안산드레아스

Differential Pair에 대해..

(위키 참고)

https://ko.vvikipedla.com/wiki/Differential_signaling

<< 신호의 직렬화 고속화 >>

<< 높은 신뢰도의 신호 전달 >>

<< 노이즈 영향이 적어 저전압으로 사용에 용이 >>

<< Common Mode Noise에 강함 (전자파 저항성 상승) >>

<< Differntial Pair Naming Convention >>

<< Differntial Pair Signal Delay>>

<< 신호의 직렬화 고속화 >>

최근의 대부분 신호는 보통 직렬의 연결방식(serial signal communication)을 많이 사용한다. 이 방식이 병렬방식보다 많은 이점이 있기 때문이다. 병렬의 한 포트는 하나의 신호만 보내게 되는데, 반면 직렬의 신호는 1과 0의 디지털 신호로 빠르게 여러정보를 전달 할 수 있다.  따라서 Connector의 크기를 획기적으로 작게 만들 수 있다. 

이제는 위에 Serial 커넥터보다 더 작고 빠르게 포트가 진화했다. 대표적으로 USB를 예를 들수있다.

USB는 오직 D+와 D-로 신호를 전달한다.

실제 PCB보드에서는 이 USB의 전송선로는 아래와 같이 Differential Pair의 Pattern을 볼 수 있을 것이다.

또한 여러 고속 신호선(HDMI, CAN 등등)에도 사용되고 있다.

<< 높은 신뢰도의 신호 전달 >>

Differential Pair의 강점으로는 외부 노이즈에 강하다.

아래 그림을 참고해면,

예를 들어 Sender가 디지털 신호 010010 을 보내면, Reciver에도 010010 이 도착해야 한다.

Sender측에서는 Inverter를 통해 하나는 반대되는 신호를 보낸다. 즉, 서로 상반되는 디지털 파형을 Diff Pair를 통해 전달

그러나 만약 외부에서 전기적 노이즈가 발생하여 파형이 위에 노란색으로 표시된 것처럼 변화되었다고 보자,

그러면 신호기준선을 넘어 파형은 아마도 010110 또는 011110 과 같이 원래 신호가 아닌 다른 신호가 되어 전달이 될 수 있다.

그래서 마지막에 있는 비교기를 통해 서로 같은 파형은 제거하고, 파형이 상반된 부분만 남겨두고 통과를 하게된다.

하지만 약간의 흔적이 남아있지만(Reciver 쪽 파형) 신호기준선보다 아래로 낮아지므로, 디지털 신호에서는 이를 0으로 인식하여 원래 보내고자 했던 010010이 정상적으로 보내짐을 알 수 있다.

Reciver(RX)에서는 두 포트 D+, D-가 연결되어있다.

비교기(Reciver)는 1개의 전송선로 (D-)의 위상을 180도 바꾸어서 그 다른 한 파형(D+)과 더해준다.

그러면 노이즈는 상쇄되어 사라지게 되고, 보내고자 하는 신호는 더 강하게 나타난다. 그러면 원래 보내고자 하는 신호만 남게된다.

아래는 예시로 비교기에서 어떻게 파형에서 노이즈를 제거하는지 보기 좋게 그렸다.

또한, 어떠한 노이즈에도 잘 견디기 때문에, 저전압으로 사용하기에 용이하다.

<< Common Mode Noise에 강함 (전자파 저항성 상승) >>

  아래 그림에서 D+와 D-의 전류는 서로 반대방향으로 움직인다. 전류가 흐를 때 발생하는 자기장이 오른손법칙에 의해 서로 반대방향으로 작용하여 상쇄가 된다. 상쇄되는 자기장으로 인해 더이상 전자파가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 외부에서 오는 전자파의 영향도 줄어든다.

즉, EMI/EMC의 성능도 향상된다.

<< Differntial Pair Naming Convention >>

보통 회로 설계상(Schematic)에서 Differential Pair임을 표시할 때, 아래와 같이 두 wire가 함께 지나가며 Net이름 뒷부분에 _N(-)과 _P(+) 를 함께 붙인다. Net의 이름으로만으로 Differential Pair임을 짐작할 수 있다.

<< Differntial Pair Signal Delay>>

아래의 경우 서로의 길이가 다르다.

