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SI(신호 무결성)은 디지털 디자인과 아날로그 회로 이론의 중간을 공부하는 분야이다. 그것은 링잉, 크로스톡, 그라운드 바운스, 전원 노이즈에 대한 것이다. 그것은 실제로 동작하는 디지털 하드웨어를 얼마나 빨리 만드는 가에 대한 것이 전부이다. 그것은 고속 디자인 문제에 대한 실질적이고 현실적인 솔루션에 대한 것이다.
SI는 알면 좋은 정도의 주제가 아니다. 그것은 모든 고속 디지털 제품의 바른 동작에 핵심 중 하나이다. 기본적인 SI 이슈에 대한 정확한 고려가 없으면 고속 제품은 벤치에서 동작에 실피할 것이고, 더 바쁜 것은 필드에서 신뢰를 잃게될 수 있다.
SI는 결정할 수 있고 예측가능한 연구 분야이다. SI 전문가는 대부분의 SI 문제가 쉽게 관찰된다는 사실을 자주 이용한다. 종종 좋은 시뮬레이셔션이나 좋은 연구실 데모가 특정 솔루션의 효능에 대해서 어떤 질문을 하지 않게 한다. 이것이 우리 SI 전문가가 우리 EMC 대응에 대한 자연적 모험을 즐기는 영역의 하나이다.
SI가 항상 문제는 아니다. 디지털 컴퓨팅의 항금기(1970-1990)에, 게이트는 전체적으로 매우 느리게 스위치 되었고 디지털 신호는 실제로 1과 0처럼 보였다. 신호 전파의 아날로그 모델링은 필요하지 않았다. 불행하게도, 그런 시절은 오래 전에 갔다. 오늘날의 속도는 고속 디자인의 간단하고 수동적인 요소 - 와이어, PCB, 커넥터, 칩 패키지 - 라 할지라도 전반적인 신호 지연의 상당 부분을 만들 수 있다. 더 나쁜 것은, 이런 요소가 글리치, 리셋, 로직 에러, 그리고 다른 문제를 유발할 수 있다. 동작 속도롤 더 올릴수록, 당신이 직면하는 이슈는 다음과 같다:

•    새로운 디자인에서 PCB 트래이스의 많은 부분이 터미네이터를 필요로 할 것이다. 터미네이터는 전송선에서 링잉과 오버슛을 제어하는 것을 도와 준다. 속도가 증가함에 따라, 더 많은 PCB 트래이스가 전송선 행동적인 면을 취하기 시작할 것이고 따라서 터미네이터가 필요할 것이다. 불행히도, 터미네이터는 모든 PCB의 소중한 공간을 차지하고 상당 량의 파워를 소모한다. 당신은 터미네이터가 필요한 곳에만 정확하게 배치하면서 터미네이터의 사용을 최적화 하고 싶을 것이다.
•    PCB 트래이스의 개별적인 정확한 지연이 더 중요해질 것이다. 이미, CAD 제조사들은 트래이스 길이를 매칭하고 적은 클락 스큐를 보증하는 데 유용한 기능을 포함하기 시작했다. 매우 고속에서, 이런 기능은 시스템 동작에 결정적이다. 당신은 많은 형태로 전파 지연에 대한 연구를 마스터하기 원할 것이다.
•    크로스톡은 많은 시스템을 괴롭힐 것이다. 시스템에서 클럭 레이트가 2 배가 될 때마다, 크로스톡의 강도는 2 배가 된다. 이런 효과는 어떤 시스템을 그들의 한계로 내 몬다. 증상의 일부는 데이터 의존 로직 에러, 갑작스런 시스템 충돌, nowhere로의 스프트웨어 브랜치, 불가능한 상태 전이, 설명할수 없는 인터럽트 등을 포함한다. (비용적인 이유 때문에) 당신은 레이아웃을 줄이고 싶어할 것이다. 그러나 결정적 신호에 대한 크로스톡의 완화가 없을 수 있다.
•    그라운드 바운스와 파워 공급 노이즈가 끓어 넘칠 것이다. 다량의 병렬 버스 구조에서 믿을수 없는 레이트로 스위칭하는 고 전력 드라이버들은 파워 시스템이 녹아내리는 확실한 공식이다. 물론, 더 많은 파워와 그라운드 핀 그리고 더 많은 바이패스 커패시트를 추가하는 것은 도움이 될 것이지만, 한계는 어디인가? 이런 일은 자유롭지 않는가? 당은은 최소 비용으로 글리치 없는 동작을 보증하기 원한다.

SI는 빠르게 성장하는 분야이다. 그것을 배우고 연습하는데 정도는 없다. 제일 중요한 것은 당신의 SI, EMC, 그리고 제조 비용 목표의 적절한 균형에 큰 관심을 유지하는 것이다. 약간의 공식 교육을 받고, 꾸준히 새로운 툴에 관심을 유지하고, 경쟁자가 하는 것이 무엇인지 알기 위해서 다른 사람들의 제품 많이 분해해 보아라. 보상은 쉽게 이해된다: 더 좋은 시스템 레벨 성능, 더 신뢰성 있는 제품, 그리고 전반적 비용 감소. 더 질문할 사람?

원문: https://www.sigcon.com/consulting/integrity.htm