KR102173075B1 - Frequency synthesizer based on artificial intelligence and automatic compensation circuit therefor - Google Patents

Frequency synthesizer based on artificial intelligence and automatic compensation circuit therefor Download PDF

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KR102173075B1
KR102173075B1 KR1020200075066A KR20200075066A KR102173075B1 KR 102173075 B1 KR102173075 B1 KR 102173075B1 KR 1020200075066 A KR1020200075066 A KR 1020200075066A KR 20200075066 A KR20200075066 A KR 20200075066A KR 102173075 B1 KR102173075 B1 KR 102173075B1
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adjustment signal
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artificial intelligence
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voltage
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KR1020200075066A
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이강윤
조종완
김민영
박동수
최경덕
부영건
최연진
박경도
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성균관대학교 산학협력단
주식회사 스카이칩스
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Abstract

The present invention relates to an artificial intelligence-based frequency synthesizing device and an automatic adjustment circuit therefor, and an artificial intelligence-based automatic adjustment method. According to an embodiment of the present invention, the artificial intelligence-based automatic adjustment circuit includes: an SRAM filter which receives a first weight generated according to temperature detection, the second weight generated according to the detection of the supply voltage, and the third weight generated according to the detection of process variation, and generates control bits based on the input first to third weights to output the generated control bits; and an AI controller which outputs a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of a ring-type voltage control oscillator in parallel when the control bit is input.

Description

인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 이를 위한 자동 조정 회로{FREQUENCY SYNTHESIZER BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND AUTOMATIC COMPENSATION CIRCUIT THEREFOR}Artificial intelligence-based frequency synthesizer and automatic adjustment circuit for it {FREQUENCY SYNTHESIZER BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND AUTOMATIC COMPENSATION CIRCUIT THEREFOR}

본 발명은 인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 이를 위한 자동 조정 회로와 인공지능 기반 자동 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus, an automatic adjustment circuit therefor, and an artificial intelligence-based automatic adjustment method.

주파수 합성 장치는 일정 간격의 주파수 단위로 증가 또는 감소되는 일련의 개별 주파수들을 만드는 장치를 의미한다. 높은 주파수 대역을 사용하거나 고속의 디지털 신호 전송 또는 데이터 처리 능력을 가지는 대부분의 디지털 전자 회로에서는 고정밀도 주파수 합성 장치를 통해 제공되는 높은 대역 또는 높은 정밀도의 주파수 신호를 이용하기 때문에, 주파수 합성 장치의 정확도는 매우 중요하다고 할 수 있다.The frequency synthesizing device refers to a device that creates a series of individual frequencies that are increased or decreased by a frequency unit at a predetermined interval. Since most digital electronic circuits that use a high frequency band or have high-speed digital signal transmission or data processing capability use a high-bandwidth or high-precision frequency signal provided through a high-precision frequency synthesizer, the accuracy of the frequency synthesizer Can be said to be very important.

한편 주파수 합성 장치는 정확도를 향상시킬수록, 튜닝을 위한 정착 시간(settling time)이 길어지는 문제점이 존재한다. 이는 정확도를 향상시키기 위해 주파수 합성 장치가 다수의 요소에 대한 튜닝을 순차적으로 수행하는 것에 기인한 것으로, 정착 시간과 튜닝의 정확도는 trade-off 관계가 있다. 예를 들어, 종래에는 커패시터 뱅크를 이용한 조정, 바이어스를 이용한 조정 및 이득제어를 조정을 통해 주파수 합성 장치의 정확도를 향상시키는 방법이 활용되었으나, 3가지 요소를 순차적으로 조정하는 방법의 경우, 주파수 합성 장치의 정확도를 개선시킬 수 있지만 정착 시간이 지연되는 문제점이 존재하였다.Meanwhile, as the frequency synthesizing apparatus improves the accuracy, there is a problem that the settling time for tuning becomes longer. This is due to the fact that the frequency synthesizing apparatus sequentially performs tuning for a plurality of elements in order to improve accuracy, and there is a trade-off relationship between the settling time and the tuning accuracy. For example, conventionally, a method of improving the accuracy of the frequency synthesizer through adjustment using a capacitor bank, adjustment using a bias, and adjusting gain control was used, but in the case of sequentially adjusting the three elements, frequency synthesis Although it is possible to improve the accuracy of the device, there is a problem that the settling time is delayed.

그러나 최근 광대역 송수기 시스템 및 IoT(Internet of Things) 센서 시스템은 짧은 정착 시간 내에 주변 환경의 변화를 인지하는 것을 요구하기 때문에, 정착 시간을 감소시키면서도, 주파수 합성 장치의 정확도를 개선하는 방법에 관한 연구가 진행 중에 있다.However, since recent broadband transmitter systems and IoT (Internet of Things) sensor systems require recognizing changes in the surrounding environment within a short settling time, research on a method of improving the accuracy of a frequency synthesizer while reducing settling time has been conducted. In progress.

본 발명에서는 복수의 가중치를 입력받아 인공지능 알고리즘에 사용하여 복수의 요소에 대한 튜닝을 병렬적으로 수행하는 인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 이를 위한 자동 조정 회로와 인공지능 기반 자동 조정 방법를 개시한다. The present invention discloses an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus that receives a plurality of weights and performs tuning on a plurality of elements in parallel using an artificial intelligence algorithm, an automatic adjustment circuit for the same, and an artificial intelligence-based automatic adjustment method.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 이를 위한 자동 조정 회로와 인공지능 기반 자동 조정 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 회로는 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이(process varation) 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받고, 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 생성된 제어 비트를 출력하는 SRAM 필터 및 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 AI 제어기를 포함할 수 있다.The present invention relates to an artificial intelligence-based frequency synthesizing apparatus, an automatic adjustment circuit therefor, and an artificial intelligence-based automatic adjustment method, wherein the artificial intelligence-based automatic adjustment circuit according to an embodiment of the present invention includes a first weight generated according to temperature detection. , Receives the second weight generated according to the detection of the supply voltage and the third weight generated according to the detection of the process varation, generates a control bit based on the input first weight to the third weight, and the generated An SRAM filter that outputs a control bit and an AI controller that outputs the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel using an artificial intelligence algorithm when the control bit is input. It may include.

바람직하게, 제3 가중치 중 적어도 일부는 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이고, AI 제어기는 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 인공지능 알고리즘을 이용하여 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 제1 튜닝 제어기 및 제1 튜닝 제어기가 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 인공지능 알고리즘을 이용하여 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 제2 튜닝 제어기를 더 포함할 수 있다.Preferably, at least some of the third weights are generated by the injection synchronization frequency divider, and the AI controller uses an artificial intelligence algorithm to control the injection synchronization frequency divider. A first tuning controller and a first tuning controller that generate and output a 1 core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal output a first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal. Then, in order to adjust the oscillation frequency to be output from the voltage-controlled oscillator, the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the voltage-controlled oscillator are generated and output using an artificial intelligence algorithm. 2 may further include a tuning controller.

바람직하게, 제2 튜닝 제어기는 제1 튜닝 제어기에 의해 출력된 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호 및 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여, 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성할 수 있다.Preferably, the second tuning controller is based on the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal, the second load adjustment signal and the first to third weights output by the first tuning controller, the first load adjustment signal , A first bias adjustment signal and a first gain control adjustment signal may be generated.