Differential Pair에 보내지는 신호는 서로 Phase(위상)가 맞아야 한다. 그러나 Phase가 맞지 않을 경우에는 D+와 D-의 길이(Length)를 조절해서 맞춰야 한다. 아래 그림을 참고해보자.

신호가 Matched되어 도착해야 하는데, 서로 Phase가 달라 Slower-dege mismatch(약간 벗어남), Faster-edge mismatch(많이 벗어남) 이 발생할 수 있다.

이경우 아래와 같이 길이를 튜닝하면서 Phase가 Match되도록 만들어 주어야 한다.

아래는 OrCAD / Allegro PCB의 Differential Pair의 길이를 조절하는 부분이다.

https://ansan-survivor.tistory.com/531

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** Differential Pair 설계시 Tip**

  - Differential Pair는 가능한 최단거리의 Trace 길이로 설계한다.

  - Differential Pair를 최단거리로 바꾸기 위해 가능하다면 부품배치(Placement) 자체를 바꾸는 것도 좋다.

  - Differential Pair는 가능한 Coupling을 유지한다. (양쪽이 거울에 비치는것 처럼 동일 간격유지)

  - Differential Pair는 가능한 Via를 배치하지 않는다.

  - Differential Pair에 Via가 필요하다면, Via근처에 GND via를 배치한다. (이때 GND via의 간격도 동일해야 한다)

  - 3W법칙을 지키며 설계한다.  ( Trace Width(W) 의 3W 간격을 유지해야 원치않는 cross-talk방지 )

                                         ( Copper Plane도 마찬가지로 3W간격을 유지 )

   - Differential Pair는 가능한 동일한 Layer에 배치한다. (특성임피던스 매칭 때문)

   - Differential Pair 양단의 길이가 맞지 않을 경우 Tuning을 해야 한다. (Coupling이 최대한 깨지지 않도록)

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아래는 OrCAD / Allegro PCB의 Differential Pair의 규칙을 설정하는 부분이다.

https://ansan-survivor.tistory.com/40

라이센스가 Licnese Manager를 통해 쉽게 되면 좋겠지만, 안되는 경우가 있다. 다른 Tool의 라이센스와 충돌해서 그러는 경우가 간혹있다. 그 경우에 라이센스를 수동으로 등록해서 사용할 수 있다.

반드시 <동글키에 FLEX ID고유번호>와 <라이센스CD안에 FLEX ID번호>가 일치해야 한다.

** 설치전에 **

라이센스 동글키를 반드시 꽂아 넣고 동글키가 제대로 인식이 되는지 확인한다. (빨간색 LED 켜짐)

불이 들어오지 않는다면, 인식하는 드라이버가 제대로 설치가 안되어 있다는 것으로,

장치관리자 - 범용직렬버스 컨트롤러에서 다음 아래 3가지 Key가 있는지 확인해야 한다.

인터넷이 연결되어 있으면 자동으로 설치되지만, 만약 설치가 안되면 수동으로 설치해야 한다.

본인의 OS에 맞게 드라이버 수동 설치

https://sentinelcustomer.gemalto.com/sentineldownloads/

1. 먼저, C:\Cadence\LicenseManager 폴더 내, LMTOOLS.exe 를 실행시켜준다.

2. Config Services 텝으로 이동한다.

3.  Service Name : (Start/Stop 에 사용자가 보기 쉽게 이름을 설정)

       -> Cadence License Manager 라고 입력. 그러면 아래와같은 경고메세지가 나오는데 전부 OK눌러주면,

           debug log file 경로가 알아서 생성된다.

4. lmgrd.exe 파일 path등록

   Browse클릭 - (경로 아래 그림참고) lmgrd.exe 파일 등록

5-1.  이제 라이센스가 들어있는 <License~~~EXID=9-xxx.txt> 파일을 여기에 넣어주면 된다.

    본인 컴퓨터 경우는 바탕화면에 옮겨놨지만, 해당 파일이 있는 위치로 Path를 바꿔서 그곳에서 등록시켜주면 된다.

    .txt가 보이지 않는 경우 아래 (2)번 클릭하여 모두보이기로 변경

   Save Service를 누르고, 아래 팝업이 뜨면 Yes를 누른다.

5-2. License~~.txt 파일을 열어보면, 아래와 같이 라이센스에 대한 여러 암호들이 빼곡히 있을 것이다.

