개요: 통합 다중 출력 클록 발생기는 일반적인 '로컬' 클록 솔루션에 비해 많은 장점을 제공한다. 이 글에서는 시스템 비용 절감, 우수한 신호 무결성 및 간섭 제거 등 MAX9489 및 MAX9471과 같은 중앙 집중 방식 클록 발생기가 갖는 장점을 살펴본다. 또한 중앙 클록 소스의 기본적인 설계 과제를 극복하는 방법을 보여주는 보드 설계도 제시된다. MAX9489/MAX9471은 다중 출력 클록 발생기이다. MAX9489는 SOHO 라우터 및 네트워킹 장비 애플리케이션용으로 설계되었으며, MAX9471은 컨수머 제품용으로 설계되었다. 일반적인 '로컬' 클록 솔루션에 비해 중앙 집중 방식 클록 발생기는 다중 포트와 모듈을 사용하는 애플리케이션에 많은 장점을 제공한다. 다중 출력 클록 발생기를 이용하는 설계에는 몇 가지 실제적 고려사항이 있다. 여기에 제시되는 지침은 중앙 집중 방식 클록 소스를 적절히 설계할 경우 어떻게 신호의 품질 저하를 최소화하고, 잡음 간섭을 방지하고, 시스템 비용을 절감시키는지 입증할 것이다. 블록 다이어그램은 이와 같은 애플리케이션을 보여준다. 중앙 집중 방식 클록 발생기의 애플리케이션 장점 오늘날 네트워크 라우터/스위치 시스템은 더욱 더 많은 인터페이스 포트와 모듈을 지원해야 한다. 각각의 포트나 모듈은 언제나 기준 클록을 필요로 하며, 이러한 클록은 주로 해당 포트나 모듈과 관련된 로컬 크리스털 또는 크리스털 발진기에서 발생된다. 따라서 포트와 모듈의 수가 증가함에 따라, 기준 클록 발생 비용도 상승한다. 그와 같은 로컬 클록 솔루션은 시스템에서 테스팅, 인터페이스 전력 관리 및 포트나 모듈의 업그레이딩 또는 다운그레이딩을 위한 기준 클록의 재구성을 어렵게 한다. 이러한 설계 과제는 셋톱 박스 및 디지털 TV 애플리케이션에도 적용된다. 중앙 집중 방식 클록 발생기의 사용은 새로운 방법은 아니다. 이미 모든 PC 마더보드에서 채택하고 있다. 예를 들어, 셋톱 박스 설계의 경우 11개의 각기 다른 인터페이스 및 모듈이 모두 다른 클록을 필요로 한다. 그러나 MAX9489는 국부적으로 기준 클록을 제공하는 대신 라우터와 셋톱 박스에 필요한 모든 클록을 생성할 수 있다. 따라서 MAX9489 및 MAX9471과 같은 통합 다중 출력 클록 발생기를 사용하여 시스템 비용을 감소시키고 설계의 시스템 제어 능력을 증가시킬 수 있다. MAX9489에는 15개의 LVCMOS 프로그래밍 가능 클록 출력이 있으며, 각 클록 출력은 이더넷, PCI, 메모리, MCU에 대해 각기 다른 10개 주파수에서 선택할 수 있다. MAX9489의 경우, 각 클록 출력은I²C를 통해 개별적으로 제어할 수 있다. 또한 MAX9489의 클록 출력 주파수는 5% 또는 10%씩 상향 및 하향 이동할 수 있기 때문에 시스템에서 오버 드라이빙 또는 언더 드라이빙 테스트를 쉽게 수행할 수 있다. 그림 1과 그림 2는 각각 라우터의 MAX9489 및 셋톱 박스의 MAX9471 블록 다이어그램을 보여준다. 그림 1. SOHO 라우터의 시스템 블록 다이어그램 그림 2. 셋톱 박스의 시스템 블록 다이어그램 보드 설계 지침 통합 클록 발생기를 사용할 경우, 신호 무결성을 저하시키지 않고 회로 기판 전체에 걸쳐 클록을 공급해야 하는 과제가 있다. 일반적으로 클록 트레이스 길이는 3인치 ~ 9인치 범위이다. 이와 같은 트레이스 길이에서 마더보드 설계 관행을 따른다면 LVCMOS 신호는 150MHz에 달하는 높은 주파수에서 동작할 수 있다. 그러나 보드 설계에는 특별한 주의가 필요하다. 여기에는 두 가지 실제적인 문제가 존재한다. 하나는 긴 PCB 트레이스로 인한 상승/하강 시간의 품질 저하를 최소화하는 것이며, 또 하나는 동일한 보드에 존재하는 다른 소스와 결합된 잡음 간섭을 방지하는 것이다. 신호의 품질 저하 최소화 상승/하강 시간의 품질 저하를 감소시키기 위해 종종 50Ω를 사용하고, 25Ω to 33Ω 저항기 Rs를 CLK 출력 핀과 트레이스 사이에 삽입한다. 