바람직하게, SRAM 필터는 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 획득한 시뮬레이션 결과와 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제어 비트를 생성할 수 있다.Preferably, the SRAM filter may compare simulation results obtained before the first to third weights are input with the first to third weights, and generate control bits based on the comparison result.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 발생 장치는, 기준 주파수와 분주 주파수를 각각 입력받고 기준 주파수와 분주 주파수의 주파수 및 위상의 비교 결과에 기초하여, 업 신호 또는 다운 신호를 출력하는 위상 주파수 검출기, 위상 주파수 검출기에 의해 출력된 업 신호 또는 다운 신호에 기초하여, 제어 전압용 커패시터를 충전하거나 방전함으로써 제어 전압용 커패시터의 양단에 걸리는 제어 전압의 크기를 조절하는 전하 펌프, 전하 펌프로부터 입력된 제어 전압을 저주파 필터링하여 출력하는 루프 필터, 루프 필터로부터 필터링된 제어 전압을 입력받아 발진 주파수를 출력하는, 링 타입 전압 제어 발진기, 링 타입 전압 제어 발진기의 값을 받아 주파수를 분주하고, 분주된 주파수를 위상 주파수 검출기로 출력하는, 주파수 분주기 및 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기 및 주파수 분주기의 소자를 자동으로 조정하는 자동 조정 회로를 포함하고 자동 조정 회로는, 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받고, 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 생성된 제어 비트를 출력하는 SRAM 필터 및 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 AI 제어기를 포함할 수 있다.The artificial intelligence-based frequency generator according to another embodiment of the present invention receives a reference frequency and a frequency division frequency, respectively, and outputs an up signal or a down signal based on a comparison result of the frequency and phase of the reference frequency and the division frequency. Input from a charge pump and a charge pump that regulates the magnitude of the control voltage across the control voltage capacitor by charging or discharging the control voltage capacitor based on the up signal or the down signal output by the frequency detector and the phase frequency detector. A loop filter that outputs a low-frequency filtered control voltage, a ring-type voltage-controlled oscillator that receives the filtered control voltage from the loop filter and outputs the oscillation frequency, and divides the frequency by receiving the value of the ring-type voltage-controlled oscillator. It includes an automatic adjustment circuit that automatically adjusts the elements of the ring-type voltage-controlled oscillator and the frequency divider using a frequency divider and artificial intelligence algorithm that outputs the frequency to the phase frequency detector, and the automatic adjustment circuit includes temperature detection. Receives the generated first weight, the second weight generated according to the detection of the supply voltage, and the third weight generated according to the process variation detection, generates a control bit based on the input first to third weight, and generates SRAM filter that outputs the control bit and AI that outputs the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel using an artificial intelligence algorithm when the control bit is input. It may include a controller.

바람직하게, 주파수 발생 장치는 제1 가중치를 생성하여 출력하는 온도 센서를 더 포함하고, 온도 센서는 감지된 온도와 정비례하는 전압을 출력하는 PTAT(Proportional to Absolute Temperature) 센서, 감지된 온도와 반비례하는 전압을 출력하는 CTAT(Complementary to Absolute Temperature) 센서 및 PTAT 센서 및 CTAT 센서로부터 수신된 값에 기초하여 제1 가중치를 산출하는 ADC를 포함할 수 있다.Preferably, the frequency generating device further comprises a temperature sensor that generates and outputs a first weight, and the temperature sensor is a PTAT (Proportional to Absolute Temperature) sensor that outputs a voltage that is directly proportional to the sensed temperature, and is inversely proportional to the sensed temperature. It may include a Complementary to Absolute Temperature (CTAT) sensor outputting a voltage, and an ADC that calculates a first weight based on a value received from the PTAT sensor and the CTAT sensor.

바람직하게, 주파수 발생 장치는 제2 가중치를 생성하여 출력하는 공급 전압 감지기를 더 포함하고, 공급 전압 감지기는 MOSFET 다이오드를 포함하고, MOSFET 다이오드를 이용하여 감지된 공급 전압에 기초하여 제2 가중치를 산출할 수 있다.Preferably, the frequency generator further comprises a supply voltage detector for generating and outputting a second weight, and the supply voltage detector comprises a MOSFET diode, and a second weight is calculated based on the supply voltage sensed using the MOSFET diode. can do.

바람직하게, 주파수 발생 장치는 링 타입 전압 제어 발진기로부터 출력된 발진 주파수의 피크를 감지하는 피크 감지기를 더 포함하고, 제3 가중치는 피크 감지기 및 주파수 분주기 - 주파수 분주기는 주입동기 주파수 분주기 및 멀티 모듈러스 분주기를 포함함 - 로부터 SRAM 필터에 입력되는 것일 수 있다.Preferably, the frequency generator further comprises a peak detector for detecting a peak of the oscillation frequency output from the ring-type voltage controlled oscillator, and the third weight is a peak detector and a frequency divider-the frequency divider is an injection synchronization frequency divider and It may be input to the SRAM filter from-including a multi-modulus divider.

바람직하게, 주입동기 주파수 분주기는 LC 타입의 링 오실레이터를 포함할 수 있다.Preferably, the injection synchronization frequency divider may include an LC type ring oscillator.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 방법은, SRAM 필터에 의해 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받는 단계, SRAM 필터에 의해 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 생성된 제어 비트를 출력하는 단계, AI 제어기에 의해 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.An artificial intelligence-based automatic adjustment method according to another embodiment of the present invention includes a first weight generated according to temperature detection by an SRAM filter, a second weight generated according to supply voltage detection, and a third generated according to process variation detection. A step of receiving a weight, generating a control bit based on the first to third weights inputted by the SRAM filter, and outputting the generated control bit. When the control bit is input by the AI controller, an artificial intelligence algorithm is used. The method may include outputting a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel.

바람직하게, 제3 가중치 중 적어도 일부는 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이고, 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 단계는 제1 튜닝 제어기에 의해 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계 및 제1 튜닝 제어기가 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 제2 튜닝 제어기에 의해, 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, at least some of the third weights are generated by the injection synchronization frequency divider, and output the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel. The step of generating and outputting a first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal of the injection synchronization frequency divider in order to adjust the division frequency of the injection synchronization frequency divider by the first tuning controller. And after the first tuning controller outputs the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal and the second load adjustment signal, by the second tuning controller, to adjust the oscillation frequency to be output from the voltage controlled oscillator, voltage control The method may include generating and outputting a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the oscillator.

바람직하게, 인공지능 기반 자동 조정 방법은 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 시뮬레이션 결과를 획득하는 단계를 더 포함하고, 제어 비트를 생성하고 출력하는 단계는 시뮬레이션 결과와 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제어 비트를 생성하여 출력하는 것일 수 있다.Preferably, the artificial intelligence-based automatic adjustment method further comprises obtaining a simulation result before the first to third weights are input, and generating and outputting the control bit includes the simulation result and the first to third weights. Each of the weights may be compared, and a control bit may be generated and output based on the comparison result.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 이에 관한 자동 조정 회로와 인공지능 기반 자동 조정 방법은 복수의 요소의 튜닝을 위한 조정 신호를 병렬로 출력함으로써, 정착 시간은 단축시키는 효과가 있다. The artificial intelligence-based frequency synthesizing apparatus and the automatic adjustment circuit and the artificial intelligence-based automatic adjustment method according to an embodiment of the present invention have the effect of shortening the settling time by outputting adjustment signals for tuning of a plurality of elements in parallel. have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치 및 자동 조정 회로와 인공지능 기반 자동 조정 방법은 복수의 센서 및 감지기로부터 주변 환경 변화를 감지하고 이에 따라 생성된 가중치에 기초하여 튜닝을 수행함으로써, 튜닝의 정확도를 향상시키는 효과가 있다.In addition, the artificial intelligence-based frequency synthesizing apparatus, the automatic adjustment circuit, and the artificial intelligence-based automatic adjustment method according to an embodiment of the present invention detect changes in the surrounding environment from a plurality of sensors and detectors, and perform tuning based on the weights generated accordingly. By performing, there is an effect of improving the accuracy of tuning.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within a range that will be apparent to a person skilled in the art from the contents to be described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 제어기가 포함된 주파수 고정 루프를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, ILFD에서 사용되는 LC 타입 링 오실레이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 온도 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 공급 전압 감지기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 링 타입 전압 제어 발진기를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SRAM 필터에서 가중치를 저장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view for explaining an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an artificial intelligence-based automatic adjustment circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a frequency locked loop including an AI controller according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an LC type ring oscillator used in an ILFD according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a temperature sensor of the frequency synthesis device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a supply voltage detector of the frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a ring-type voltage controlled oscillator of a frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a method of storing weights in an SRAM filter according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating an artificial intelligence-based automatic adjustment method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms, including technical and scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치(frequency synthesizer) (100)는 PLL(Phase-Locked Loop) 방식의 주파수 합성 장치일 수 있으며, 위상 주파수 검출기(PFD, Phase Frequency Detector)(110), 전하 펌프(CP, charge pump)(120), 루프 필터(LP, loop filter)(130), 주파수 분주기(140), 링 타입 전압 제어 발진기(ring type VCO, ring type Voltage Controlled Osciliator)(150) 및 자동 조정 회로(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a frequency synthesizer 100 according to an embodiment may be a PLL (Phase-Locked Loop) frequency synthesizer, and a phase frequency detector (PFD) 110 ), charge pump (CP) (120), loop filter (LP, loop filter) (130), frequency divider (140), ring type VCO (ring type Voltage Controlled Osciliator) ( 150) and an automatic adjustment circuit 160.

