of configuring a complementary logic circuit device for making power consumption constant according to the present invention constituted as described above includes a
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치 및 상보 논리 회로 구성 방법의 작용을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The operation of the complementary logic circuit device and the complementary logic circuit configuration method for keeping the power consumption constant according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치(100)는 전술한 바와 같이 상보관계에 있는 NMOS 제1, 제2 논리 회로부(210)(260)를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화한다. 본 발명에 따라 구성되는 상보 논리 회로 장치는 도 2에 도시한 형태를 갖는 데, 이러한 회로를 통해 유도되는 두 출력값이 서로 상보적인 것은 아래의 식에서 알 수 있다:As described above, the complementary
상기한 식에서 X와 Y의 값은, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 설계하고자 하는 논리 게이트의 진리표에 의해 결정된다. 도 2의 회로 장치에서 하부에 위치한 클럭을 이용한 클럭 차단 회로부(300)는 부가적인 것으로 설계적인 측면을 고려하여 생략될 수 있다. In the above equations, the values of X and Y are determined by the truth table of the logic gate to be designed, as shown in Figs. 3A and 3B. In the circuit device of FIG. 2, the clock blocking
도 2에 도시한 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치(100)는, 입력 값에 상관없이 4개의 방전 경로에 따라, 하나는 2개 트랜지스터 모두 온(on)되는 형태가 되며, 나머지 중 하나는 윗쪽 트랜지스터가 온되고 아래쪽 트랜지스터가 오프(off)된다. 나머지 두개 중 하나는 오프-온, 다른 하나는 오프- 오프의 설정을 가지게 된다. 결과적으로 4개의 방전 경로는 온-온, 온-오프, 오프-온, 오프-오프 중 하나의 설정으로 1대1 관계로 할당이 된다. 따라서 이들을 통해 발생하는 파워 소모는 다음과 같게 된다. Complementary
따라서, 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치는 입력 값에 상관없이 동일한 방전 경로를 가지게 되므로 파워 소모는 항상 일정하게 유지된다. Therefore, the complementary logic circuit device which makes the power consumption constant according to the present invention have the same discharge path regardless of the input value, so that the power consumption is always kept constant.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치에 포함되는 기본 게이트들을 보여주는 도면들로, 본 발명에 따른 장치는 대칭적인 형태로 구성된 어떠한 부하 및 출력 회로부와도 함께 구성되어 사용될 수 있다. 4a to 4d show the basic gates included in a complementary logic circuit arrangement for keeping power consumption constant according to the invention, the apparatus according to the invention being combined with any load and output circuitry configured in a symmetrical form. Can be configured and used.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 파워 소모를 일정하게 하는 상보 논리 회로 장치 및 상보 논리 회로 구성 방법은, 파워 분석을 통한 보안 공격에 강할 수 있도록 NMOS 논리회로가 포함하는 두 상보 관계의 회로를 대칭적으로 구성함으로써 파워 소모의 불일치를 최소화하고 파워 소모를 일정하게 하는 이점을 제공한다. As described above, the complementary logic circuit device and the complementary logic circuit configuration method for keeping the power consumption constant according to the present invention include symmetrical circuits of two complementary relations included in the NMOS logic circuit to be resistant to a security attack through power analysis. This configuration provides the advantage of minimizing power mismatch and keeping power consumption constant.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의 된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.
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