I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 ,   p p 3 32 3 ~ 3 3 3 1   I SS N:  2088 - 8708 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ec e. v 7 i 6 . pp 3 32 3 - 333 1           3323       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   2 5 0  MHz   M u ltiph a se Dela y  Lo ck e d  L oop   for Lo w     Po w er A pplica tio ns       Sh rut i Su m a n 1 K .   G .   Sh a r ma 2 P .   K .   G ho s h 3   1, 3 De p a rtem e n o f   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   C o ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,     M o d y   Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   t e c h n o l o g y ,   L a k sh m a n g a rh ,   Ra jas t h a n ,   I n d ia   2 De p a rte m e n o f   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   Ch a n d ig a rh   Co l leg e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   Ch a n d ig a rh ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 7 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Sep   8 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Sep   20 ,   2 0 1 7       De la y   lo c k e d   lo o p   is  a   c rit ica b u il d in g   b l o c k   o f   h ig h   sp e e d   s y n c h ro n o u c ircu it s.  A n   im p ro v e d   a rc h it e c tu re   o f   a m ix e d   sig n a ld e la y   lo c k e d   lo o p   (DL L )   is  p re se n ted   h e re .   In   th is  DL L ,   d e la y   c e ll   b a se d   o n   sin g le  e n d e d   d if fe re n ti a p a ir  c o n f ig u ra ti o n   is   u se d   f o r   v o lt a g e   c o n tro ll e d   d e lay   li n e   (V CDL im p le m e n tatio n .   T h is  d e lay   c e ll   p ro v i d e a   h ig h   lo c k in g   ra n g e   w it h   les s   p h a se   n o ise   a n d   ji t ter  d u e   t o   d if f e re n ti a p a ir  c o n f ig u ra ti o n . F o i n c re a sin g   th e   a c q u isit io n   ra n g e   a n d   lo c k in g   sp e e d   o f   th e   DLL ,   m o d if ied   tru e   si n g le  p h a se   c lo c k   ( T S P C)  b a se d   p h a se   f re q u e n c y   d e tec to is  u se d .   T h e   p ro p o se d   d e sig n   is   im p le m e n ted   a 0 . 1 8 um CM OS  tec h n o lo g y   a n d   a p o w e su p p ly   o f   1 . 8 V   It   h a p o w e c o n su m p ti o n   o f   1 . 3 9 mW   a 1 2 5 M H z c e n ter  f re q u e n c y   w it h   lo c k in g   ra n g e   f ro m   0 . 5 M H z to   2 5 0 M H z .   K ey w o r d :   D ela y   l o ck ed   l oop     Vo ltag c o n tr o lled   d ela y   l i n e   Dif f er en t ial  p air   c o n f i g u r ati o n   P h ase   f r eq u e n c y   d etec to r     C h ar g p u m p   L o o p   f ilter   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh r u ti   S u m a n ,   Dep ar te m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   C o lleg o f   E n g in ee r i n g   an d   T ec h n o lo g y ,   Mo d y   U n i v er s it y   o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y ,   L ak s h m a n g ar h ,   Si k ar ,   R aj asth a n ,   I n d ia .   E m ail: s h r u tis u m an 2 3 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   t h er o f   r ec e n d e v elo p m en i n   d ee p   s u b m icr o n   tech n o l o g ies,  r eq u ir e s   h i g h   o p er atin g   f r eq u en c y   o f   VL SI  s y s te m s   a n d   s u b s y s te m s .   Hi g h   s p ee d   I C s r eq u ir esp r o p er ly s y n ch r o n ized   o n - ch i p   clo ck   s ig n al s   f o r   th eir   o p er atio n .   Fo r   clo ck   s y n ch r o n izatio n   o p er atio n   in   m ic r o p r o c ess o r s   an d   m e m o r y   I C s ,   d elay   lo ck ed   lo o p   ( DL L )   an d   p h ase  lo c k ed   lo o p   ( P L L )   ar u s ed   to   d i m i n i s h   t h ef f ec o f   j itter   an d   s k e w s   o f   clo ck   s i g n al s   [ 1 ] .   