본 논문에서는 무선 센서 네트워크 응용을 위한 저복잡도, 저전력 초광대역 임펄스 통신용 베이스밴드의 구조를 제안하고 TSMC 0.18um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하였다. 제안된 베이스밴드는 간략화된 패킷구조와, single-bit 샘플러의 사용 및 순수한 디지털 회로를 이용한 동기방식을 적용하여 시스템의 복잡도를 크게 낮추었다. 또한 저전력 구현을 위하여 베이스밴드의 동작상태를 세 가지로 정의하고 각 상태에 따라 필요한 블록만이 작동되도록 하였으며, 아울러 로직 합성단계에서 gated clock cell을 사용하여 소비전력을 더욱 낮추었다. 제안된 베이스밴드는 2Kbyte의 내부메모리와 약 23K의 디지털 게이트로 구성되며 약 1.8mW@1Mbps의 저전력으로 동작한다. 제작된 베이스밴드 칩의 검증을 위하여 간단한 MAC 프로토콜이 구현된 저전력 프로세서를 이용하여 센서 노드를 구성하고, 다중 센서 노드환경에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.
In this paper, we introduce an low complexity and low power IR-UWB (impulse radio ultra wideband) baseband transceiver for wireless sensor network. The proposed baseband, implemented by TSMC 0.18um CMOS technology, has a simple structure in which a simplified packet structure and a digital synchronizer with 1-bit sampler to detect incoming pulses are used. Besides, clock gating method using gated clock cell as well as customized clock domain division can reduce the total power consumption drastically. As a result, the proposed baseband has about 23K digital gates with an internal memory of 2Kbytes and achieves about 1.8mW@1Mbps power consumption.
