규칙으로 배우는 임베디드 시스템 : 회로 설계 및 PCB 설계 규칙 (개정증보판)

장선웅

1999년도충남대학교메카트로닉스학과를졸업했다.이후반도체팹리스업체에서18년동안엔지니어로근무하면서,특허청장표창을받은이력이있다.

I.시스템(SYSTEM)이론
1.전기/전자기초
1.1.전압과전류
1.2.저항,커패시턴스,인덕턴스
1.3.키르히호프법칙
2.시스템과신호의종류
2.1.선형시스템
2.2.전기특성의선형성
2.3.신호의종류
3.신호의주파수분해
3.1.시간영역과주파수영역
3.2.퓨리에급수
3.3.퓨리에변환
4.시스템의출력해석
4.1.시간영역의컨볼루션
4.2.주파수영역해석의퓨리에변환
4.3.시간/주파수영역의라플라스변환
5.전달함수
5.1.라플라스전달함수
5.2.보데선도
5.3.전기/전자시스템의임피던스
6.시스템의응답특성항목
6.1.시간영역의응답특성항목
6.2.주파수영역의특성항목
6.3구형파로보는시간영역과주파수영역의관계
7.전달함수의표준형식
7.1.1차시스템
7.2.2차표준시스템
8.시스템의안정성
8.1.시스템의안정성이론
8.2.전기/전자시스템에서의안정성

II.전기/전자기초이론
1.전기/전자소자기초특성
1.1.전기/전자소자의구분
1.2.전기/전자소자기초특성의이해
2.전기/전자기초소자
2.1.저항소자
2.2.커패시터(콘덴서)
2.3.인덕터
2.4.다이오드
2.5.트랜지스터
2.6.MOSFET
2.7.OPAMP
2.8.CMOS와TTL
2.9.MCU

III.노이즈(Noise)기초이론
1.노이즈종류
1.1.노이즈의형태
1.2.RC필터의노이즈전류의경로
2.노이즈의경로에의한구분
2.1.전도성노이즈
2.2.유도성노이즈
2.3.방사노이즈(전자파)
3.노이즈의방향에따른분류
3.1.노멀모드노이즈
3.2.코몬모드노이즈
4.접지(Grounding)
4.1.그라운드에대해
4.2.접지의목적및종류
4.3.접지의방법적구분
5.링잉노이즈의해석
5.1.RLC모델링을통한링잉해석
5.2.전송선로이론을통한링잉해석
5.3.전송선로판단기준
5.4.임피던스매칭방법
6.부하의종류와노이즈
6.1.저항성부하
6.2.인덕턴스부하
6.3.커패시턴스부하
7.전기/전자기기EMC인증규격
7.1.EMC의의미와인증시험
7.2.EMS(전자파내성)
7.3.EMI(전자파간섭)
8.전기안전인증규격
8.1.규격판단기준용어
8.2.공간거리및연면거리
8.3.전기안전시험항목

IV.회로및PCB설계절차

V.회로설계규칙
1.회로설계규칙세우기
1.1.회로기능
1.2.회로성능
1.3.회로안정성
1.4.회로안전성
1.5.기타
2.상용전원회로와보호소자
2.1.과전류보호회로
2.2.과전압보호회로
2.3.AC-DC전원변환
2.4.회로보호소자

VI.PCB설계규칙
1.PCB기초
1.1.PCB기본구조
1.2.PCB제조공정
1.3.PCB설계순서
2.PCB레이어결정규칙
2.1.PCB레이어구조
2.2.PCB레이어사용규칙
3.부품의배치(레이아웃)규칙
3.1.부품배치의분할계획
3.2.부품의배치순서
3.3.링잉및EMI대응이격거리
3.4.배선의용이성
3.5.전기적안전및발열안전
3.6.SMT를고려한배치및부품방향
4.신호선배선규칙
4.1.일반적인배선의순서
4.2.패턴의두께와넓이
4.3.패턴의간격규칙
4.4.배선의규칙
4.5.비아의사용규칙
4.6.전원및그라운드배선의규칙
4.7.고전류/EMC노이즈/발열등취약지역보강

VII.[참고]기능검사및신뢰성검사

책속에서

전기/전자시스템개발에있어전기/전자소자,회로이론등직접적인관계가있는이론들도중요하지만,이번장에서보는시간영역과주파수영역의상관관계,전달함수의의미와모델링,시스템의해석방법등도시스템개발의근간이되는이론이다.이시스템이론은전기/전자시스템뿐아니라,제어공학,DSP(DigitalSignalProcessing,디지털신호처리)영역등수많은공학영역의기본이론이므로꼭이해를해야하는학문으로,어찌보면이책에서가장중요한이론이라할수있다.
---p.1

노이즈원으로부터시스템에노이즈가유입될수있는경로는아래와같이도선으로직접연결되어전달되는전도(Conduction),용량/자기결합(Coupling)에의한유도노이즈,공기중의전자파에의한방사(Radiation)가있다.이들노이즈의유입경로는앞으로시스템개발을하면서수도없이듣게될정도로중요한것들이며,유입경로를알아야노이즈를차단할수있는대책이세워질수있다.이번장에서노이즈의경로,종류와노이즈에대한대책을살펴보도록한다.
---p.307

패턴의에지,특히전류가모이는그라운드의전하가가장많이몰리는가장자리(에지)에서는일부전자기장이공간으로방출되어EMI의방사가일어나기쉽다.이것을완화하기위한방법으로보드의외곽에StitchingVia를이용하는방법이있으며,StitchingVia는그라운드비아를일정한간격으로외곽에배치한것으로바늘땀을꿴것같이생겼다하여붙여진이름이다.스티칭비아를가장자리에배치함으로써페러데이새장(Faraday’sCage또는FaradayShield)의효과를낼수있는데,페러데이새장이론에의하면신호파장의1/8~1/10보다작은그물망또는도체로막혀있다면,EMI방사를방지할뿐아니라외부의전기장이내부로흘러들어올수없다.하지만,너무촘촘하게배치할경우내부시스템에서의전류의반사가일어난다는연구결과도있으므로적절한간격으로배치하는것도중요하다.앞서전원Plane과그라운드Plane의EMI감쇠규칙인20H룰과함께사용된다면,EMI에긍정적인효과를낼수있는방법이다.
---p.567