I n   DL L ,   VC D L   is   u s ed   in   p lace   o f   VC w h ic h   m a k e s   it  d if f er   f r o m   P L L .     I f   f r eq u en c y   m u l tip lier   o p er atio n   is   n o n ee d ed   th e n   D L L   is   p r ef er r ed   o v er   P L L   b ec au s o f   h ig h   s tab il it y ,   le s s   lo c k in g   ti m a n d   n o   j itter   ac cu m u lat io n   [ 2 ] , [ 3 ] .   DL L   h as  w id n u m b er   o f   ap p licatio n s   s u ch   as   clo ck   g e n er at o r s   in   DR AM   I C s ,   m icr o p r o ce s s o r s ,   clo ck   d e - s k e w i n g   cir cu its   [ 4 ] , [ 5 ] .   L o ck in g   ti m e,   lo ck   r an g an d   j itter   p er f o r m a n ce ,   s tatic   p h ase  er r o r ,   l o w   p o w er   co n s u m p tio n   an d   i m m u n i t y   ag a in s p r o ce s s   v o ltag te m p er at u r lo ad in g   ( P V T L )   v ar iatio n s   ar th m o s i m p o r tan m etr ics  o f   D L L .   A   DL L   ca n   b r ea lized   b y   n u m b er   o f   ar ch itectu r es ;   an alo g   a n d   d ig ital  D L L s   ar th t w o   m o s i m p o r ta n t y p es  a m o n g   t h e m   [ 6 ] .   An alo g   DL L s   h a v b etter   p er f o r m a n ce   i n   ter m s   o f   j itter ,   la y o u t a r ea ,   p o w er   s u p p l y   r ej ec tio n   r atio ,   p o w er   co n s u m p tio n   an d   clo ck   s k e w .   T h is   p ap er   in tr o d u ce s   m ix e d   m o d DL L   i n   w h ich   s i n g le   en d ed   d if f er e n tial  p air   b ased   VC D L   i s   u s ed   w h ic h   p r o v id es  h i g h   s ta b ilit y   a g ai n s t   te m p er at u r an d   p o w er   s u p p l y   v ar iatio n s .   T h p r o p o s ed   cir cu it   d ep icts   s u p er io r   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   s p ee d ,   p o w er   co n s u m p tio n ,   an d   lo c k in g   r an g e.   T h o r g an izatio n   o f   r e m an i n g   f o u r   s ec tio n s   ar s tar tin g   w i th   ar ch itect u r o f   b asi DL L   f o llo w ed   b y   an al y s is   o f   d if f er en b lo ck s ,   s i m u lat io n   r es u lts   a n d   co n clu s io n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 3 2 3   3 3 3 1   3324   2.   B ASI DL L   Dela y   lo c k ed   lo o p   ( DL L )   ( b lo ck   d iag r a m   i s   g i v en   in   Fi g u r 1 )   is   n e g ati v f ee d b ac k   s tr u c tu r e,   u s ed   to   p r o d u ce   m u ltip h a s clo c k   s ig n a ls   f r o m   s i n g le   clo ck   s i g n al  [ 7 ] .   A   p h ase  s h if i s   d ev el o p ed   at  ea ch   s tag e   b y   ap p l y i n g   in p u r ef er en ce   clo ck   s ig n al  to   v o lta g co n tr o lled   d elay   lin ( VC D L ) .   T h p h ase  d if f er e n ce   a m o n g   r ef er en ce   clo ck   s i g n al  an d   o u tp u clo ck   s i g n al  i s   d etec ted   b y   p h ase  d etec to r   ( P D) .   Fo r   a d j u s t m en o f   co n tr o v o lta g o f   V C D L ,   t h p h ase  er r o r   is   u s ed   b y   c h ar g p u m p   ( C P )   w it h   lo o p   f il ter .   P h ase  er r o r   is   f i n all y   r ed u ce d   to   ze r o   d u to   n eg ati v f e ed b ac k   m ec h a n is m   w h ic h   is   t h i n d icatio n   o f   lo ck ed   s tate  an d   at  t h at  ti m e   d elay   o f   V C D L   b ec o m e s   eq u al  to   o n clo c k   p er io d .   I f in an d   o ut   ar in p u a n d   o u tp u c l o ck   s i g n a l s   r esp ec tiv el y   an d   V C D L t   is   d ela y   p r o v id ed   b y   V C D L ,   t h d ela y   p r o v id ed   b y   D L L   ca n   b g iv e n   b y   eq u atio n   ( 1 )   as     V C D L in out t   ( 1 )           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   D L L       2 . 1 .   