위상 주파수 검출기(110)는 수 MHz 내지 수십 MHz 수준에서 정밀한 기준 주파수 REF_CLK와 주파수 분주기(140)에서 출력되는 1/N 분주 주파수 DIV를 각각 입력받고, 기준 주파수 REF_CLK와 분주 주파수 DIV의 주파수 및 위상의 비교 결과에 따라 업 신호(UPPFD) 또는 다운 신호(DOWNPFD)를 전하 펌프(120)에 출력할 수 있다.The phase frequency detector 110 receives the precise reference frequency REF_CLK and the 1/N division frequency DIV output from the frequency divider 140 at the level of several MHz to several tens of MHz, respectively, and the frequency and phase of the reference frequency REF_CLK and the division frequency DIV. The up signal (UP PFD ) or the down signal (DOWN PFD ) may be output to the charge pump 120 according to the comparison result of.

구체적으로 만약 분주 주파수 DIV의 주파수 또는 위상이 기준 주파수 REF_CLK의 주파수 또는 위상보다 작거나 느리면, 위상 주파수 검출기(110)는 업 신호(UPPFD)를 출력한다. 반면에, 분주 주파수 DIV의 주파수 또는 위상이 기준 주파수 REF_CLK의 주파수 또는 위상보다 크거나 빠르면, 위상 주파수 검출기(110)는 다운 신호(DOWNPFD)를 출력한다.Specifically, if the frequency or phase of the divided frequency DIV is less than or slower than the frequency or phase of the reference frequency REF_CLK, the phase frequency detector 110 outputs an up signal UP PFD . On the other hand, when the frequency or phase of the division frequency DIV is greater than or faster than the frequency or phase of the reference frequency REF_CLK, the phase frequency detector 110 outputs a down signal DOWN PFD .

전하 펌프(120)는 위상 주파수 검출기(110)에서 전달되는 업 신호(UPPFD) 또는 다운 신호(DOWNPFD)에 따라 제어 전압용 커패시터에 전하를 공급하여 충전하거나 또는 방전 경로를 제공하여 방전함으로써 제어 전압용 커패시터의 양단에 걸리는 제어 전압의 크기를 조절할 수 있다.The charge pump 120 is controlled by supplying and charging the capacitor for the control voltage according to the up signal (UP PFD ) or the down signal (DOWN PFD ) transmitted from the phase frequency detector 110 or discharging by providing a discharge path. The magnitude of the control voltage applied to both ends of the voltage capacitor can be adjusted.

루프 필터(130)는 전하 펌프(120)의 스위칭으로 인한 리플(ripple) 성분을 가지는 제어 전압에 대해 저주파 필터링(LPF)을 제공하고, 필터링된 제어 전압을 전압 제어 발진기(150)에 인가할 수 있다The loop filter 130 may provide low frequency filtering (LPF) for a control voltage having a ripple component due to switching of the charge pump 120 and apply the filtered control voltage to the voltage controlled oscillator 150. have

한편, 링 타입 전압 제어 발진기(150)는 전압 제어 발진기의 한 종류로서, 복수의 지연 셀들, 예를 들어 CMOS 인버터로 구현된 지연 셀들을 링 형태로 연결함으로써 안정적인 발진 신호를 얻는 회로를 의미한다. 본 발명의 링 타입 전압 제어 발진기(150)는 지연 셀을 구성하는 CMOS 인버터에 흐르는 바이어스 전류를 루프 필터(130)로부터 입력된 제어 전압으로 조절함으로써 CMOS 인버터의 구동 능력을 조절하고, 나아가 지연 셀 각각의 지연 시간을 조절하며, 최종적으로 출력되는 발진 주파수를 조절할 수 있다.Meanwhile, the ring-type voltage-controlled oscillator 150 is a type of voltage-controlled oscillator, and refers to a circuit for obtaining a stable oscillation signal by connecting a plurality of delay cells, for example, delay cells implemented by a CMOS inverter in a ring shape. The ring-type voltage-controlled oscillator 150 of the present invention adjusts the driving capability of the CMOS inverter by adjusting the bias current flowing through the CMOS inverter constituting the delay cell to the control voltage input from the loop filter 130, and furthermore, each of the delay cells. You can adjust the delay time of and finally output the oscillation frequency.

이러한 링 타입 전압 제어 발진기(150)는, 루프 필터(130)로부터 제어 전압이 인가되면, 정착 시간(settling time)을 거쳐 원하는 대역의 발진 주파수를 출력할 수 있다. 출력된 발진 주파수는 이 주파수를 필요로 하는 회로 또는 주파수 분주기(140)에 제공될 수 있다.When a control voltage is applied from the loop filter 130, the ring-type voltage-controlled oscillator 150 may output an oscillation frequency of a desired band through a settling time. The output oscillation frequency may be provided to a circuit or frequency divider 140 that requires this frequency.

링 타입 전압 제어 발진기(150)를 구성하는 지연 셀은 등가 부하 커패시턴스를 얼마나 빨리 충전시킬 수 있냐에 따라 지연 속도를 조절할 수 있고, 지연 속도에 따라 링 타입 전압 제어 발진기(150)가 출력하는 발진 주파수가 결정된다.The delay cell constituting the ring-type voltage-controlled oscillator 150 can adjust the delay rate according to how fast the equivalent load capacitance can be charged, and the oscillation frequency output by the ring-type voltage-controlled oscillator 150 according to the delay rate. Is determined.

따라서, 링 타입 전압 제어 발진기(150)는 (i) 입력된 제어 전압과 무관하게 지연 셀의 등가 부하 커패시턴스를 기본적으로 충전할 수 있도록 흐르는 바이어스 전류의 크기, (ⅱ) 지연 셀의 등가 부하 커패시턴스의 크기 및 (ⅲ) 바이어스 전류와 더불어 지연 셀의 등가 부하 커패시턴스를 충전할 추가 구동 전류를 제어 전압의 크기에 따라 생성하는 비율, 즉 제어 전압 대 추가 구동 전류 이득을 각각 조정함으로써, 최종적으로 원하는 제어 전압 대비 발진 주파수 특성 곡선을 갖도록 내부 소자 특성을 설정할 수 있다.Accordingly, the ring-type voltage-controlled oscillator 150 includes (i) the amount of bias current flowing so as to basically charge the equivalent load capacitance of the delay cell irrespective of the input control voltage, and (ii) the equivalent load capacitance of the delay cell. The final desired control voltage by adjusting the magnitude and (iii) the bias current as well as the additional drive current to charge the equivalent load capacitance of the delay cell according to the magnitude of the control voltage, i.e. by adjusting the control voltage versus the additional drive current gain respectively. Internal device characteristics can be set to have a contrast oscillation frequency characteristic curve.

