규칙으로 배우는 임베디드 시스템 : 회로 설계 및 PCB 설계 규칙 (개정2판)

규칙으로 배우는 임베디드 시스템 : 회로 설계 및 PCB 설계 규칙 (개정2판)

$30.50
Description
전기 / 전자시스템 개발 전문가 길잡이

베테랑 엔지니어의 전기/전자
임베디드 시스템 개발을 위한 확실한 로드맵!

\"이 책을 읽는 가장 좋은 방법은 소설책 읽듯이 반복하여 읽어 기초 이론과
시스템 개발 규칙 간의 연관관계에 대해 이해하는 것입니다.\"

전자 시스템에 대한 기본적인 이론을 배웠지만, 막상 실무에서는 사용하지 못하는 사람이 많다.
이런 현상은 개별적으로 배운 이론들이 시스템 개발에서 어떻게 사용되는지에 관한 전반적인 내용을 모르기 때문이다. 이 상태에서는 개발 경력이 길어지더라도 진행해온 업무 지식이 온전히 자기 실력으로 쌓이지 않는다.

근래에는 아두이노나 라즈베리파이와 같은 공개 플랫폼으로 기능을 충분히 쉽게 구현할 수 있기 때문에, 혹자들은 전자 시스템 개발이 쉽다고 말한다. 하지만, 기능 구현뿐 아니라 높은 성능, 안정성, 노이즈에 강건한 시스템 개발은 결코 쉬운 일이 아니다. 이런 강인한 시스템을 개발하기 위해서는 많은 이론과 그 이론에 근거한 개발 노하우가 필요하다.

이런 이유로, 이 책은 전반적인 기초 이론을 다시 정리하고 그 이론을 사용하는 방법에 관해 이야기한다. 또한 시스템 개발 규칙을 만들기 위한 이론과 방법에 대해서도 다룬다. 이미 수많은 엔지니어의 경험에 의해 만들어진 경험 규칙(Rule Of Thumb)을 살펴보고 어떤 이유로 어떻게 나오게 되었는지 파악해야 한다. 그래야 자기 시스템에 맞춰 규칙을 수정하고 해석하여 자기 것으로 만들 수 있다.
저자

장선웅

저자:장선웅
1999년도충남대학교메카트로닉스학과를졸업했다.이후반도체팹리스업체에서18년동안엔지니어로근무하면서,특허청장표창을받은이력이있다.

목차

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.신호의주파수성분분해
3.1.시간영역과주파수영역
3.2.푸리에급수
3.3.푸리에변환
4.시스템의출력해석
4.1.시간영역의컨볼루션
4.2.주파수영역해석의푸리에변환
4.3.라플라스변환
5.전달함수
5.1.라플라스전달함수
5.2.보드선도
5.3.전기/전자시스템의임피던스
6.시스템의응답특성항목
6.1.시간영역의응답특성항목
6.2.주파수영역의특성항목
6.3.구형파로보는시간과주파수영역의관계
7.라플라스전달함수의표준형식
7.1.1차표준시스템
7.2.2차표준시스템
8.시스템의안정성
8.1.시스템안정성판단

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.RC필터로보는노이즈전류경로
2.노이즈의경로에의한구분
2.1.전도성노이즈
2.2.유도성노이즈
2.3.방사노이즈(전자파)
3.노이즈의방향에따른구분
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.회로의기능과성능
1.2.회로안정성
1.3.회로안전성
1.4.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.부품배치시고려사항
4.신호선배선규칙
4.1.일반적인배선의순서
4.2.패턴의두께및넓이결정
4.3.패턴의간격규칙
4.4.배선의규칙
4.5.비아의사용규칙
4.6.전원및그라운드배선의규칙
4.7.고전류/EMC/발열등취약지역보강

VII.[참고]기능및신뢰성검사

출판사 서평

책속에서

2.3.신호의종류

신호(Signal)란송신자가수신자에게어떤의미있는유용한정보를전달하기위한전달매체이다.어떤몸짓등의행위,소리,빛등정보를전달할수있는어떤것이라도전달매체가될수있다.예를들어,전기/전자시스템에서전달매체는전압,전류,전자기장등이된다.

2.3.1.신호의종류

시스템은결국신호들의처리를통해원하는목적을달성하게되는데,여기서는시스템의특성을해석하기위하여사용되는대표적인신호들의종류와특성에대해서알아보도록한다.
이신호들은시스템에입력신호로주어출력응답을확인함으로써시스템의특성을해석할수있게하는중요신호들이다.각각의신호들의사용에대해서는이후살펴보도록할것이다.

가.주기신호vs비주기신호
신호는일정시간간격으로파형이반복되는주기신호(PeriodicSignal)와반복성이없는비주기신호(AperiodicSignal)로구분할수있다.
일정시간간격즉,일정한주기로똑같은값을가지는주기신호의수학적표현은아래와같다.
p.I-42

2.7.4.비반전증폭회로설계

10KHz신호에대해OPAMP를이용한11배전압증폭을가지는비반전증폭회로를설계해보도록한다.

가.OPAMP선정
OPAMP의선정에있어구동전압은신호의입력전압,OPAMP의출력전압을확인하여OPAMP전압범위내에서동작될수있도록선정한다.
주파수응답대역폭(Bandwidth)은신호의최소2배를가지도록하며,보통은위상지연등을고려하여5배~10배이상의대역폭을선호한다.만약,5배의마진을원한다면,GBP(GainBandwidthProduct)=ACL×Bandwith이므로,ClosedLoop이득11배×10KHz×5=550KHz이상의GPB를가지는OPAMP로선정하면된다.
이밖에앞에서본OPAMP의특성들인입력오프셋전압,입력바이어스전류,슬루레이트,차동및동상최대전압등을확인하여적절한OPAMP를선정하도록한다.
p.II-307

2.4.회로보호소자

앞에서전원회로의ESD,서지노이즈에대한보호방법을살펴보았다.여기서는DC디지털포트의보호에대한방법을알아본다.
시스템의외부와연결되는신호단자또는IO단자들은반드시과전압/과전류에대한보호를해야하며,보호방법에는아래와같은방법들이있다.
IO포트를보호하기위한방법으로는시스템의전원과분리되지않은상태에서노멀모드노이즈에대한대책인비절연(Non-Isolation)회로와시스템의전원과완전분리하여노멀모드/코몬모드에모두대응가능한절연(Isolation)회로가있다.
만약,외부시스템과연결해야하는포트에비절연회로로보호하면서도코몬모드노이즈에대한대응이필요한상황이라면,코몬모드코일과Y커패시터처럼접지로커패시터를연결한회로를사용할수도있다.
p.V-543