L inea a na ly s is   o f   DL L   Fo r   lin ea r   an al y s is ,   s - d o m ai n   m o d el  o f   D L L   is   s h o w n   in   Fi g u r 2 ,   w h ic h   in cl u d es  tr an s f e r   f u n ctio n   o f   d if f er en t b lo ck s .           Fig u r 2 S d o m a n   m o d el  o f   D L L       I n   th is   m o d el  PD K   ( r ad ian   s ec o n d )   d en o tes  t h p h a s d etec t o r   g ain .   CP I ( A )   an d ) ( s F   ar th e   cu r r en th r o u g h   ch ar g p u m p   an d   lo o p   f ilter   tr an s f er   f u n ct io n ,   r esp ec tiv el y .   V C D L   g ai n   is g i v en   b y   V C D L K ( r ad ian   V)   an d   it  i s   p r o p o r ti o n al  to   n u m b er   o f   d ela y   li n e s .   I n p u clo c k   s i g n al  h a s   t h p e r io d   o f   r e f T ( s ) .   F o r   s u p p r ess i n g   th j itter   am p li f ic atio n   o v er   h ig h   f r eq u e n cie s ,   s ec o n d   o r d er   lo o p   f ilter   is   u s e d ,   th en   ) ( s F ca n   b g iv e n   b y   eq u a tio n   ( 2 )   as     s C C s C C R s C R s F ) ( 1 ) ( 2 1 2 1 1 1 1   ( 2 )     T h u s   clo s ed   lo o p   tr an s f er   f u n c tio n   o f   D L L   ca n   b s p ec i f ied   as     r e f V C DL PD P r e f V C DL PD P r e f V C DL PD P in o u t T K K I s T C R K K I C C s C C R s C R T K K I s / / ) 1 ( ) ( 1 1 2 1 2 2 1 1 1 1   ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       2 5 0   MHz   Mu ltip h a s Dela Lo ck ed   Lo o p   fo r   Lo w   P o w er A p p lica tio n   ( S h r u ti S u ma n )   3325   3.   DIFF E R E N T   F UNCT I O NA L   B L O CK S O F   P RO P O SE DL L   T h d esig n   an d   a n al y s is   o f   d if f er en f u n ctio n al  b lo ck s   o f   DL L   i.e .   p h ase  d etec to r ,   ch ar g p u m p   w it h   lo o p   f ilter   an d   VC D L   ar d is cu s s ed   in   t h s u b s eq u e n t s u b s e ctio n s .     3 . 1 .   P ha s f re qu ency   det ec t o r   P h ase  d etec to r   is   th m o s cr itical  co m p o n en o f   DL L .   P g en er ate s   th p h ase  er r o r   in f o r m atio n   co r r esp o n d in g   to   th p h ase  d if f er en ce   b et w ee n   VC D L   o u t p u clo ck   an d   r e f   clo ck   s i g n a l.  Fli p -   f lo p   b ased   p h ase  d etec to r s   ar m o s co m m o n l y   u s ed   b ec au s t h e y   h a v n o   d u t y   c y cle  d ep en d en ce   p r o b lem   d u to   ed g e   d etec tio n   [ 8 ] .     P h ase  f r eq u e n c y   d etec to r   ( P F D)   s h o w n   i n   Fig u r 3   is   i m p l e m en ted   u s i n g   m o d if ied   T SP C   f lip - f lo p .   T h is   P FD h as h ig h   ac q u i s itio n   r an g an d   lo c k in g   s p ee d   b ec au s it c a n   d etec t b o th   f r eq u e n c y   a n d   p h a s e.   W h en   r ef er en ce   ( r ef a n d   r eset s i g n al s   ar lo w ,   i n   t h u p p er   f l ip - f lo p ,   n o d N1   is   ch ar g ed   to   VDD   th r o u g h   tr a n s i s to r s   M1   an d   M2 . T h o u tp u n o d Up   is   co n n ec ted   to   g r o u n d   th r o u g h   tr an s is to r s   M5   a n d   M6   at  th r is i n g   ed g o f   th r ef   s ig n al.   W h e n   t h e   r ese t   s ig n al  g o es  h i g h ,   n o d N1   is   d is co n n ec ted   f r o m   VD b y   tr an s is to r   M2   an d   co n n ec ted   to   g r o u n d   b y   tr a n s i s to r   M3 .   A s   s o o n   as  t h n o d N1   is   d is ch ar g ed ,   th o u tp u t   n o d is   p u lled   u p   th r o u g h   tr a n s i s to r   M4   [ 9 ] , [ 1 0 ] .   Sig n als   ( Up   an d   Do w n )   ar g en er ated   b y   P FD  ac co r d in g   to   th p h ase  d i f f er e n ce   b et w ee n   th o u tp u s ig n al  o f   V C D L   an d   r is i n g   ed g o f   th r e f er en ce   s ig n al.   