주파수 분주기(140)는 링 타입 전압 제어 발진기(150)로부터 출력되는 발진 주파수를 소정의 분주비 N으로 나누어 분주된 주파수 DIV를 생성하여, 위상 주파수 검출기(110)에 제공할 수 있다. 이때, 주파수 분주비 N은 정수일 수도 있고, 필요에 따라서는 분수 값을 가질 수도 있다. The frequency divider 140 may divide the oscillation frequency output from the ring-type voltage controlled oscillator 150 by a predetermined division ratio N to generate the divided frequency DIV, and provide the divided frequency DIV to the phase frequency detector 110. In this case, the frequency division ratio N may be an integer or may have a fractional value if necessary.

한편, 본 발명의 주파수 합성 장치(100)는 링 타입 전압 제어 발진기(150) 내의 소자 특성들을 자동으로 조정하고 설정할 수 있는, 자동 조정 회로(160)를 포함할 수 있다. 자동 조정 회로(160)는 인공지능 알고리즘을 이용하여 주파수 합성 장치(100)의 주변환경의 변화를 인지하고, 이에 따라 링 타입 전압 제어 발진기(150) 내의 소자들의 특성들을 보상 및 설정할 수 있다. Meanwhile, the frequency synthesizing apparatus 100 of the present invention may include an automatic adjustment circuit 160 capable of automatically adjusting and setting element characteristics in the ring type voltage controlled oscillator 150. The automatic adjustment circuit 160 may recognize a change in the surrounding environment of the frequency synthesizing apparatus 100 using an artificial intelligence algorithm, and compensate and set characteristics of elements in the ring-type voltage controlled oscillator 150 accordingly.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 회로를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an artificial intelligence-based automatic adjustment circuit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 회로(200)는 SRAM 필터(210) 및 AI 제어기(220)를 포함할 수 있다.The artificial intelligence-based automatic adjustment circuit 200 according to an embodiment of the present invention may include an SRAM filter 210 and an AI controller 220.

SRAM 필터(210)는 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이(process varation) 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받고, 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 생성된 제어 비트를 출력할 수 있다.The SRAM filter 210 receives a first weight generated according to temperature detection, a second weight generated according to the supply voltage detection, and a third weight generated according to a process varation detection, and the input first weight A control bit may be generated based on the third weight, and the generated control bit may be output.

또한 SRAM 필터(210)는 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 획득한 시뮬레이션 결과와 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제어 비트를 생성할 수 있다.In addition, the SRAM filter 210 may compare a simulation result acquired before the first to third weights are input with the first to third weights, and generate control bits based on the comparison result.

AI 제어기(220)는 SARM 필터(210)로부터 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력할 수 있다.When the control bit is input from the SARM filter 210, the AI controller 220 uses an artificial intelligence algorithm to parallel the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator. Can be printed.

이때, 제3 가중치 중 적어도 일부는 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이고, AI 제어기(220)는 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 인공지능 알고리즘을 이용하여 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 제1 튜닝 제어기 및 제1 튜닝 제어기가 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 인공지능 알고리즘을 이용하여 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 제2 튜닝 제어기를 더 포함할 수 있다.At this time, at least some of the third weights are generated by the injection synchronization frequency divider, and the AI controller 220 uses an artificial intelligence algorithm to adjust the division frequency of the injection synchronization frequency divider. A first tuning controller and a first tuning controller generating and outputting a first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal of the first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal After outputting, in order to adjust the oscillation frequency to be output from the voltage-controlled oscillator, an artificial intelligence algorithm is used to generate and output the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the voltage-controlled oscillator. It may further include a second tuning controller.

또한, 제2 튜닝 제어기는 제1 튜닝 제어기에 의해 출력된 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호 및 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여, 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성할 수 있다.In addition, the second tuning controller is based on the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal and the second load adjustment signal and the first to third weights output by the first tuning controller, the first load adjustment signal, A first bias adjustment signal and a first gain control adjustment signal may be generated.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining an artificial intelligence-based frequency synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 주파수 합성 장치는 주변환경의 변화를 인지하기 위하여 다수의 센서 및 감지기를 추가로 포함할 수 있다. 한편, 도 3의 PFD(310), CP(320), 루프 필터(330)는 도 1의 PFD(110), CP(120), 루프 필터(130)과 각각 대응하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The apparatus for synthesizing frequency based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of sensors and detectors in order to recognize changes in the surrounding environment. Meanwhile, the PFD 310, CP 320, and loop filter 330 of FIG. 3 correspond to the PFD 110, CP 120, and loop filter 130 of FIG. 1, respectively, so a detailed description thereof will be omitted. do.

도 3을 참고하면, 주파수 합성 장치(300)에 포함된 주파수 분주기(340)는 mmWave 대역의 주파수를 합성하기 위하여, 주입동기 주파수 분주기(ILFD, Injection Locked Frequency Divider)(341) 및 멀티 모듈러스 분주기(MMD, Multi Modulus Divider)(342)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 링 타입 전압 제어 발진기(350)로부터 출력된 발진 주파수가 고주파수이기 때문에, 주파수 분주시 주입동기 주파수 분주기(341)를 사용하여 발진 주파수를 먼저 분주한 후에 멀티 모듈러스 분주기(342)를 사용할 수 있다. 또한, 주입동기 주파수 분주기(341)는 비교적 좁은 주파수 동작범위(locking range)를 갖기 때문에, 링 타입 전압 제어 발진기(350)의 전체 주파수 대역을 커버하기 위하여, 커패시터 뱅크(Capacitor Bank)등을 적용하여 전체동작대역을 여러 개의 부대역(sub-band)으로 나누어 동작할 수 있다.Referring to FIG. 3, the frequency divider 340 included in the frequency synthesizer 300 is an injection locked frequency divider (ILFD) 341 and a multi-modulus in order to synthesize the frequencies of the mmWave band. A divider (MMD, Multi Modulus Divider) 342 may be included. In this case, since the oscillation frequency output from the ring-type voltage controlled oscillator 350 is a high frequency, the oscillation frequency is first divided by using the injection synchronization frequency divider 341 during frequency division, and then the multi-modulus divider 342 is used. Can be used. In addition, since the injection synchronization frequency divider 341 has a relatively narrow frequency operating range (locking range), in order to cover the entire frequency band of the ring type voltage controlled oscillator 350, a capacitor bank or the like is applied. Thus, it is possible to operate by dividing the entire operating band into several sub-bands.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치(300)는 온도를 감지할 수 있는 온도 센서(361), 공급 전압을 감지할 수 있는 공급 전압 감지기(362) 및 스윙 전압을 감지할 수 있는 피크 감지기(363)를 포함할 수 있다.In addition, the frequency synthesizing apparatus 300 according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensor 361 capable of sensing a temperature, a supply voltage detector 362 capable of sensing a supply voltage, and a swing voltage. A peak detector 363 may be included.

