Analysis of Signal Transfer Characteristics depending on Bus Structure to Design Data Bus for Various Digital System Application
Youngjun Cho, Choul‐Young Kim · Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers · 2020
디지털 시스템 응용에 따라 로드 할당, 보드 크기, 동작 속도 등의 여러 요인에 의해 다양한 데이터버스 구조가 설계될 수 있다. 데이터버스는 핵심 제어용 소자와 주 메모리, 또는 다양한 I/O 소자들과의 인터페이스를 연결하는 주요 채널역할을 하기 때문에 고 신뢰성 시스템에서 안정적인 동작을 위해서는 해당 버스에서의 신호 전송 특성이 중요하게 다뤄진다. 그리고 데이터버스의 신호 건전성 특성은 PCB상의 레이아웃 구조 설계에 따라 주요하게 달라지므로 응용환경에 따른 적절한 설계가 필요하다. 본 연구에서는 응용 환경에 따라 적합한 데이터버스의 설계를 위한 가이드라인을 제시하기 위해 4가지의 활용 가능한 데이터버스 기본 구조를 설계하여 시뮬레이션 및 하드웨어 측정을 통해 각 버스설계에 따른 신호 건전성 특성들을 분석하였다. 분석을 위해 주파수영역에서의 S 파라미터 및 시간영역에서의 신호파형과 Eye 다이어그램의 해석이 각 버스의 양방향 통신모드에 대해 수행되었고, 설계에 따라 제작된 각 버스구조의 하드웨어에 대해 오실로스코프를 이용한 측정결과가 함께 검토되었다. 최종적으로 설계된 4가지 버스 구조에 대한 기존에 없는 양방향 통신 신호의 세부 분석 결과들을 통해 응용분야에 따라 적합한 데이터버스 구조를 용이하게 설계할 수 있는 가이드라인을 제시하고자 하였다.