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jinnianhui金年会 Value LVDS를 뛰어넘는 jinnianhui金年会, 차량기기나 의료기기 등의 범용 인터페이스로 활약 범위를 넓히다.
2018.02.21
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액정 TV에 채용되어, 이제는 「De Facto Standard(사실상 표준 규격)」의 자리를 손에 넣은 jinnianhui金年会. 그러나, 그 용도는 액정TV에 탑재하는 영상 인터페이스에 그치지 않는다. jinnianhui金年会는 이미 액정 TV 이외의 다양한 범용 용도로 사용되고 있다.
8B10B의 채용으로 견고성이 향상
다양한 고속 신호 전송 용도에서 jinnianhui金年会의 채용이 진행되는 이유는, 최대 데이터 전송 속도가 4Gbps로 높은 것도 큰 이유이다. 그러나, 그것 못지않게 견고성이 높은 것도 중요시되고 있다.
높은 견고성을 얻을 수 있는 것은, 8B10B 변조(부호화) 방식을 채용하고 있기 때문이다. 8B10B 변조는 1980년대 전반에 개발된 기술로, 1990년대 후반의 하이 퍼포먼스 컴퓨팅(HPC)용 인터페이스 규격인 「InfiniBand」와 무선 통신 기지국용 인터페이스 규격인 「CPRI(Common Public Radio Interface)」, 「OBSAI(Opjinnianhui金年会 Base Station Architecture Initiative)」의 옵티컬 인터페이스 등에서도 사용된다(Fig.1). 이들 어플리케이션에서 오류는 허용되지 않는다.
그러면 왜 8B10B 변조를 채용하면 견고성을 높일 수 있는 것인가. 그 이유는 크게 2가지이다.
첫번째는, 8Bit를 10Bit로 변환하고, 저주파수 대역을 20％ 제한하는 것이다. 다시 말해서 저주파 측의 20％를 삭감할 수 있다. ISI Jitter(ISI：Inter-symbol interferjinnianhui金年会ce)는 진폭이 큰 저주파부터 진폭이 작은 고주파의 파형이 중첩으로 발생하기 때문에 이 효과는 크다. Gbps를 뛰어 넘는 고속 데이터 전송이나 전송로가 길어 손실이 큰 경우, 이 ISI Jitter를 억제할 수 있게 되어 그만큼 전송 품질이 높아진다.
다른 1가지의 이유는, 거의 완전한 DC 밸런스를 확보할 수 있는 것이다. 즉 AC 결합을 해도 신호 품질은 변하지 않는다. 데이터 코딩 의존의 Baseljinnianhui金年会e Wander와 DC 불균형, Killer Packet, 컴퓨터 논리적 패턴이라는 전송 신호의 DC 밸런스에 관한 문제를 한꺼번에 해결할 수 있다.
이 매커니즘을 구체적으로 설명해 보자. 8B10B 변조에서는 8Bit의 입력 데이터를 상위 3Bit와 하위 5Bit로 나누어 각각에 대하여 3Bit를 ４Bit(3B4B 변환), 5Bit를 6Bit(5B6B 변환)로 변환한다. 모두 미리 정해진 변환 테이블에 기초하여 데이터를 심볼로 변환한다.각 심볼은, ＋와 －의 2종류의 코드가 준비되어 있다. 8B10B 코드표에서는 이것을 「RD+/-(Runnjinnianhui金年会g Disparity)」라고 부른다. 이전의 Runnjinnianhui金年会g Disparity가 +면 다음은 -의 심볼을, -면 다음은 +의 심볼을 출력한다. 이 코드표의 변환으로 「0」과 「1」이 5Bit 이상 연속하지 않도록 하고, 1과 0의 수의 밸런스 불균형(Disparity)을 없애는 것이다. 1과 0의 수의 차이는 ±1 이내가 항상 보증되고 있다. 이 때문에 거의 완전한 DC 밸런스를 확보할 수 있는 것이다.