                                                                                    (NotePad++ 텍스트 편집기 사용하면 편함)

     이중에서 약 114번줄에 가보면 SERVER <   > FLEXID=9-xxx 가 있는데,

    <  >에 본인 컴퓨터 이름을 넣어야 한다. (노란색 하이라이트 부분)

  그리고나서 파일명 확장자를 .dat 로 바꾼다. 예) License~~.dat

  .dat 파일명을 License file에 넣어주어야 한다.

6. 그러면, Service/License File 텝에 다음과 같이 내가 설정한 Name으로 등록되어 있을 것이다.

7. Start/Stop/Reread 텝에가서 라이센스 서버를 구동시킨다.

   아래 Server Start Successful 하면 성공적으로 구동이 된것이다.

  Server Status가서 서버 상태를 확인한다. Perform Status Enquiry를 눌러 Error가 없으면 성공.

Cadence 설계 툴을 구매하고 구매 옵션을 선택했을 것이다. 예를들면, Orcad Caputre만 구매했을 수 있고, Orcad PCB만 구매했을 수도 있고, 또는 둘 다 구매하거나 다른 옵션도 함께 구매했을 수 있다.

그리고나서 라이센스를 구동시키기 위해 본인 컴퓨터에 라이센스를 등록해야 하는데,

본인컴퓨터만 라이센스를 사용하는 Standalone 방식이 있고,

본인 컴퓨터를 Server로 라이센스 구동하여 Client들에게 Copy를 나눠서 쓰게 하는 방식이 있다. (보통 학교)

Cadence Orcad 또는 Cadence Allegro 제품을 설치하고,

"Cadence License Manager"라는 프로그램을 설치하고 실행한다. (라이센스를 등록시켜주는 소프트웨어)

이를 설치하고 라이센스를 구동시켜야 프로그램이 정상적으로 구동한다. (서버컴퓨터 or Standalone일때만)

그러나 Client 방식으로 프로그램 구동시키는 사람들은 필요 없다.

** 설치전에 **

라이센스 동글키를 반드시 꽂아 넣고 동글키가 제대로 인식이 되는지 확인한다. (빨간색 LED 켜짐)

불이 들어오지 않는다면, 인식하는 드라이버가 제대로 설치가 안되어 있다는 것으로,

장치관리자 - 범용직렬버스 컨트롤러에서 다음 아래 3가지 Key가 있는지 확인해야 한다.

인터넷이 연결되어 있으면 자동으로 설치되지만, 만약 설치가 안되면 수동으로 설치해야 한다.

본인의 OS에 맞게 드라이버 수동 설치

https://sentinelcustomer.gemalto.com/sentineldownloads/

라이센스 매니저를 다운로드하면, 아래와 같이 설치 exe파일이 생성된다.

그러면 setup.exe 파일을 눌러서 설치를 진행한다.

License Manager가 설치되는 디렉터리를 한번 체크한다. (변경을 원하면 change눌러서 변경)

설치가 완료되면, 자동으로 

1. "Cadnece License Server Configuration" 프로그램이 실행된다.

    만약 실행이 안되거나 실수로 Cancel을 눌렀다면, 시작버튼에 가서 찾으면 된다.

2. 이제 Browse를 눌러 라이센스가 있는 디렉터리에 들어가서 다음과 같이 <License_~~EXID=9-xxx.txt> 를 등록한다.

  본인 같은 경우는 바탕화면에 라이센스 파일을 두었지만, 아마 정품 CD를 구매해서 설치하면 라이센스정보가 있는 CD에 다음과 같은 파일이 있을 것이다. 추천하는 디렉터리 위치는 C:\Cadence\LicenseManager 이 부분에 라이센스 파일을 옮겨서 등록하면 괜찮을 것 같다.

라이센스 (.txt)파일을 넣어준다.

3. 다음으로 넘어가면,

    1 - 포트번호 / 2 - 컴퓨터이름 / 3 - 라이센스 번호이름

    아래와 같이 자동으로 등록이 되는데, 동글키의 라이센스 번호(9-xxxx)가 Host ID와 일치해야 한다.

    (Cadence 기본(default) 포트는 5280이다.)

    설정하고 진행하면 Pop-up창이 뜨는에 에러가 아니니까 OK누르고 진행하시길...

4. 그러면 아래와 같이 설명이 나오고 Finish를 눌러 끝내면 된다.