그리고 자동 조정 회로(370)의 SRAM 필터(371)는 온도 센서(361)로부터 온도 감지에 따른 제1 가중치(N0 bit), 공급 전압 감지기(362)로부터 공급 전압 감지에 따른 제2 가중치(N1 bit), 주파수 분주기(340) 및 피크 감지기(363)로부터 공정 변이(process varation) 감지에 따른 제3 가중치(N2 bit 내지 N4 bit)를 입력받을 수 있다. 이때 SRAM 필터(371)는 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 이전에 시뮬레이션 결과값을 미리 저장할 수 있다. 또한, SRAM 필터(371)는 시뮬레이션 결과값에 기초하여 온도, 공급 전압 및 공정 변이에 따라 전압 제어 발진기 소자를 어떻게 조정해야 하는지에 관한 정답값을 미리 가지고 있을 수 있다. 이러한 경우, SRAM 필터(371)는 입력된 N0 bit 내지 N4 bit와 시뮬레이션 값을 비교하여 AI 제어기(372)로 출력되는 제어 비트를 생성할 수 있다. In addition, the SRAM filter 371 of the automatic adjustment circuit 370 includes a first weight (N 0 bit) according to temperature detection from the temperature sensor 361 and a second weight (N 0 bit) according to the supply voltage detection from the supply voltage detector 362. 1 bit), the frequency divider 340 and the peak detector 363 may receive third weights (N 2 bits to N 4 bits) according to detection of a process varation. At this time, the SRAM filter 371 may pre-store the simulation result value before the first to third weights are input. In addition, the SRAM filter 371 may previously have a correct answer value for how to adjust the voltage-controlled oscillator element according to a temperature, a supply voltage, and a process variation based on a simulation result value. In this case, the SRAM filter 371 may generate a control bit output to the AI controller 372 by comparing the input N 0 bit to N 4 bit with the simulation value.

한편, 본 발명의 주파수 합성 장치(300)는 공정 변이를 감지하기 위해 활용하는 주입동기 주파수 분주기(341)의 링 타입 오실레이터를 피드백 루프에 있는 디바이스로도 사용하기 때문에, 장치의 면적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. On the other hand, the frequency synthesizing apparatus 300 of the present invention also uses the ring-type oscillator of the injection synchronization frequency divider 341 used to detect the process variation as a device in the feedback loop, thus reducing the area of the apparatus. It can have an effect.

AI 제어기(372)는 SRAM 필터(371)로부터 입력된 제어 비트에 기초하여 링 타입 전압 제어 발진기(350)의 소자 특성을 보상할 수 있는 부하 조정 신호(CAP_CON), 바이어스 전류 제어신호(BIAS_CON) 및 이득제어 조정 신호(GAIN_CON)를 생성하여 링 타입 전압 제어 발진기(350)로 출력할 수 있다.The AI controller 372 includes a load adjustment signal (CAP_CON), a bias current control signal (BIAS_CON) capable of compensating the device characteristics of the ring-type voltage control oscillator 350 based on a control bit input from the SRAM filter 371, and A gain control adjustment signal GAIN_CON may be generated and output to the ring type voltage controlled oscillator 350.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 제어기가 포함된 주파수 고정 루프를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram illustrating a frequency locked loop including an AI controller according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 조정 회로의 AI 제어기는 주입동기 주파수 분주기의 튜닝하기 위한 제1 튜닝 제어기 및 전압 제어 발진기의 튜닝을 위한 제2 튜닝 제어기를 포함할 수 있다.The AI controller of the automatic adjustment circuit according to an embodiment of the present invention may include a first tuning controller for tuning an injection synchronization frequency divider and a second tuning controller for tuning a voltage controlled oscillator.

도 4를 참고하면, AI 제어기(410)는 제1 튜닝 제어기(411)를 통해 주입동기 주파수 분주기(441)의 튜닝을 수행한 이후 제2 튜닝 제어기(412)를 통해 링 타입 전압 제어 발진기(450)의 튜닝을 수행할 수 있다. 구체적으로 AI 제어기(410)는 제1 코어 조정 신호(CORE_CON), 제2 바이어스 조정 신호(BIAS_CON) 및 제2 부하 조정 신호(CAP_CON)를 통해 주입동기 주파수 분주기(441)의 주파수를 조절한 뒤에, 제1 부하 조정 신호(CAP_CON), 제1 바이어스 조정 신호(BIAS_CON) 및 제1 이득제어 조정 신호(GAIN_CON)를 통해서 링 타입 전압 제어 발진기(450)에서 출력될 발진 주파수를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 4, the AI controller 410 performs tuning of the injection synchronization frequency divider 441 through the first tuning controller 411, and then the ring-type voltage controlled oscillator through the second tuning controller 412 ( 450) of tuning can be performed. Specifically, the AI controller 410 adjusts the frequency of the injection synchronization frequency divider 441 through the first core adjustment signal CORE_CON, the second bias adjustment signal BIAS_CON, and the second load adjustment signal CAP_CON. , The oscillation frequency to be output from the ring type voltage controlled oscillator 450 may be adjusted through the first load adjustment signal CAP_CON, the first bias adjustment signal BIAS_CON, and the first gain control adjustment signal GAIN_CON.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 주입동기 주파수 분주기에서 사용되는 LC 타입 링 오실레이터를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining an LC type ring oscillator used in an injection synchronization frequency divider according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 주입동기 주파수 분주기는 LC 타입 링 오실레이터를 포함할 수 있다.The injection synchronization frequency divider of the frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention may include an LC type ring oscillator.

도 5를 참고하면, 주입동기 주파수 분주기(500)는 LC 타입의 링 오실레이터(510)를 포함하기 때문에, 높은 자가 발진 주파수를 가질 수 있고, 고속의 주파수 분배의 동작이 가능하다.Referring to FIG. 5, since the injection synchronization frequency divider 500 includes an LC-type ring oscillator 510, it may have a high self-oscillation frequency, and a high-speed frequency division operation is possible.

한편 종래 주파수 분주기의 경우, 주파수 분배 범위를 넓히기 위해 듀얼 주입(dual-Injection)을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 주입동기 주파수 분주기(500)는 테일 전류원(tail current source)의 드레인에 바이어스를 인가하고, 기존의 전압 제어 발진기의 반대 위상으로 주입 주파수(injection frequency)를 인가하는 방법으로 주파수 분배 범위를 넓힐 수 있다. 따라서, 주입동기 주파수 분주기(500)는 기존의 주입 방식에 기초하여 주파수 분배 범위를 넓힐 수 있으며, 구체적으로 mmWave의 광대역 주파수 범위로 주파수를 분배할 수 있다.Meanwhile, in the case of a conventional frequency divider, dual-injection can be used to expand the frequency distribution range. However, the injection synchronization frequency divider 500 according to an embodiment of the present invention applies a bias to the drain of a tail current source and an injection frequency in the opposite phase of the conventional voltage controlled oscillator. In this way, the frequency distribution range can be widened. Accordingly, the injection synchronization frequency divider 500 can widen the frequency distribution range based on the conventional injection method, and specifically distribute the frequency in the wide-band frequency range of mmWave.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치는 주입동기 주파수 분주기(500)에서 발생하는 자가 발진 주파수에 기초하여, 공정 변이 감지에 따른 제3 가중치를 생성하고, 이를 자동 조정 회로의 SRAM 필터로 출력할 수 있다. In addition, the frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention generates a third weight according to the process variation detection based on the self-oscillation frequency generated in the injection synchronization frequency divider 500, and the SRAM filter of the automatic adjustment circuit Can be printed as

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 온도 센서를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a temperature sensor of the frequency synthesis device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서(610)는 PTAT(Proportional to Absolute Temperature) 센서(611), CTAT(Complementary to Absolute Temperature) 센서(612) 및 ADC(Analog to Digital Converter)(613)를 포함할 수 있다.The temperature sensor 610 according to an embodiment of the present invention includes a PTAT (Proportional to Absolute Temperature) sensor 611, a CTAT (Complementary to Absolute Temperature) sensor 612, and an ADC (Analog to Digital Converter) 613 can do.