W h en   in p u is     co n n ec ted   th r o u g h   g r o u n d   th e n   o n   th r is in g   ed g o f   th e   r ef er e n ce   s i g n al   r ef   an d   V C D L   o u tp u t,  ze r o   is   s e n to   t h f lip - f lo p s   o u tp u t   Up   a n d   Do w n ,   co r r esp o n d in g l y ,   w h ic h   m a k es  th e   o u tp u t o f   NO R   g a te  lo g ic   h i g h .   As D   in p u t o f   f li p - f lo p   i s   co n n ec ted   to   o u tp u o f   NO R   g a te,   as  r esu lt   th s i g n a ls   ( Up   a n d   Do w n )   co m ag a in   to   lo g ic  h i g h .   W h en   r ef  s ig n al  i s   g r ea ter   th a V C DL ,   it  n ee d s   t o   s p ee d   u p   to   p ick   u p th i s   m a y   lead s   to   ad d   to   in   th VC DL   co n tr o v o lta g e   w h ic h   ad j u s ts   t h VC D L   o u tp u t d ela y   [ 1 1 ] .           Fig u r 3 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   p h ase  f r eq u en c y d etec to r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 3 2 3   3 3 3 1   3326   Si m u latio n   r esu lts   o f   p h a s f r e q u en c y   d etec to r   ar esh o w n   in   Fig u r 4 .   T o tal  p o w er   d is s ip at io n   b y   th i s   p h ase  d etec to r   is   ap p r o x i m atel y   0 . 5 1 9 6 mW .           Fig u r 4 .   Si m u latio n   w av e f o r m s   o f   P FD       3 . 2 .   Cha rg pu m p i n t he  co m pa n y   o f   lo o p f ilte r   P h ase  er r o r   d etec ted   b y   P FD  is   tr an s f er r ed   to   th ch ar g p u m p   i n   t h f o r m   o f   v o lta g p u l s es.  T h C P   ad j u s ts   th v o ltag le v el  o f   lo o p   f ilter   b y   ch ar g in g   o r   d is ch ar g in g   c u r r en t a n d   co n tr o ls   t h d ela y   o f   V C D L .   C h ar g p u m p   w h ich   i s   b ip o lar   s w itch ed   cu r r e n s o u r c co n s is t s   o f   cu r r en s o u r ce   an d   s in k .   A cc o r d in g   to   Up   a n d   Do w n   s ig n a ls ,   o u tp u o f   c h ar g p u m p   is   p o s iti v an d   n e g ati v cu r r en p u l s es  i n to   t h e   lo o p   f ilter   o f   t h D L L .   Fi g u r 5   is   th e   s c h e m atic  o f   ch ar g p u m p alo n g   w i th   lo o p   f ilter wh er tr an s is to r   M1   an d   M4   b eh a v as  c u r r en t   s o u r s an d   s i n k   r e s p ec tiv el y .   Mid d l tr an s i s to r s   M2   an d   M3   ar o p er ated   as  s w itc h es  f o r   w h ic h   g ate  p u l s es   ar p r o v id ed   b y   P FD o u tp u t s   [ 1 0 ] .     Seco n d   o r d er ed   lo o p   f ilter   b asicall y   u s ed   to   tr a n s late  th o u t p u s i g n al  o f   P FD  to   co n tr o v o ltag e.   I t   f ilter s   o u j itter   at  h ig h   f r eq u en cies  s o   t h at  j itter   p ea k in g   e f f ec is   r ed u ce d .   C h ar g in g   o r   d is ch ar g i n g   o f   th e   ca p ac ito r   o f   th lo o p   f ilter   ta k es  p lace   ac co r d in g   to   t h C P   o u tp u t.  W h en   lo c k ed   s tate  i s   ac h iev ed   t h e n   o u tp u t   o f   lo o p   f ilter   is   al m o s co n s ta n t.  T h Up   an d   Do w n   in p u v o ltag es  a n d   th o u tp u t   o f   ch ar g p u m p   alo n g   w it h   lo o p   f ilter   is   s h o w n   i n   Fi g u r 6   [ 1 1 ] , [ 1 2 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       2 5 0   MHz   Mu ltip h a s Dela Lo ck ed   Lo o p   fo r   Lo w   P o w er A p p lica tio n   ( S h r u ti S u ma n )   3327       Fig u r 5 .   Sch e m atic  o f   c h ar g p u m p   alo n g   w it h   lo o p   f ilter           Fig u r 6 .   Si m u latio n   w av e f o r m s   o f   ch ar g p u m p   w it h   lo o p   f ilter         3 . 3 .   Vo lt a g co ntr o lled dela y   lin e   VC D L   a f f ec ts   t h j itter   p er f o r m a n ce   o f   o u tp u t   clo ck   s i g n al  a n d   s tab ilit y   o f   D L L   s o   it  is   also   a   cr itical  b lo ck   o f   D L L .   