반사파 스위칭

Reflected-wave switching

반사파[1] 스위칭은 PCI 등의 백플레인 컴퓨터 버스에 사용되는 신호 기술입니다.

백플레인 컴퓨터 버스는 그라운드 플레인이라고 불리는 적어도 1층의 구리 고체층과 신호의 와이어로 사용되는 적어도 1층의 구리 트랙을 가진 다층 프린트 회로 기판의 일종입니다.각 신호는 트랙과 그 바로 아래에 있는 좁은 지상 평면으로 형성된 전송 라인을 따라 이동합니다.이 구조는 무선 공학에서는 마이크로스트립 회선으로 알려져 있습니다.

각 신호는 송신기에서1개 이상의 수신기로 이동합니다.대부분의 컴퓨터 버스는 고정된 진폭의 펄스 시퀀스인 이진 디지털 신호를 사용합니다.올바른 데이터를 수신하려면 수신기가 각 펄스를 한 번만 감지해야 합니다.이를 위해 설계자는 마이크로스트립의 고주파 특성을 고려해야 합니다.

송신기에 의해 마이크로스트립에 펄스가 발사될 때 그 진폭은 송신기와 마이크로스트립의 임피던스 비율에 따라 달라집니다.송신기의 임피던스는 단순히 출력 저항입니다.마이크로스트립의 임피던스는 그 치수와 백플레인 구조에 사용되는 재료에 따라 달라지는 특징적인 임피던스입니다.펄스의 선행 에지(입사파)가 수신기를 통과할 때 검출하기에 충분한 진폭이 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다.이 경우 시스템은 사고파 스위칭을 사용한다고 합니다.이는 VME 버스 등 PCI보다 이전 버전의 대부분의 컴퓨터 버스에서 사용되는 시스템입니다.

펄스가 마이크로스트립의 끝에 도달하면 펄스의 동작은 이 지점의 회로 상태에 따라 달라집니다.마이크로스트립이 올바르게 종단되면(일반적으로 저항기 조합으로), 펄스가 흡수되고 에너지가 열로 변환됩니다.이것은 사고파 스위칭버스의 경우입니다.한편 마이크로스트립의 끝부분에 터미네이션이 없고 펄스가 개방회로에 조우하면 펄스는 그 소스로 반사된다.이 반사파가 마이크로스트립을 따라 역진할 때 그 진폭은 원래 펄스의 진폭에 가산됩니다.반사파가 수신기를 두 번째로 통과하기 때문에 이번에는 반대 방향에서 검출할 수 있을 정도의 진폭을 갖게 된다.이것은 반사파 스위칭버스에서 발생하는 현상입니다.

입사파 스위칭버스에서는 버스의 끝으로부터의 반사는 바람직하지 않으므로 종단을 추가하여 방지해야 합니다.입사파 트레이스의 종단에는 DC 밸런스형 AC결합 종단부터 단일 저항계 종단기까지 복잡도가 다양하지만 모든 입사파 종단에는 전력과 공간이 모두 소비됩니다(Johnson and Graham, 1993).단, 입사파 스위칭버스는 같은 주파수로 동작하는 반사파 스위칭버스보다 훨씬 길 수 있습니다.

제한된 버스 길이가 허용 가능한 경우 반사파 스위칭버스는 전력 소비량이 적고 특정 주파수로 동작하는 컴포넌트가 적어집니다.버스는 펄스가 백플레인 길이의 2배(입사파에 대해 1회, 반사파에 대해 1회)로 이동할 수 있도록 충분히 짧아야 하며 단일 버스 사이클로 판독할 수 있을 정도로 안정되어야 합니다.이동 시간은 버스의 왕복 길이를 신호의 전파 속도(진공 시 빛의 속도인 c의 약 1/2 ~ 2/3)로 나누어 계산할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Anderson, Don; Shanley, Tom; MindShare, Inc (1999). PCI System Architecture. Addison-Wesley Professional. p. 23. ISBN 978-0-201-30974-4. Retrieved 7 October 2017.
  • 존슨, 하워드, 그레이엄, 마틴(1993)고속 디지털 설계.프렌티스 홀.ISBN 0-13-395724-1.