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SSN (Simultaneous Switching Noise)

  칩에 전류를 공급하는 것은 패키지의 power 혹은 ground 핀을 통해서 이루어진다. power 혹은 ground 레일과 실제 디바이스와의 연결에는 어떠한 도체가 사용될 것이고 이 부분은 다른 도체의 경우와 마찬가지로 인덕턴스 성분을 가질 수 밖에 없다. 그리고 이 기생 인덕터를 통해서 dynamic current가 흐르면, 전압이 여기에 유도되고 실질적으로 칩에는 정상적인 전압보다 낮은 전압이 걸리게 되는데 이것을 power droop이라고 한다. 칩에서 소모된 전류는 ground 핀을 타고 ground 레일로 흘러 들어가는데 이 경우도 역시 기생 인덕터에 전압이 유도되어 칩에서 느끼는 ground가 실제 ground 레일보다 높은 전압을 가질 수 있다. 이렇게 ground가 붕 뜨게 되는 것을 ground bounce라고 한다.

  그라운드 바운스는 그라운드 핀의 기생 인덕턴스 성분 때문에 발생한다. 이 때 기생 인덕터에 유발 되는 전압의 크기는 물리적인 L값의 영향도 받지만, 흐르는 전류의 양에 영향을 받는다. 전류가 많이 흐르면 흐를수록 더 높은 전압이 유발되고 그라운드 바운스는 더 심해진다. 이렇게 높아진 그라운드는 칩의 오 동작을 유발할 수 있다. 많은 칩이 신호를 주고 받기 위해서 여러 개의 입출력 핀을 가지고 있다. 이 입출력 핀들을 통해서 신호가 나갈 때, 동시에 모든 핀의 신호가 high이거나 low이면 칩의 ground나 power 핀으로 흐르는 전류의 양이 급격히 증가하게 되고 그라운드 바운스를 급격히 심하게 만든다. 이것을 SSN(혹은 SSON)이라고 부른다.

  SSN은 power를 흔들고 대부분에서 기준으로 사용되는 그라운드도 흔들어서, SSN을 유발한 신호뿐만 아니라 다른 신호들까지 왜곡시키는 효과를 가져온다. SSN은 특히 위상이 다른 신호를 왜곡 시킨다.

  요즘 고속 인터페이스의 추세는 시리얼(serial) 인데, 그 이유가 바로 SSN을 줄이기 위함이다. 또 하나의 예로서 신호가 고속화 되면서 패키지의 power와 ground 핀이 예전보다 많아지고 있는 데, 그 이유가 rise time(switching time)이 짧아지고 있기 때문에, SSN을 예방하려면 핀을 늘려 L 값을 줄여주어야 짧아진 rise time을 보상할 수 있기 때문이다.