I n   VC DL   n u m b er   o f   d ela y   li n es  a r co n n ec ted   in   s er ie s .   I n   lo ck ed   s tate  to tal  d ela y   p r o v id ed   b y   V C D L   m u s b e q u al  to   o n clo c k   ti m p er io d   ( r e f )   o r   p h ase  s h i f o f 360 .   Ou tp u s w i n g   a n d   d elay   r a n g ar t h m ai n   d esi g n   p ar a m eter s   o f   ea c h   d ela y   ce l l.   Her ac tiv lo ad   d if f er en tial p air   co n f i g u r atio n   b ased   d ela y   ce ll is   u s ed   f o r   VC D L   i m p le m en tatio n   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 6 .   I t h a s   ad v a n tag e   o f   b o t h   s i n g le  e n d ed   an d   d if f er en tial   ar ch itec tu r o f   V C D L   d ela y   ce ll d u e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 3 2 3   3 3 3 1   3328   to   w h ich   P VT L   v ar iatio n s   ar m in i m ized . I n   th i s   d ela y   ce ll  in v er ter   o p er atio n   is   p er f o r m e d   b y   tr an s is to r   M4   w h ic h   i s   ac ti v lo ad ed   b y   tr a n s i s to r   M2 .   T r an s is to r   M3   is   d io d c o n n ec ted   s tr u ct u r w h ic h   co n tr o ls   t h e   cu r r en f lo w   th r o u g h   th tr a n s is to r   M2   b y   co n tr o v o ltag ( c t r l V )   v ar iatio n .   I n   th i s   d ela y   ce ll   o n l y   s i n g le   NM OS  tr an s is to r   p er f o r m s   i n v er tin g   o p er atio n   i n s tead   o f   C MO co n f i g u r atio n ,   s o   les s   p ar asit ic  ca p ac itan ce   is   p r esen t a t o u tp u w h ich   r es u lts   d ela y   m i n i m izatio n   a n d   h i g h   o p er atin g   s p ee d .   P r o p o s ed   VC DL   w h ic h   co n s is ts   o f   f o u r   d ela y   ce lls   is   s h o w n   i n   F ig u r 8 .   A t   0 . 1 8 m   C MO tech n o lo g y   d ela y   v ar iatio n   w i th   r esp ec to   co n tr o v o lt ag is   g r ap h icall y   p r ese n ted   in   Fi g u r 9   w h ic h   s h o w s   th at  d ela y   i s   al m o s co n s tan at  lo w   co n tr o v o ltag e s   an d   a f te r   th at  it  d ec r ea s es.  So   g ai n   o f   VC D L   ( V C D L K )   is   n o t so   m u ch   v ar ied   w ith   co n tr o l v o ltag es d u to   w h ic h   D L L   o u tp u t j itter   n o is is   s m a ll a t l ar g er   d elay s .           Fig u r 7 .   P r o p o s ed   d elay   ce ll           Fig u r 8 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   f o u r   s tag V C D L   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       2 5 0   MHz   Mu ltip h a s Dela Lo ck ed   Lo o p   fo r   Lo w   P o w er A p p lica tio n   ( S h r u ti S u ma n )   3329       Fig u r 9 .   Var iatio n   o f   d ela y   with   co n tr o l v o lta g ( VC DL   tr a n s f er   f u n ctio n )       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   P r o p o s ed   DL L ,   ( Fig u r e   10 ) ,   is   i m p le m e n ted   at  1 . 8 V   s u p p l y   v o lta g an d   0 . 1 8 m C M OS   tech n o lo g y .             Fig u r 10 .   Fu n ctio n al  s c h a m et ic   o f   d esig n ed   DL L           Fig u r 11 .   Si m u latio n   w a v e f o r m s   o f   DL L   i n   lo ck ed   s ta te   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 3 2 3   3 3 3 1   3330   I h as  h i g h   o p er atin g   s p ee d   an d   g o o d   j itter   p er f o r m a n c as  co m p ar ed   to   ex is tin g   d ela y   ce lls .   P er f o r m a n ce   s p ec if icat io n s   o f   p r o p o s ed   cir cu it  ar s u m m ar i ze d   in   T ab le  1 .   T h is   D L L   h as   1 . 3 9 1 8 mW p o w er   co n s u m p tio n   an d   0 . 