| 한쪽을 좋게 하면 | 다른 쪽이 |
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| 선폭을 넓혀 손실을 줄이면 | 배선(routing) 밀도가 떨어지고 결합이 늘어난다 |
| 층을 늘려 리턴 경로(return path)를 확보하면 | 비용과 두께가 늘어난다 |
| 에지를 느리게 해 EMI 를 줄이면 | 타이밍 여유가 줄어든다 |
| 디커플링 커패시터(decoupling capacitor)를 늘리면 | 자리와 비용이 늘고 반공진이 생길 수 있다 |
| 전력 증폭기의 선형성을 높이면 | 효율이 떨어지고 열이 늘어난다 |
| 안테나(antenna)를 작게 하면 | 대역이나 효율이 떨어진다 |
최적화는 한 축의 최대가 아니라 제약 아래의 균형이다. 무엇을 고정하고 무엇을 바꿀지 먼저 정한다.
| 경로 | 내용 |
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| 전원 잡음 → 지터(jitter) | 구동 소자의 전원이 흔들리면 에지 시각이 흔들린다 |
| 동시 스위칭 → 그라운드 바운스 | 기준 전위가 흔들려 문턱 판정이 어긋난다 |
| 리턴 전류 → PDN | 신호의 리턴이 전원면·접지면을 지나며 전압을 만든다 |
| 분할면 통과 → 결합 | 신호 리턴이 우회하며 다른 회로와 공통 임피던스(impedance)를 만든다 |
신호 무결성 문제로 보이는 것의 상당수가 전원 문제다. 파형이 흔들릴 때 배선만 보면 원인을 놓친다.
| 함께 보아야 하는 검토 | 내용 |
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| 전원을 포함한 채널 해석 | 버퍼 모델이 전원 잡음을 받도록 구성한다 |
| 동시 스위칭 조건 | 최악의 비트 패턴에서 확인한다 |
| 리턴 경로와 PDN 을 같은 모델에 | 따로 풀면 결합이 사라진다 |
| 문제 | 원인 | 대책 |
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| 클럭 고조파가 수신 대역에 떨어진다 | 클럭 주파수 선택 | 주파수를 옮긴다 · 확산 스펙트럼 |
| 스위칭 전원 스퍼 | 스위칭 주파수와 그 고조파 | 주파수 선택 · 필터 · 차폐 |
| 디지털 잡음이 전원으로 넘어온다 | 전원 공유 | 전원 분리 · 필터 |
| 접지 공유로 결합한다 | 공통 임피던스 | 리턴 경로 설계 |
| 배선 결합 | 근접 | 거리 · 층 분리 · 가드 |
| 경로 | 내용 |
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| 온도 → 소자 특성 | 이득 · 문턱 · 발진 주파수가 이동한다 |
| 온도 → 재료 | εr 과 tanδ 가 변해 임피던스와 손실이 이동한다 |
| 전력 → 온도 | 소비된 몫이 열이 된다 |
| 온도 → 신뢰성 | 응력이 누적된다 |
고주파에서는 온도가 주파수를 옮긴다. 정합(matching)과 필터가 온도에 따라 이동하므로, 상온에서만
맞춘 설계는 동작 온도 범위에서 규격을 벗어날 수 있다.
| 방법 | 내용 | 성질 |
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| 최악 조합 | 모든 공차가 같은 방향으로 몰린 경우 | 보수적이다 · 과설계가 되기 쉽다 |
| 감도 해석 | 각 변수를 조금씩 바꿔 기울기를 본다 | 어느 변수가 지배적인지 알려 준다 |
| 통계적 해석 | 분포를 가정해 표본을 반복한다 | 실제 수율에 가깝다 · 분포 가정이 필요하다 |
감도 해석을 먼저 한다. 지배 변수를 알면 공차를 어디에 써야 하는지 정해진다. 감도가 작은 변수에
비싼 공차를 요구하지 않는다.
감도 산출은 회로 해석으로도 가능하다 —
해석 종류와 표본 회로 §5 에 표본 회로와 실행 결과가 있다.
| 방법 | 내용 | 언제 |
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| 파라미터 스윕 | 변수 하나씩 훑는다 | 변수가 적고 상호작용이 약할 때 |
| 직교 배열 | 조합을 체계적으로 고른다 | 변수가 많을 때 |
| 최적화 알고리즘 | 목적 함수를 정하고 탐색한다 | 목표가 하나로 정의될 때 |
| 대리 모델 | 해석 결과로 근사 모델을 만들고 그 위에서 탐색한다 | 해석이 느릴 때 |
| 유의 | 내용 |
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| 목적 함수 정의가 결과를 정한다 | 무엇을 최적이라 부를지 먼저 합의한다 |
| 제약을 명시한다 | 제작 가능성·비용·자리 |
| 국소 최적에 갇힌다 | 시작점을 여러 개 둔다 |
| 과적합 | 해석 조건에만 맞는 답이 나온다 — 공차를 함께 본다 |
최적화가 찾은 답이 공차에 민감하면 쓸 수 없다. 성능이 조금 낮아도 평탄한 답을 고르는 편이
양산에 유리하다.
| 순서 | 물음 |
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| 1 | 무엇이 제약이고 무엇이 변수인가 |
| 2 | 어느 변수가 결과를 지배하는가 |
| 3 | 축끼리 어떻게 묶여 있는가 |
| 4 | 공차 아래에서도 성립하는가 |
| 5 | 온도와 시간에 따라 유지되는가 |