고속 직렬 상호연결의 세계
데이터 전송률이 기가비트 수준에 도달하면서 전통적인 병렬 통신은 한계에 부딪혔습니다. 이 애플리케이션은 AMD FPGA를 기반으로 10G 및 100G 이더넷과 같은 고속 인터페이스를 설계하는 데 필요한 핵심 개념과 기술을 대화형으로 탐색합니다. 병렬에서 직렬 통신으로의 전환부터 최신 PAM4 변조 기술까지, 성공적인 고속 설계를 위한 여정을 시작해 보세요.
AMD 고속 트랜시버: 하드웨어 엔진
AMD FPGA의 핵심에는 고속 통신의 물리 계층을 담당하는 MGT(Multi-Gigabit Transceivers)가 내장되어 있습니다. GTH, GTY, GTM과 같은 트랜시버들은 각각 다른 성능과 목표 애플리케이션을 가지고 있으며, 고속 설계의 기반을 이룹니다. 아래 표에서 각 트랜시버를 클릭하여 주요 특징을 확인해 보세요.
| 유형 | 최대 속도 (NRZ) | 최대 속도 (PAM4) |
|---|
트랜시버를 선택하세요
표에서 트랜시버 행을 클릭하면 여기에 상세 정보가 표시됩니다.
100G를 향한 도약: NRZ 대 PAM4
데이터 전송률이 25Gbps를 넘어서면서 기존의 NRZ 방식은 물리적 한계에 도달했습니다. 이를 극복하기 위해 등장한 PAM4는 동일한 시간 동안 2배의 데이터를 전송하지만, 신호 품질에는 새로운 과제를 제시합니다. 아래 버튼을 클릭하여 두 변조 방식의 차이점을 시각적으로 비교하고, 기술적 장단점을 알아보세요.
설계 및 디버깅 워크플로우
성공적인 고속 인터페이스 설계는 체계적인 흐름을 따릅니다. 설계 전 전력 분석부터 RTL 개발, 시뮬레이션, 그리고 하드웨어 디버깅에 이르기까지 각 단계는 링크의 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다. 각 단계를 클릭하여 주요 작업과 사용되는 도구를 확인하세요.
물리 계층 설계: PCB 모범 사례
아무리 뛰어난 FPGA IP를 사용하더라도, 부실한 PCB 설계는 링크의 신뢰성을 보장할 수 없습니다. 신호 무결성(SI)과 전력 무결성(PI)은 상호 의존적이며, 고속 PCB 설계에서는 이 두 가지를 모두 고려해야 합니다. 다음은 성공적인 설계를 위한 핵심 지침입니다.
전력 공급 네트워크 (PDN)
저 임피던스의 강력한 PDN 설계가 필수적입니다. 전원 핀에 최대한 가깝게 디커플링 커패시터를 배치하여 전력 노이즈를 필터링하고 안정적인 전력을 공급해야 합니다.
트레이스 레이아웃
모든 고속 신호는 임피던스 제어를 준수해야 합니다. 특히 차동 쌍은 스큐를 최소화하고 가깝게 결합하여 공통 모드 노이즈 제거 효과를 극대화해야 합니다.
비아(Via) 및 터미네이션
비아는 임피던스 불연속성을 유발하므로 최소화해야 합니다. 신호 반사를 막기 위해 드라이버나 리시버에 최대한 가깝게 터미네이션 저항을 배치하는 것이 중요합니다.