5 2 ns s tatic  p h ase  er r o r   at  1 2 5 M H z o p er atin g   f r eq u en c y . V C D L   o u tp u clo ck   s i g n al  i s   p r o p er ly   p h ase  ali g n ed   w it h   r e f er en ce   clo ck   s i g n ala s   s h o w n   i n   Fi g u r e   11.       T ab le  1 .   Sp ec if icatio n s   o f   p r o p o s ed   DL L   P a r a me t e r s   V a l u e s   P r o c e ss t e c h n o l o g y   0 . 1 8 m   C M O S   S u p p l y   v o l t a g e   1 . 8 V   C e n t e r   f r e q u e n c y   1 2 5 M H z   L o c k i n g   r a n g e   0 . 5 M H z -   2 5 0 M H z   P o w e r   c o n su mp t i o n   1 . 3 9 1 8 mW a t   1 2 5 M H z   A r c h i t e c t u r e   S i n g l e   l o o p       T h p r o p o s ed   DL L   is   al s o   s i m u lated   at  0 . 3 5 m   C MO S   tec h n o lo g y   a n d   r esu l ts   ar al s o   co m p ar ed   w it h   e x i s ti n g   D L L .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   d if f er e n p er f o r m an ce   p ar a m eter s   o f   p r o p o s ed   DL L   an d   Mu ltip h ase  o u tp u d ela y   lo ck ed   lo o p   [ 1 3 ]   is   d o n in   T a b le   2 .   Fro m   th tab le  it  ca n   b co n clu d ed   th at   p r o p o s ed   DL L   h a s   b etter   p er f o r m a n ce   in   p r o v is o s   o f   lo ck i n g   r a n g e   an d   p o w er   u til izatio n   w it h   s i m ilar   s u p p l y   v o ltag a n d   less   co m p le x   co n s tr u ctio n .       T ab le  2 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f m u ltip h ase - o u tp u t d ela y   lo c k ed   lo o p   [ 1 3 ]   an d   p r o p o s ed   DL L   at  0 . 3 5 m   C MO S   tec h n o lo g y   w i th   s u p p l y   v o lta g o f   2 V   P a r a me t e r s   P r o p o se d W o r k   [ 1 3 ]   C e n t e r   f r e q u e n c y   65 M H z   1 0 0 M H z   L o c k i n g   r a n g e   5 M H z -   1 2 5 M H z   85 M H z -   1 1 5 M H z   P o w e r   c o n su mp t i o n   0 . 5 9 0 mW @   1 0 0 M H z   3 . 4 mW @ 1 0 0 M H z       5.   CO NCLU SI O N   A   h ig h   lo ck i n g   r an g a n d   lo w   p o w er   D L L   i s   d esig n ed   an d   i m p le m e n ted   at  0 . 1 8 m   C MO S   tech n o lo g y   ( A l s o   d esig n ed   at   0 . 3 5   m   C MO tech n o lo g y   b u s h o w i n g   b etter   p er f o r m a n c at  0 . 1 8 m   C MO tec h n o lo g y )   at  w h ic h   it  h as  to tal  p o w er   co n s u m p tio n   o f   1 . 3 9 1 8 mW w it h   v er y   s m all  lo c k ed   ti m e.   L o p o w er   s p ec if icatio n   m a k es  it   u s ef u f o r   d ev ices  o f   lo n g er   b atter y   li f e.   P r o p o s ed   DL L   cir cu it  p er f o r m s   a   p r o p er   clo ck   s y n c h r o n izatio n   o p er atio n   as  o u tp u clo ck   s ig n al  h as  n e g li g ib le  p h ase  er r o r   f r o m   i n p u r ef er e n ce   clo ck   s i g n al.   L a y o u t o f   t h p r o p o s ed   d esig n   ca n   b d o n f u r t h er   f o r   f u r th er   p o s t la y o u t r es u lts .       RE F E R E NC E S   [1 ]   A .   A lv a n d p o u r,   e a l. A   3 . 5   G Hz   3 2   m W   1 5 0   n m   m u lt ip h a se   c lo c k   g e n e ra to f o h ig h - p e rf o r m a n c e   m icro p ro c e ss o rs ,   IEE In t.   S o li d - S ta te Ci rc u it s Co n f.   Di g .   T e c h ,   p p .   1 1 2 - 1 1 3 ,   2 0 0 3 .   [2 ]   B.   W .   G a rlep p ,   e a l . A   p o rta b le  d ig it a l   DL L   f o h ig h - sp e e d   CM OS  in terf a c e   c ircu it s ,   IEE E   J .   S o li d - S t a te   Circ u it s ,   v o l /i ss u e :   34 ( 5 ) ,   p p .   6 3 2 - 6 4 4 ,   1 9 9 9 .   [3 ]   M .   J.  E.   L e e ,   e a l. Jitt e tran sf e c h a ra c teristics   o f   d e la y - lo c k e d   lo o p s - th e o r ies   a n d   d e sig n   tec h n i q u e s , ”  IEE J .   S o li d - S t a te Ci rc u i ts ,   v o l /i ss u e :   38 ( 4 ) ,   p p .   6 1 4 - 6 2 1 ,   2 0 0 3 .   [4 ]   S.   