PTAT 센서(611)는 감지된 온도와 정비례하는 전압을 출력할 수 있고, CTAT 센서(612)는 감지된 온도와 반비례하는 전압을 출력할 수 있다. ADC(613)는 PTAT 센서(611) 및 CTAT 센서(612)로부터 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 가중치를 생성하고, 생성된 제1 가중치를 SRAM 필터(620)로 출력할 수 있다. The PTAT sensor 611 may output a voltage that is directly proportional to the sensed temperature, and the CTAT sensor 612 may output a voltage that is inversely proportional to the sensed temperature. The ADC 613 may convert signals received from the PTAT sensor 611 and the CTAT sensor 612 into digital signals to generate a first weight, and output the generated first weight to the SRAM filter 620.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 공급 전압 감지기를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a supply voltage detector of the frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 공급 전압 감지기(710)는 복수의 공급 전압 감지부를 포함하며, 각 공급 전압 감지부는 MOSFET 다이오드를 포함하고, MOSFET 다이오드를 이용하여 공급 전압을 감지할 수 있다. The supply voltage detector 710 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of supply voltage detection units, each supply voltage detection unit including a MOSFET diode, and may sense a supply voltage using the MOSFET diode.

도 7을 참고하면, 공급 전압 감지기(710)는 제1 공급 전압 감지부(711)를 포함한 복수의 공급 전압 감지부를 포함할 수 있다. 한편, 제1 공급 전압 감지부(711)는 제1 공급 전압 감지부(711)에 포함된 MOSFET의 다이오드 연결을 통해 공급 전압 VDD을 감지한 후 슈미트 트리거(Schmidt Trigger)를 통해 안정적인 히스테리시스(Hysteresis)를 가질 수 있다. Referring to FIG. 7, the supply voltage detector 710 may include a plurality of supply voltage detectors including a first supply voltage detector 711. Meanwhile, the first supply voltage detection unit 711 detects the supply voltage VDD through diode connection of the MOSFET included in the first supply voltage detection unit 711 and then stabilizes hysteresis through a Schmidt trigger. Can have

공급 전압 감지기(710)는 제1 공급 전압 감지부(711)를 포함한 복수의 공급 전압 감지부를 이용하여 공급 전압을 감지하여 제2 가중치를 생성하고, 생성된 제2 가중치를 SRAM 필터(720)로 출력할 수 있다.The supply voltage detector 710 detects the supply voltage using a plurality of supply voltage detectors including the first supply voltage detector 711 to generate a second weight, and uses the generated second weight to the SRAM filter 720. Can be printed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 링 타입 전압 제어 발진기를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram illustrating a ring-type voltage controlled oscillator of a frequency synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 링 타입 전압 제어 발진기(800)는 AI 제어기의 제2 튜닝 제어기로부터 입력된 복수의 조정 신호에 기초하여, 소자의 특성을 조정할 수 있다.The ring-type voltage-controlled oscillator 800 according to an embodiment of the present invention may adjust the characteristics of a device based on a plurality of adjustment signals input from the second tuning controller of the AI controller.

한편, 도 8의 링 타입 전압 제어 발진기(800)는 도 1의 링 타입 전압 제어 발진기(150), 도 3의 링 타입 전압 제어 발진기(350) 및 도 4의 링 타입 전압 제어 발진기(450)와 대응될 수 있음은 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.Meanwhile, the ring type voltage controlled oscillator 800 of FIG. 8 includes the ring type voltage controlled oscillator 150 of FIG. 1, the ring type voltage controlled oscillator 350 of FIG. 3, and the ring type voltage controlled oscillator 450 of FIG. 4. It is obvious to those skilled in the art that it may correspond.

도 4 및 도 8을 참고하면, 링 타입 전압 제어 발진기(450, 800)는 AI 제어기(410)의 제2 튜닝 제어기(412)로부터 부하 조정 신호(CAP_CON), 바이어스 조정 신호(BIAS_CON) 및 이득제어 조정 신호(GAIN_CON)를 입력받을 수 있다. 여기서 부하 조정 신호(CAP_CON), 바이어스 조정 신호(BIAS_CON) 및 이득제어 조정 신호(GAIN_CON)는 인공지능 알고리즘에 의해 도출된 값일 수 있다. 이러한 경우, 링 타입 전압 제어 발진기(800)는 입력된 부하 조정 신호(CAP_CON)에 기초하여 커패시터의 커패시턴스를 조절함으로써 출력될 발진 주파수를 제어할 수 있다. 또한, 링 타입 전압 제어 발진기(800)는 입력된 바이어스 조정 신호(BIAS_CON)에 기초하여 위상 잡음을 보정(calibration)할 수 있고, 입력된 이득제어 조정 신호(GAIN_CON)에 기초하여 원하는 기울기의 제어 전압 대 발진 주파수 이득 특성을 선택할 수 있다. 4 and 8, the ring-type voltage-controlled oscillators 450 and 800 are a load adjustment signal CAP_CON, a bias adjustment signal BIAS_CON, and a gain control from the second tuning controller 412 of the AI controller 410. A control signal (GAIN_CON) can be input. Here, the load adjustment signal CAP_CON, the bias adjustment signal BIAS_CON, and the gain control adjustment signal GAIN_CON may be values derived by an artificial intelligence algorithm. In this case, the ring-type voltage-controlled oscillator 800 may control the oscillation frequency to be output by adjusting the capacitance of the capacitor based on the input load adjustment signal CAP_CON. In addition, the ring type voltage control oscillator 800 may calibrate the phase noise based on the input bias adjustment signal BIAS_CON, and the control voltage of a desired slope based on the input gain control adjustment signal GAIN_CON. Large oscillation frequency gain characteristics can be selected

한편, 다른 일 실시예에 따른 링 타입 전압 제어 발진기(800)는 제2 튜닝 제어기로부터 코어 조정 신호(CORE_CON)를 더 입력받을 수 있고, 이러한 경우 코어 조정 신호(CORE_CON)에 기초하여 링 타입 전압 제어 발진기(800)의 출력될 발진 주파수의 스윙(swing)을 조정할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 발진 주파수의 스윙을 조절함으로써, 저전력이 요구되는 IoT 디바이스에도 활용이 가능하다.Meanwhile, the ring-type voltage control oscillator 800 according to another embodiment may further receive a core adjustment signal CORE_CON from the second tuning controller, and in this case, control the ring-type voltage based on the core adjustment signal CORE_CON. The swing of the oscillation frequency to be output of the oscillator 800 can be adjusted. According to the present embodiment, by adjusting the swing of the oscillation frequency, it can be utilized in IoT devices requiring low power.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SRAM 필터에서 가중치를 저장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram illustrating a method of storing weights in an SRAM filter according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 SRAM 필터는 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치 및 CNN(Convolutional Neural Network) 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기 및 주입동기 주파수 분주기의 소자 특성 조정에 필요한 제어 비트를 생성하고, 제어 비트를 AI 제어기로 출력할 수 있다.The SRAM filter according to an embodiment of the present invention uses the input first to third weights and a convolutional neural network (CNN) algorithm to adjust the device characteristics of a ring-type voltage-controlled oscillator and an injection synchronization frequency divider. Can be generated and output the control bit to the AI controller.

상술된 바와 같이, 본 발명의 SRAM 필터는 온도 감지에 따른 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따른 제2 가중치 및 공정 변이(process varation) 감지에 따른 제3 가중치를 입력받을 수 있다. 이후 SRAM 필터는 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 도 9와 같은 형태의 데이터를 저장할 수 있다.As described above, the SRAM filter of the present invention may receive a first weight according to temperature detection, a second weight according to supply voltage detection, and a third weight according to process varation detection. Thereafter, the SRAM filter may store data in the form as shown in FIG. 9 based on the first weight to the third weight.

도 9를 참조하면, SRAM 필터는 온도 센서, 공급 전압 감지기, 피크 감지기 및 주파수 분주기 등으로부터 수신된 제1 가중치 내지 제N 가중치를 AI 알고리즘(910)에 입력할 수 있고, AI 알고리즘(910)이 출력하는 컨볼루션 값을 이용하여 주파수 합성 장치 내의 소자를 최적으로 설정하기 위한 제어 비트를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 9, the SRAM filter may input a first weight to an Nth weight received from a temperature sensor, a supply voltage detector, a peak detector, and a frequency divider into the AI algorithm 910, and the AI algorithm 910 By using the output convolution value, a control bit for optimally setting an element in the frequency synthesis device can be output.