5. 라이센스 매니저를 설치했으니 이제 구동을 시켜야 한다.

  설치한 위치의 디렉터리로 가서 lmtools.exe 파일을 실행한다.

  **라이센스의 구동과 설정은 모두 lmtools에서 관리 한다.

6. LMTOOLS를 실행하면 다음과같이 뜨는데, Cadence License Manager 가 저 아래 Box에 있어야 제대로 작동한다.

   이때 만약, AutoCAD, Catia 등 다른 라이센스를 사용중이면, 저 아래 같이 뜰 것이다. 대부분 라이센스 Tool관리는

   LMTOOLS 소프트웨어를 사용한다.

7. Start/Stop/Reread  텝으로 들어가서, Cadence License Manager가 하이라이트 된 상태에서

    첫번째 Force Server Shutdown (강제로 라이센스 서버 중단)

    두번째 Stop Server (서버 멈추기)

    세번쨰 Start Server (서버 재가동)

   위 과정이 서버 재부팅 과정이다. 만약 갑자기 라이센스가 안돌아간다면 위 과정을 수행하면 왠만하면 다 해결된다.

8. 그리고나서 프로그램을 실행해보면 대부분 라이센스 작동이 잘될 것이다. 만약 안된다면,

   1) 컴퓨터 이름이 영문이름인지 확인

   2) 환경변수에 들어가서 아래와 같이 변경

  3) 백신을 끄고 설치, 방화벽 해제 (아래 참고)

https://ansan-survivor.tistory.com/46

  4) 설치를 관리자 권한으로 설치

9. 위 방식이 안된다면 수동으로 설치를 권고한다.

https://ansan-survivor.tistory.com/20

10. 라이센스 파일이 등록이 안된다면? 아래 참고

https://ansan-survivor.tistory.com/51

 4개의 Layer(층)에서 배선시 Via를 좀더 편하게 변경하는 법.

아래와 같이 Layer를 4층으로 설정했다.

배선작업을 하면서 Layer가 많고 복잡할경우 Via를 변경하는데 편하게 하는 법을 써보겠다.

만약 회로가 복잡해 아래와 같이 층을 변경해서 가야한다고 가정하자.

F3 키를 누르면 Routing 작업의 단축키인데, 아니면 Routing 버튼을 눌러도 된다.

그럼 아래와같은 Option창이 활성화 되는데 알아보기 편하게 다음과 같이 색을 변경했다.

(색변경은, 왼쪽 사각박스를 클릭하면 된다.)

1. Rounting을 하고자하는 Pad선택 그리고 드레그

2. 더블클릭 (Via만들기). 

3. 오른쪽 마우스 클릭 - Change Active Layer - 3층 (Layer변경)

4. 이와같은 방식으로 연결한다. 1층 - 3층 - 4층 - 2층 - 1층

(5. Option) 3D로 확인을 원하면 아래와 같이 해본다.

https://ansan-survivor.tistory.com/98

매우 복잡한 via구조를 만들때는 위 링크를 참고한다.

들거가기전에,

이 모드는 Orcad PCB Professional 에서만 가능하다.

Orcad PCB Lite나 Standard라이센스에서는 불가능하다.

아래 그림으로 설명.

어떤 IC칩과 그에 딸린 저항, 인덕터, 캐패시터, 라우팅 등 세트가 다음과 같이 일정하게 배치되어야 한다고 하자,

그러면 배치를 일일이 만드는 것은 엄청난 노가다가 될 것이다.

이를 쉽게 배치해주는 기능이 있다. 이름은 Relicate기능.

내가 묶은 데이터를 .mdd 확장명으로 데이터를 저장해서 재탕할 수 있게 해준다.

조건은 저 칩과 배선이 동일하게 여러군데 배치된다고 하자.

1. 부품 배치환경으로 변경한다.

   <마우스 우클릭 -  Application Mode - Placement Edit>

2. Replicate(세트로 복사) 하고자 하는 부품 위에 마우스를 올리고 <오른쪽마우스 - place replicate create>

3. 'Place replicate create' 모드가 활성화 되면, 원하는 부분을 드레그 한다.