I.   L iu ,   e a l. ,   L o w - P o w e Clo c k - De s k e w   Bu ff e f o Hig h - S p e e d   Dig it a Circu it s c ,   IEE J .   S o li d - S t a te  Circ u it s v o l.   3 4 ,   p p .   5 5 4 - 5 5 8 ,   1 9 9 9 .   [5 ]   C.   P a rk ,   e a l. A   5 1 2   M b   DD R3   S DRA M   p r o to ty p e   w it h   CI m in i m iza ti o n   a n d   se lf - c a li b ra ti o n   tec h n i q u e s ,   IEE J .   S o li d - S ta te Ci rc u i ts , v ol /i ss u e :   41 ( 4 ) ,   p p .   8 3 1 - 8 3 8 ,   2 0 0 6 .   [6 ]   B.   G .   Ki m   a n d   L .   S .   Ki m ,   2 5 0   M Hz - 2   G Hz   w id e - ra n g e   d e la y - lo c k e d   lo o p ,   IEE J .   S o li d - S ta te  Circ u it s ,   v o l /i ss u e :   40 ( 6 ) ,   p p .   1 3 1 0 - 1 3 2 1 ,   2 0 0 5 .   [7 ]   B.   Ra z v i,   De sig n   o f   A n a lo g   CM OS  In teg ra ted   Circu it s ,   T a ta M c G ra w -   Hill ,   T h ird   e d i ti o n ,   p p .   5 6 9 - 5 7 1 ,   2 0 0 1 .   [8 ]   S .   S u m a n ,   e a l. ,   A n a ly sis  a n d   De sig n   o f   Cu rre n S tarv e d   Rin g   V CO ,   in   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c tro n ics ,   a n d   Op t imiza ti o n   T e c h n iq u e ( ICEE OT) ,   h e ld   a D.  M .   I.   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Ch e n n a i,   IE EE   Xp l o re   Dig it a li b ra ry ,   pp.   3 2 2 2 -   3 2 2 7 ,   2 0 1 6 .   [9 ]   M .   M a n su ri ,   e a l. F a st  F re q u e n c y   A c q u isit io n   P h a se - F re q u e n c y   De tec to rs  f o G S a m p les /s   P h a se - L o c k e d   L o o p s ,   IEE J .   S o li d - S ta te Ci rc u i ts ,   v o l.   3 7 ,   p p .   1 3 3 1 - 1 3 3 4 ,   2 0 0 2 .   [1 0 ]   B .   G o y a l,   e a l. ,   De sig n   o f   Ch a rg e   P u m p   P L L   u sin g   Im p ro v e d   P e rf o rm a n c e   Rin g   V CO , ”  in   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c t ro n ics ,   a n d   Op ti miz a ti o n   T e c h n iq u e ( ICEE OT)  h e ld   a D.  M .   I.   Co ll e g e   o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       2 5 0   MHz   Mu ltip h a s Dela Lo ck ed   Lo o p   fo r   Lo w   P o w er A p p lica tio n   ( S h r u ti S u ma n )   3331   En g in e e rin g ,   Ch e n n a d u ri n g ,   IEE Xp lo re   Dig it a l ib ra ry ,   p p 3 2 5 4 - 3 2 5 8 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   B .   G o y a l,   e a l. ,   De sig n   a n d   A n a l y si o f   I m p ro v e d   Rin g   V CO  Ba se d   o n   Diff e r e n ti a P a ir  C o n f ig u ra t io n   in   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c tro n ics ,   a n d   Op ti miz a ti o n   T e c h n iq u e ( ICEE OT) ,   h e l d   in   D .   M .   I .   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Ch e n n a IS BN:  9 7 8 - 1 -   4 6 7 3 - 9 9 3 9 -   5 , IE EE   Xp lo re   Dig it a li b ra ry ,   p p .   3 4 7 3 - 3 4 7 7 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   S .   S u m a n ,   e a l. P e rf o rm a n c e   A n a l y sis  o f   V o lt a g e   Co n tro l led   Rin g   Os c il lato rs ,”   in   P ro c e e d in g o f   th e   In ter n a t io n a l   Co n g re ss   o n   I n fo r ma ti o n   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y   ( ICICT ),   A d v a n c e in   I n t e ll ig e n S y ste m.,   Co mp u t in g   ( AIS C),   v o l.   4 3 9 ,   p p .   29 - 38 ,   2 0 1 5   [1 3 ]   R .   C H .   Ch a n g ,   e a l ,   m u lt ip h a se - o u tp u d e lay   lo c k e d   lo o p   w it h   n o v e sta rt - c o n tro ll e d   p h a se /f re q u e n c y   d e tec to r , ”  IEE tra n s a c ti o n s o n   c irc u it s a n d   sy ste ms ,   re g u lar p a p e r s,  v o l /i ss u e :   55 ( 9 ) ,   p p .   2 4 8 3 - 2 4 9 0 ,   2 0 0 8 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS         S h r u ti  S u m a n   is  p u rsu in g   P h .   