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문제 정의
- 설계 기술이 요구되고 있다. 따라서 본 투고에서는 USB 3.0, HDMI 그리고 SATA 3.0 등의 고속 10 interface의 기술 동향을 살펴 보았고, 이를 바탕으로 고속 데이터 전송에 따라 발생하는 신호의 왜곡 및 crosstalk, 그리고 ISI 등의 문제 극복을 위한 PCB 설계 예측의 중요성을 언급하였다. 또한 PCB 상에서 발생하는 잡음들을 억압하기 위한디지털회로 설계 방법과 앞으로의 회로 설계 방향 및 기술에 대해 논의하였다.
- 또한 점점 고속화되는 데이터 전송 속도는 신호의 왜곡과 crosstalk 그리고 ISI(Inter-Symbol Interference) 문제를 발생시켜 온전한 디지털 회로의 동작을 위한 회로설계에 어려움이 따르고 있다. 따라서 본 투고에서는 high-speed data transmission에 관한 기술 동향 소개와 더불어, 앞으로의 디지털 회로 설계 기술에 관한 방법들에 대해 논의해 보고자 한다.
- 0 등의 고속 10 interface의 기술 동향을 살펴 보았고, 이를 바탕으로 고속 데이터 전송에 따라 발생하는 신호의 왜곡 및 crosstalk, 그리고 ISI 등의 문제 극복을 위한 PCB 설계 예측의 중요성을 언급하였다. 또한 PCB 상에서 발생하는 잡음들을 억압하기 위한디지털회로 설계 방법과 앞으로의 회로 설계 방향 및 기술에 대해 논의하였다. 본 글을 통하여 고속 디지털/아날로그 회로 설계 기술의 발전과 이를 위해 연구를 하고 있는 많은 엔지니어들에게 조금이라도 도움이 되었기를 바란다.
- 동작 주파수의 증가는 신호 전송을 위한 선로의 길이를 전기적으로 길어 보이게 하여 신호의 무결성(signal integrity) 보장에 큰 걸림돌이 되고, 고주파 harmonic 성분들은 impedance의 변화를 발생시켜 신호의 왜곡이나 손실, reflection 과 crosstalk 및 ISI 등의 문제를 발생시킨다([그림 1]). 이렇듯 고속 데이터 전송에 의해 발생하는 신호의 왜곡 및 손실을 최소화 하기 위한 PCB channel 설계를 위하여 대표적인 고속 10 interface의 종류와 경향성을 살펴보고자 한다.
가설 설정
- 33 GHz의 동작 주파수를 갖는 pseudo random bit sequence를 사용하였다. 이때, 허용되는 전원 리플 레벨은 10 %(±5 %, JK=155 mV)로 가정하였다. 또한, 전원의 무결성 문제뿐 아니라 전원면이 신호선의 return current path의 보장 문제를 분석하기 위하여, 디지털 클럭 신호의 eyediagram을 분석하여 전원면들의 전원 및 신호의 무결성 특성을 비교하였다.
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