4. Place replicate create가 활성화된 상태면, 다음 아래와 같이 내가 드레그한 영역이 Highlight가 된다.  복사를 하기 위한 기준점을 설정해준다. (1번 ~ 4번 마우스클릭순서)

<부품위에 마우스 우클릭> - <snap pick to> - Pin - 4번

5. 세팅한 데이터를 .mdd 파일명으로 저장한다. (동일 작업시 이 데이터를 불러와서 재사용할 수 있다.)

본인같은 경우 my_replicateSet.mdd 파일로 저장한다.

그러면 사각형 테두리가 생기는데 이는 한세트로 묶였다는 표시다.

6.  이제 내가만든 데이터를 사용한다.

<영역 드레그> - 'Place replicate apply' - MY_REPLICATESET ( 내가만든 .mdd)파일

7. 클릭한데로 세트화 되어 배치된다. (1 ~ 3 번 클릭순서)

8. <Tip> 두가지 Replicate 동시에 쓰기.

예를 들어 같은 Chip세트를 가지고 2개의 Replicate(.mdd 파일 2개)로 만들었다고 하자 (같은칩 다른 패턴)

본인의 경우 "MY_REPLICATESET.mdd"과"WJREPLICATE.mdd" 2개를 만들었다.

한개를 배치하고 그 다음 다른것으로 배치하면 다음과 같은 경고 메세지가 나온다.

Continue를 누르면 기존의 것을 삭제하고 새것으로 다시 배치.

Exclude를 누르면 기존의 것은 냅두고 새로운 것으로 이어서 배치.

그러면 1번과 2,3 번이 다르게 배치된다.

<17.4 최신버전에서는 수정시 모두 일괄 변경시켜주는 update기능이 추가 되었다.>

https://ansan-survivor.tistory.com/977

프로젝트를 완성하고, 복사하여 다른이름으로 저장할 때.

다른사람에게 프로젝트를 전달하고자 할 때.

17.2버전 이하

1. 오른쪽 마우스클릭 - Save Project AS...

2. 바뀐 프로젝트명과 디렉터리를 저장

3. 

프로젝트명이 바뀐체로 생성

---------------------------------------------------------------------------------------------

17.4 버전

1. .DSN파일 마우스 우클릭 - Save Project As

2. settings에 몽땅 체크

3. 그러면 작업한 파일이 통체로 폴더에 저장된다. 이를 압축하던지 해서 다른 사람에게 전달

매우 간단하다.

1. Project Management Page, 파일 작업 Tree가 있는 첫페이지로 이동.

2. File - Archive Project

3. 프로젝트를 저장할 폴더 위치와 저장할 옵션 선택

그러면 내가 지정한 위치에 아래와 같이 프로젝트들이 그데로 생성되는 것을 알 수 있다.

또는, 압축파일로 묶어서 보내는 방법도 있다.

하단 옵션 "Create single archive file" 체크를 하면, 압축파일로 모두 묶어서 백업하므로, 좀 더 파일관리가 쉬울 것이다.

Orcad Capture에서 설계를 마치고 Netlist로 넘어갈 때, 가끔 이런 메세지를 볼 수 있다.

이 경고메세지는 설계에 영향을 끼치지 않고, 무시하고 진행해도 상관없다.

그러나 완벽주의 성향에 가까운 사람은 거슬릴 수 있다.

결론부터 말하자면, 이 Warning은 글자수 제한때문에 발생한 것이다.

#20을 보면, 원래 이름은 "FT232R/SSOP_0_SSOP28_FT232_IC_FT232R/SSOP" 이지만, 바뀐 이름은  "FT232R/SSOP_0_SSOP28_FT232_IC_F" 이다. 즉, 31자의 글자수가 제한되어 이 경고 메세지가 발생한 것이다.

이를 해결하기 위한 방법으로는, 아래와 같이 하면 된다.

Limit를 41자까지 변경시켰다. 그리고 다시 Netlist를 뽑아본다.

결과를 확인해보면, 너무 이름이 긴 1개 Warning 빼고 나머지 오류는 다 사라졌다.

저 경고 메세지 Renamed된 글자를 자세히 보면 딱 41자이다.

이와같이 WARNING(ORCAP-36006) 은 이름 길이 때문에 발생하는 경고로 무시해도 상관없다. 그러나 본인이 경고없는 완벽주의 스타일이라면 이렇게 해결하면 된다.

글자수에 관한 OrCAD/ PCB 오류는 아래 블로거님 참고

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=kingreddrake&logNo=220680676245&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F