D.  (ECE f ro m   M o d y   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   L a k sh m a n g a rh ,   Ra jas th a n   sin c e   2 0 1 2 .   S h e   c o m p lete d   h e M .   T e c h .   (V L S De sig n in   2 0 1 2   f ro m   M o d y   In stit u te o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e   L a k sh m a n g a rh ,   S ik a r,   Ra jas th a n ,   In d ia an d   B.   E .   (ECE )   f ro m   Ra jee v   G a n d h T e c h n ica Un iv e rsit y ,   Bh o p a l,   In d ia,  in   2 0 1 0 .   He Re se a rc h   In tere sts  a re   in   A n a lo g ,   Dig it a a n d   M ix e d   S ig n a V L S De sig n .   Cu rre n tl y   sh e   is  As sista n P ro f e ss o in   t h e   d e p a rtm e n o f   ECE ,   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   M o d y   Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   L a k sh m a n g a rh ,   Ra jas th a n .       Dr .   K r ish n a   G o p a l   S h a r m a   wa b o rn   in   Ka n p u r,   I n d ia  in   1 9 7 7 .   He   re c e iv e d   h is  B. E.   d e g re e   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   f ro m   M a d a n   M o h a n   M a lv iy a   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   G o ra k h p u in   th e   y e a 2 0 0 1 .   He   c o m p lete d   h is  M . T e c h   a n d   P h in   L o w   P o w e V L S d e sig n   in   2 0 0 9   a n d   2 0 1 3   re sp e c ti v e l y .   Af ter  g ra d u a ti o n ,   h e   sta rted   w o rk in g   in   R& d e p a rt m e n o f   L M L .   He   se rv e d   v a rio u In stit u t io n s,  n a m e l y ,   M o d y   Un iv e rsity ,   Lak sh m a n g a rh   a n d   M a n ip a l   u n iv e rsity ,   jaip u r.   P re se n t ly   h e   is  w o rk in g   in   Ch a n d ig a rh   C o l leg e   o f   En g in e e rin g   Tec h n o lo g y ,   G o v t.   In stit u te  u n d e UT   A d m in istratio n .   He   h a p u b li s h e d   m o re   th a n   5 0   re se a rc h   p a p e rs  in   re p u ted   jo u rn a ls  a n d   c o n f e re n c e s.  He   is  li fe   m e m b e o f   IS T a n d   m e m b e o f   IEE E.   His  re se a rc h   a re a   is  L o w   P o w e V L S d e sig n .       P.   K .   G h o s h   re c e i v e d   h is  B. S c .   ( Ho n in   P h y sic s),  B.   T e c h .   a n d   M .   T e c h .   d e g re e in   1 9 8 6 ,   1 9 8 9 ,   a n d   1 9 9 1 ,   re sp e c ti v e ly ,   a ll   f ro m   Ca lcu tt a   Un iv e rsity .   He   e a rn e d   P h .   D.   (T e c h . d e g re e   in   Ra d i o   P h y sic a n d   El e c tro n ics   in   1 9 9 7   f ro m   th e   sa m e   Un iv e r sit y .   He   se rv e d   v a rio u in stit u ti o n s,  n a m e l y ,   Na ti o n a I n stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   (Oriss a ),   S t.   X a v ier’s   Co ll e g e   (Ko lk a ta),   M u rsh i d a b a d   Co l l e g e   o En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y   (W e st  B e n g a l),   R.   D.  En g in e e rin g   Co ll e g e   (Uttar  P ra d e sh a n d   Ka ly a n G o v e rn m e n En g in e e rin g   Co ll e g e   (W e st  Be n g a l)  b e f o re   h e   jo in s   M o d y   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y   (Ra jas th a n ).   T o   h is  c re d it ,   h e   h a m o re   th a n   8 0   re se a rc h   p a p e rs  in   Jo u r n a ls  o f   re p u te  a n d   c o n f e re n c e   p ro c e e d in g s .   He   is  a   li f e   m e m b e o f   In d ian   S o c iety   f o Tec h n ica Ed u c a ti o n   ( IS T E),   Ne w   De lh i.   His res e a rc h   in tere sts a re   in   th e   a re a s o f   V L S c ircu it s &   d e v ice s,  w irele ss   c o m m u n ica ti o n s an d   sig n a p r o c e ss i n g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.