이를 통하여, 기존에는 많은 횟수의 코스 튜닝(coarse tuning)이 필요하지만 단 한번의 코스 튜닝과 두번의 인공지능 알고리즘을 통해 주파수 합성 장치를 위한 최적의 제어 비트를 출력할 수 있다. 또한 인공지능 알고리즘을 사용하여 많은 수의 데이터를 한번에 처리하는 방식을 사용하여 기존에 시뮬레이션 값과 감지된 온도, 공급 전압 및 공정 변이에 기초하여 첫번째 튜닝이 진행되고 이후 출력되는 데이터를 추가하여 두번째 튜닝이 진행되는 형태로 기존의 튜닝에 비해 정착 시간은 단축되고, 튜닝의 정확도를는 향상되는 효과를 가져올 수 있다.Through this, although a large number of coarse tuning is required in the past, it is possible to output an optimal control bit for the frequency synthesis device through only one course tuning and two artificial intelligence algorithms. In addition, by using an artificial intelligence algorithm to process a large number of data at once, the first tuning is performed based on the existing simulation value, detected temperature, supply voltage, and process variation, and then output data is added to the second tuning. Compared to the conventional tuning, the settling time is shortened and the accuracy of tuning can be improved.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating an artificial intelligence-based automatic adjustment method according to an embodiment of the present invention.

단계 1010에서, SRAM 필터에 의해, 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받을 수 있다.In operation 1010, a first weight generated according to temperature detection, a second weight generated according to detection of a supply voltage, and a third weight generated according to detection of a process variation may be input by the SRAM filter.

단계 1020에서, SRAM 필터에 의해, 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 생성된 제어 비트를 출력할 수 있다.In operation 1020, a control bit may be generated based on the input first to third weights by the SRAM filter, and the generated control bits may be output.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 자동 조정 방법은 단계 1010 이전에 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 시뮬레이션 결과를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 단계 1020은 시뮬레이션 결과와 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제어 비트를 생성하여 출력하는 것일 수 있다.Meanwhile, the artificial intelligence-based automatic adjustment method according to an embodiment of the present invention may further include acquiring a simulation result before the first weight to the third weight is input before step 1010. In this case, operation 1020 may be to compare the simulation result with the first weight to the third weight, respectively, and generate and output a control bit based on the comparison result.

단계 1030에서, AI 제어기에 의해, 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 출력할 수 있다.In step 1030, when a control bit is input by the AI controller, a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the voltage control oscillator may be output using an artificial intelligence algorithm.

한편 제3 가중치 중 적어도 일부가 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이면 단계 1030은 제1 튜닝 제어기에 의해 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계 및 제1 튜닝 제어기가 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 제2 튜닝 제어기에 의해, 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, if at least some of the third weights are generated by the injection synchronization frequency divider, step 1030 is to adjust the first core of the injection synchronization frequency divider in order to adjust the division frequency of the injection synchronization frequency divider by the first tuning controller. Generating and outputting a signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal, and after the first tuning controller outputs the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal, and the second load adjustment signal, the second tuning The controller may include generating and outputting a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the voltage-controlled oscillator in order to adjust the oscillation frequency to be output from the voltage-controlled oscillator. .

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at around its preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 주파수 합성 장치 110: 위상 주파수 검출기
120: 전하 펌프 130: 루프 필터
140: 주파수 분주기 150: 링 타입 전압 제어 발진기
160: 자동 조정 회로100: frequency synthesizer 110: phase frequency detector
120: charge pump 130: loop filter
140: frequency divider 150: ring type voltage controlled oscillator
160: automatic adjustment circuit

Claims (12)