드라이버의 풀 업 및 풀 다운 트랜지스터의 임피던스가 약 20Ω이므로, Rs를 삽입하면 LVCMOS 드라이버의 총 출력 임피던스가 50Ω 트레이스와 일치하게 된다. 구동 회로의 회로도는 그림 3과 같다. 그림 3. LVCMOS 출력 구동 회로 K 및 L의 길이는 아래 표 1에 제공된다. 표 1. LVCMOS 클록 트레이스 길이   K L Trace Length at 33MHz 0.1 to 1.0 inches 2 to 13 inches Trace Length at 100MHz 0.1 to 1.0 inches 2 to 9 inches 저항기 Rs는 K인치 트레이스로 LVCMOS 출력 핀에 연결해야 한다. K와 Rs의 최적 값은 실험이나 시뮬레이션을 통해 결정할 수 있다. 이들 값은 드라이버 출력 임피던스, 트레이스 임피던스 및 길이, 기생 소자, 터미네이션 임피던스가 종합적으로 구성된다. 터미네이션에 대한 출력 핀이 2인치 미만이면, Rs는 필요하지 않다. 클록 주파수가 100MHz보다 높을 경우, 클록 트레이스 길이는 더 감소시켜야 한다. 일치된 트레이스에서 보다 우수한 신호 무결성을 보여줄 수 있도록 MAX9489 출력 중 하나에서 100MHz 클록을 선택한 다음, 이 클록을 5인치 50Ω 트레이스를 통해 배치한다. 그림 4는 트레이스의 다양한 위치에서 수집된 신호 파형을 보여준다. 그림 4. 트레이스 없는 LVCMOS 출력 핀에서 나타나는 파형 그림 5. Rs = 0Ω을 사용하는 경우 5인치 트레이스의 터미네이션에서 나타나는 파형 그림 6. Rs = 33Ω 및 K = 5인치를 사용하는 경우 5인치 트레이스의 터미네이션에서 나타나는 파형 그림 4 ~ 그림 6에서 보듯이 적절한 위치에 Rs를 추가할 경우 신호 무결성이 획기적으로 향상된다. 잡음 간섭 방지 두 번째 실제적인 문제인 잡음 간섭 방지를 해결하기 위해 클록과 다른 신호 사이에 상호 간섭을 감소시키는 방법을 사용할 수 있다. 그림 7과 같이 클록 트레이스를 접지 트레이스와 접지 트레이스 사이에 삽입할 수 있다. 그림 7. 접지 트레이스와 분리시킨 클록 트레이스 레이아웃 EV 킷 및 I²C 프로그래밍 MAX9489 EV 킷은 요청할 경우 구입할 수 있다. 사용할 수 있는 I²C 버스가 없는 경우에는 보드 ID (부품번호) MAXSMBus와 함께 I²C 프로그래밍 인터페이스 보드를 Maxim에 요청한다. 참고 MAX9489 데이터 시트 MAX9471 데이터 시트 Intel technical specification, "CK00 Clock Synthesizer/Driver Design Guidelines" Eric Bogatin, "Signal Integrity - Simplified", Prentice Hall, New York, 2004. MAXSMBus 데이터 시트 의견을 보내주세요! 위 내용이 도움이 되셨나요? 여러분의 의견을 기다립니다 — Maxim은 보내주신 정정이나 제안사항을 반영하고 있습니다. 이 페이지를 평가하고 의견을 보내주십시오. 자동 업데이트 관심있는 분야의 애플리케이션 노트가 나올 때 자동으로 업데이트 받고 싶으세요? 그렇다면 EE-Mail™을 신청하십시오. 추가 정보   APP 3437: Apr 05, 2005 MAX9485 프로그래밍 가능한 오디오 클록 발생기 전체 데이터 시트 (PDF, 260kB) 무료 샘플 MAX9486 35.328MHz에서 여러 개의 출력을 갖는 8kHz 기준 클록 합성기 전체 데이터 시트 (PDF, 552kB) 무료 샘플 MAX9489 다중 출력 네트워크 클록 발생기 전체 데이터 시트 (PDF, 192kB) 무료 샘플 MAX9491 공장에서 프로그래밍 가능한 단일 PLL 클록 발생기 전체 데이터 시트 (PDF, 304kB) MAX9492 확산 스펙트럼이 내장된 다중 출력 클록 발생기 전체 데이터 시트 (PDF, 332kB)   다운로드, PDF 형식 (80kB)  AN3437, AN 3437, APP3437, Appnote3437, Appnote 3437