앞서 말했듯,전원 품질(Good PDN)을 확보하려면 IR Drop 최소화, Decoupling Capacitor의 배치, Stackup이 핵심이다. 이에 대해 자세히 살펴보자.1. IR Drop 최소화회로 전체의 DC 저항이 커지면 해당 부분에서 불필요한 에너지의 소모(발열)이 발생하고, 이로 인해 IR Drop이 발생하게 된다. 이를 줄이기 위해서 흔히 사용되는 설계 기법은 다음과 같다.전원선 폭과 두께를 최대화 넓고 두꺼운 전원 트레이스는 현대 다층 PCB 설계에서는 선호도가 떨어진다. 전용 파워 플레인을 깔 수 없는 1~2층 보드에서, 전원 안정성이 크게 중요하지 않을 때 사용된다. 넓고 두꺼운 파워/그라운드 플레인 사용 다층 PCB에서 독립 파워/그라운드 레이어 확보하여 전용 파워·그라운드 플..

앞서 말한 바와 같이, DRAM 동작 전압은 낮아지고, 스위칭 속도는 빨라지면서 PDN에 요구되는 전원 안정성 기준이 더욱 엄격해졌다. 그렇다면 이런 안정성의 기준은 어떤 걸 기준으로 정해지는 걸까?고속 환경에서는 단순한 직류 저항 뿐만 아니라, 주파수 의존적인 저항 성분인 Impedance(Z)를 핵심 설계 지표로 삼는다. 이를 흔히, Target Impedance라고 하며 설계자가 PDN이 충족해야 할 최대 임피던스 상한을 의미한다.PDN 임피던스 Z는 주파수에 따라 서로 다른 소자들이 우세하게 작용한다.주파수 구간우세 소자특성DC ~ kHzR (저항 성분)IR DropkHz ~ MHzC (커패시터)Decoupling & BypassMHz ~L (인덕터)L 성분에 의한 임피던스 상승 & 공진 따라서 ..

petalinux-config를 통해 부팅에 필요한 핵심 설정(U-Boot, Kernel, Boot Image Packaging 등)을 점검하고 수정해보았다. 이제 우리는 부팅 이외의 주요 설정 항목들을 살펴보고자 한다. Petalinux는 단순한 부트 이미지 빌더가 아니라, Linux 기반 임베디드 시스템을 위한 통합 빌드 및 설정 툴이다. 따라서 추가적인 configuration이 중요한데... Petalinux Design Flow를 살펴보면, 사용하는 문서의 출처와 버전에 따라 configuration 단계나 강조하는 flow가 상당히 다르게 표기되는 것을 알 수 있다. 2020.1 Petalinux에 대한 Xilinx 공식 문서에서는 petalinux-config, petalinux-config..

Petalinux Design Flow 중 1/3이 끝났다. 이젠 본격적으로 Petalinux 프로젝트의 하드웨어-소프트웨어 플랫폼을 최적화하고, 내가 만든 Vivado 하드웨어 디자인에 맞게 Embedded Linux를 커스터마이징하는 단계인 configuration에 대해 알아보자. PetaLinux에서 petalinux-config 명령을 실행하면, 프로젝트의 핵심 설정을 관리할 수 있는 메뉴로 진입하게 된다. Zynq SoC 플랫폼의 부팅, 하드웨어, 소프트웨어 구성 전반을 제어하는 중요한 항목들을 설정할 수 있다. 아래는 각 메뉴 항목의 의미와 주요 설정 가능 내용을 정리한 것이다. Linux Components Selection 리눅스 커널과 관련된 컴포넌트들을 선택하는 메뉴이다. 사용자는 ..

이전 단계에서 우리는 PetaLinux로 생성한 이미지를 SD 카드에 구워서 부팅을 성공했다. 하지만 기존에 사용했던 이미지는 임시 파일 시스템(initramfs)을 사용하여 시스템이 재부팅되면 모든 변경사항이 사라지는 문제가 있다.root@Zybo-Z7-10:~# touch aroot@Zybo-Z7-10:~# lsareboot.........root@Zybo-Z7-10:~# lsroot@Zybo-Z7-10:~# # 재부팅 시, touch로 생성했던 "a" 파일이 사라지는 것을 확인할 수 있다.이번 단계에서는 영구적인 데이터 저장이 가능한 rootfs(Root File System)를 구축하고, SD 카드를 부트 파티션과 루트 파티션으로 나누어 완전한 리눅스 시스템을 만들어자.1. 파일 시스템 개념 이해..

Power Integrity(PI)는 결국 “부하가 요구하는 순간 최대 전류를 손실 없이 공급해서 PDN을 일정하게 유지하는가”에 달려 있다. 터빈이 일정한 속도로 회전해야하는 상황을 가정하여 생각해보자.PI(Power Integrity) 관점 : 터빈이 일정한 속도를 유지하려면, – 급수는 끊기지 말아야 하고 – 유량이 순간적으로 늘어나더라도 그걸 감당할 여유가 있어야 한다 → 전자 회로에서는 이것이 디커플링 캐패시터, 낮은 전원 임피던스, 충분한 공급 전류 능력을 뜻한다.SI(Signal Integrity) 관점 : 그 유량과 수두가 안정적으로 유지될 때, – 압력이 일정하고 → 터빈 날개가 부드럽고 일정하게 회전 – 고속 회전 중에도 진동 없이 일정한 동력을 유지 → 전자 회로에서는 이것이 바로 반..

많은 엔지니어들은 PCB의 Power(VDD, VDDQ, VCC) 를 단순히 IC의 전원을 공급해 주는 역할 정도로 생각한다. Power Plane은 최대한 넓게 깔아야 하고, Decoupling Capacitor는 여기저기 붙여 두면 전류 공급이 문제 없다는 정도만 알고 있을 뿐, 왜 그래야 하는지, 어떻게 전류 공급 특성이 좋아지는지에 대해서는 깊이 고민하지 않는다. 필자도 그랬다. 이번 기회에 틈틈이 공부한 내용을 공유해 보고자 한다. Power Integrity, PI란 무엇일까?말 그대로 Power Integrity, 즉 전원 무결성이다. “필요한 순간, 필요한 만큼의 전류를 흔들림 없이 공급해서 전압 레일이 정해진 레벨에서 유지되는가”를 평가하는 척도다.초창기 디지털 회로는 높은 Voltage..

SI는 결국 “Rx가 올바른 타이밍에 올바른 Voltage를 보고 있는가”에 달려 있다. 디지털 로직은 전류량(I)이 아니라 전압(V) Threshold(VIH/VIL)에 따라 ‘1’과 ‘0’을 판단하게 된다.앞서 잠깐 본 반사(reflection), 오버슈트/언더슈트, 링잉(ringing), 지터(jitter) 같은 SI 문제들은 모두 전압 파형의 왜곡으로 판단 내리는 것을 볼 수 있다.터빈이 일정한 속도로 회전해야하는 상황을 가정하여 생각해보자.PI(Power Integrity) 관점 : 터빈이 일정한 속도를 유지하려면, – 급수는 끊기지 말아야 하고 – 유량이 순간적으로 늘어나더라도 그걸 감당할 여유가 있어야 한다 → 전자 회로에서는 이것이 디커플링 캐패시터, 낮은 전원 임피던스, 충분한 공급 전류..