온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이(process varation) 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받고, 상기 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 상기 생성된 제어 비트를 출력하는 SRAM 필터; 및
상기 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 AI 제어기
를 포함하는 인공지능 기반 자동 조정 회로.A first weight generated according to temperature detection, a second weight generated according to detection of a supply voltage, and a third weight generated according to a process varation detection are inputted, and the inputted first to third weights are An SRAM filter generating control bits based on the generated control bits and outputting the generated control bits; And
When the control bit is input, an AI controller that outputs a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of a ring-type voltage control oscillator in parallel using an artificial intelligence algorithm.
Artificial intelligence-based automatic adjustment circuit comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제3 가중치 중 적어도 일부는 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이고,
상기 AI 제어기는
상기 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 상기 인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 제1 튜닝 제어기; 및
상기 제1 튜닝 제어기가 상기 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 상기 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 상기 인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 전압 제어 발진기의 상기 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 제2 튜닝 제어기
를 더 포함하는 인공지능 기반 자동 조정 회로.The method of claim 1,
At least some of the third weights are generated by an injection synchronization frequency divider,
The AI controller
To adjust the division frequency of the injection synchronization frequency divider, generating and outputting a first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal of the injection synchronization frequency divider using the artificial intelligence algorithm. A first tuning controller; And
After the first tuning controller outputs the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal, and the second load adjustment signal, in order to adjust the oscillation frequency to be output from the voltage-controlled oscillator, the artificial intelligence algorithm is used. A second tuning controller for generating and outputting the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the voltage control oscillator
Artificial intelligence-based automatic adjustment circuit further comprising a. 제2항에 있어서,
상기 제2 튜닝 제어기는 상기 제1 튜닝 제어기에 의해 출력된 상기 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호 및 상기 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여, 상기 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하는 것인, 인공지능 기반 자동 조정 회로.The method of claim 2,
The second tuning controller is based on the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal, the second load adjustment signal and the first to third weights output by the first tuning controller, the first load Generating an adjustment signal, a first bias adjustment signal and a first gain control adjustment signal, artificial intelligence-based automatic adjustment circuit. 제1항에 있어서,
상기 SRAM 필터는
상기 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 획득한 시뮬레이션 결과와 상기 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제어 비트를 생성하는 것인, 인공지능 기반 자동 조정 회로.The method of claim 1,
The SRAM filter is
Comparing the simulation result obtained before the first to third weights are input with the first to third weights, and generating the control bit based on the comparison result, artificial intelligence-based automatic adjustment Circuit. 기준 주파수와 분주 주파수를 각각 입력받고, 상기 기준 주파수와 분주 주파수의 주파수 및 위상의 비교 결과에 기초하여, 업 신호 또는 다운 신호를 출력하는 위상 주파수 검출기;
상기 위상 주파수 검출기에 의해 출력된 상기 업 신호 또는 다운 신호에 기초하여, 제어 전압용 커패시터를 충전하거나 방전함으로써 상기 제어 전압용 커패시터의 양단에 걸리는 제어 전압의 크기를 조절하는 전하 펌프;
상기 전하 펌프로부터 입력된 제어 전압을 저주파 필터링하여 출력하는 루프 필터;
상기 루프 필터로부터 필터링된 제어 전압을 입력받아 발진 주파수를 출력하는, 링 타입 전압 제어 발진기;
상기 링 타입 전압 제어 발진기의 값을 받아 주파수를 분주하고, 상기 분주된 주파수를 상기 위상 주파수 검출기로 출력하는, 주파수 분주기; 및
인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 링 타입 전압 제어 발진기 및 상기 주파수 분주기의 소자를 자동으로 조정하는 자동 조정 회로를 포함하고,
상기 자동 조정 회로는,
온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받고, 상기 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 상기 생성된 제어 비트를 출력하는 SRAM 필터; 및
상기 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 AI 제어기
를 포함하는, 인공지능 기반 주파수 발생 장치.A phase frequency detector that receives a reference frequency and a divided frequency, respectively, and outputs an up signal or a down signal based on a result of comparing the frequency and phase of the reference frequency and the divided frequency;
A charge pump for adjusting a magnitude of a control voltage applied across the control voltage capacitor by charging or discharging the control voltage capacitor based on the up signal or the down signal output by the phase frequency detector;
A loop filter for low-frequency filtering and outputting the control voltage input from the charge pump;
A ring type voltage controlled oscillator for receiving the filtered control voltage from the loop filter and outputting an oscillation frequency;
A frequency divider receiving a value of the ring-type voltage-controlled oscillator, dividing a frequency, and outputting the divided frequency to the phase frequency detector; And
Including an automatic adjustment circuit for automatically adjusting the element of the ring-type voltage control oscillator and the frequency divider using an artificial intelligence algorithm,
The automatic adjustment circuit,
A first weight generated according to temperature detection, a second weight generated according to detection of a supply voltage, and a third weight generated according to a process variation detection are input, and a control bit based on the input first to third weights A SRAM filter for generating and outputting the generated control bit; And
When the control bit is input, an AI controller that outputs a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel using an artificial intelligence algorithm.
Containing, artificial intelligence-based frequency generating device. 제5항에 있어서,
상기 제1 가중치를 생성하여 출력하는 온도 센서를 더 포함하고,
상기 온도 센서는
상기 감지된 온도와 정비례하는 전압을 출력하는 PTAT(Proportional to Absolute Temperature) 센서;
상기 감지된 온도와 반비례하는 전압을 출력하는 CTAT(Complementary to Absolute Temperature) 센서; 및
상기 PTAT 센서 및 CTAT 센서로부터 수신된 값에 기초하여 상기 제1 가중치를 산출하는 ADC
를 포함하는, 인공지능 기반 주파수 발생 장치.The method of claim 5,
Further comprising a temperature sensor for generating and outputting the first weight,
The temperature sensor
A PTAT (Proportional to Absolute Temperature) sensor outputting a voltage in direct proportion to the sensed temperature;
A CTAT (Complementary to Absolute Temperature) sensor outputting a voltage inversely proportional to the sensed temperature; And
ADC calculating the first weight based on the values received from the PTAT sensor and the CTAT sensor
Containing, artificial intelligence-based frequency generating device. 제5항에 있어서,
상기 제2 가중치를 생성하여 출력하는 공급 전압 감지기를 더 포함하고,
상기 공급 전압 감지기는
MOSFET 다이오드를 포함하고, 상기 MOSFET 다이오드를 이용하여 감지된 공급 전압에 기초하여 상기 제2 가중치를 산출하는 것인, 인공지능 기반 주파수 발생 장치.The method of claim 5,
Further comprising a supply voltage detector for generating and outputting the second weight,
The supply voltage detector
Including a MOSFET diode, to calculate the second weight based on the supply voltage sensed using the MOSFET diode, artificial intelligence-based frequency generator. 제5항에 있어서,
상기 링 타입 전압 제어 발진기로부터 출력된 발진 주파수의 피크를 감지하는 피크 감지기를 더 포함하고,
상기 제3 가중치는 상기 피크 감지기 및 상기 주파수 분주기 - 상기 주파수 분주기는 주입동기 주파수 분주기 및 멀티 모듈러스 분주기를 포함함 - 로부터 상기 SRAM 필터에 입력되는 것인, 인공지능 기반 주파수 발생 장치.The method of claim 5,
Further comprising a peak detector for detecting a peak of the oscillation frequency output from the ring-type voltage controlled oscillator,
The third weight is input to the SRAM filter from the peak detector and the frequency divider-the frequency divider includes an injection synchronization frequency divider and a multi-modulus divider. 제8항에 있어서,
상기 주입동기 주파수 분주기는 LC 타입의 링 오실레이터를 포함하는 것인, 인공지능 기반 주파수 발생 장치.The method of claim 8,
The injection synchronization frequency divider comprises an LC-type ring oscillator, artificial intelligence-based frequency generator. SRAM 필터에 의해, 온도 감지에 따라 생성된 제1 가중치, 공급 전압 감지에 따라 생성된 제2 가중치 및 공정 변이 감지에 따라 생성된 제3 가중치를 입력받는 단계;
상기 SRAM 필터에 의해, 상기 입력된 제1 가중치 내지 제3 가중치에 기초하여 제어 비트를 생성하고, 상기 생성된 제어 비트를 출력하는 단계;
AI 제어기에 의해, 상기 제어 비트가 입력되면 인공지능 알고리즘을 이용하여 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 단계
를 포함하는 인공지능 기반 자동 조정 방법.Receiving, by the SRAM filter, a first weight generated according to temperature sensing, a second weight generated according to a supply voltage sensing, and a third weight generated according to a process variation sensing;
Generating control bits based on the input first to third weights by the SRAM filter, and outputting the generated control bits;
When the control bit is input by an AI controller, outputting a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of a ring-type voltage control oscillator in parallel using an artificial intelligence algorithm.
Artificial intelligence-based automatic adjustment method comprising a. 제10항에 있어서,
상기 제3 가중치 중 적어도 일부는 주입동기 주파수 분주기에 의해 생성된 것이고,
상기 링 타입 전압 제어 발진기의 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 병렬로 출력하는 단계는,
제1 튜닝 제어기에 의해, 상기 주입동기 주파수 분주기의 분주 주파수를 조절하기 위해, 상기 주입동기 주파수 분주기의 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계; 및
상기 제1 튜닝 제어기가 상기 제1 코어 조정 신호, 제2 바이어스 조정 신호 및 제2 부하 조정 신호를 출력한 후, 제2 튜닝 제어기에 의해, 상기 전압 제어 발진기에서 출력될 발진 주파수를 조절하기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 상기 제1 부하 조정 신호, 제1 바이어스 조정 신호 및 제1 이득제어 조정 신호를 생성하여 출력하는 단계
를 포함하는, 인공지능 기반 자동 조정 방법.The method of claim 10,
At least some of the third weights are generated by an injection synchronization frequency divider,
The step of outputting a first load adjustment signal, a first bias adjustment signal, and a first gain control adjustment signal of the ring-type voltage control oscillator in parallel,
Generates and outputs a first core adjustment signal, a second bias adjustment signal, and a second load adjustment signal of the injection synchronous frequency divider by a first tuning controller to adjust the division frequency of the injection synchronous frequency divider. step; And
After the first tuning controller outputs the first core adjustment signal, the second bias adjustment signal, and the second load adjustment signal, to adjust, by a second tuning controller, an oscillation frequency to be output from the voltage controlled oscillator, Generating and outputting the first load adjustment signal, the first bias adjustment signal, and the first gain control adjustment signal of the voltage control oscillator
Including, artificial intelligence-based automatic adjustment method. 제10항에 있어서,
상기 제1 가중치 내지 제3 가중치가 입력되기 전에 시뮬레이션 결과를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 제어 비트를 생성하고 출력하는 단계는,
상기 시뮬레이션 결과와 상기 제1 가중치 내지 제3 가중치를 각각 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제어 비트를 생성하여 출력하는 것인, 인공지능 기반 자동 조정 방법.The method of claim 10,
Further comprising the step of obtaining a simulation result before the first weight to the third weight is input,
The step of generating and outputting the control bit,
Comparing the simulation result and the first to third weights, respectively, and generating and outputting the control bit based on the comparison result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100983077B1 (en) * 2008-11-07 2010-09-17 삼성전기주식회사 Wideband Voltage Controlled Oscillator and Wideband Oscillation Frequency Generation Method
KR101085107B1 (en) * 2009-12-02 2011-11-21 (주)자람테크놀로지 Direct digital frequency synthesizer using variable sine-weighted digital to analog converter and synthesizing method thereof

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