높은 견고성을 얻을 수 있는 것은, 8B10B 변조(부호화) 방식을 채용하고 있기 때문이다. 8B10B 변조는 1980년대 전반에 개발된 기술로, 1990년대 후반의 하이 퍼포먼스 컴퓨팅(HPC)용 인터페이스 규격인 「InfiniBand」와 무선 통신 기지국용 인터페이스 규격인 「CPRI(Common Public Radio Interface)」, 「OBSAI(Opjinnianhui金年会 Base Station Architecture Initiative)」의 옵티컬 인터페이스 등에서도 사용된다(Fig.1). 이들 어플리케이션에서 오류는 허용되지 않는다.
그러면 왜 8B10B 변조를 채용하면 견고성을 높일 수 있는 것인가. 그 이유는 크게 2가지이다.
첫번째는, 8Bit를 10Bit로 변환하고, 저주파수 대역을 20％ 제한하는 것이다. 다시 말해서 저주파 측의 20％를 삭감할 수 있다. ISI Jitter(ISI：Inter-symbol interferjinnianhui金年会ce)는 진폭이 큰 저주파부터 진폭이 작은 고주파의 파형이 중첩으로 발생하기 때문에 이 효과는 크다. Gbps를 뛰어 넘는 고속 데이터 전송이나 전송로가 길어 손실이 큰 경우, 이 ISI Jitter를 억제할 수 있게 되어 그만큼 전송 품질이 높아진다.
다른 1가지의 이유는, 거의 완전한 DC 밸런스를 확보할 수 있는 것이다. 즉 AC 결합을 해도 신호 품질은 변하지 않는다. 데이터 코딩 의존의 Baseljinnianhui金年会e Wander와 DC 불균형, Killer Packet, 컴퓨터 논리적 패턴이라는 전송 신호의 DC 밸런스에 관한 문제를 한꺼번에 해결할 수 있다.
이 매커니즘을 구체적으로 설명해 보자. 8B10B 변조에서는 8Bit의 입력 데이터를 상위 3Bit와 하위 5Bit로 나누어 각각에 대하여 3Bit를 ４Bit(3B4B 변환), 5Bit를 6Bit(5B6B 변환)로 변환한다. 모두 미리 정해진 변환 테이블에 기초하여 데이터를 심볼로 변환한다.각 심볼은, ＋와 －의 2종류의 코드가 준비되어 있다. 8B10B 코드표에서는 이것을 「RD+/-(Runnjinnianhui金年会g Disparity)」라고 부른다. 이전의 Runnjinnianhui金年会g Disparity가 +면 다음은 -의 심볼을, -면 다음은 +의 심볼을 출력한다. 이 코드표의 변환으로 「0」과 「1」이 5Bit 이상 연속하지 않도록 하고, 1과 0의 수의 밸런스 불균형(Disparity)을 없애는 것이다. 1과 0의 수의 차이는 ±1 이내가 항상 보증되고 있다. 이 때문에 거의 완전한 DC 밸런스를 확보할 수 있는 것이다.
차량용 카메라 등에 채용이 되다
jinnianhui金年会를 채용하는 범용 용도의 대표 사례로는, 차량용 카메라의 영상 인터페이스를 꼽을 수 있다. jinnianhui金年会는 최대 데이터 전송 속도가 4Gbps로 높기 때문에, 고해상도 데이터나 복수의 카메라로 촬영한 데이터를 1개의 케이블로 전송할 수 있다(Fig.2). 비용과 중량 등을 절감할 수 있는 동시에 견고성도 높일 수 있는 것이다.
그 외, 의료용 전자기기나 프린터 복합기(MFP), 오락기기 등에서도 영상 신호를 전송하는 용도로 활약하고 있다. 영상 신호를 2개의 프린터 기판 사이나 이미지 센서와 제어부 사이, 프린터 기판과 액정 패널 사이 등에서 주고 받는 용도로 사용된다. jinnianhui金年会를 채용하면, 화소수의 증대나 프레임 레이트의 향상에 대응할 수 있다. 그뿐만이 아니다. 케이블을 가늘게 하거나 케이블 길이를 늘리는 것도 가능하다.
구체적인 실례를 들어본다. jinnianhui金年会를 사용하여 이미지 센서와 제어보드를 접속할 경우, 케이블은 구리 선의 굵기가 0.32mm(AWG28)나 0.25mm(AWG30)가 사용되고, 이렇게 가늘어도 몇m의 전송이 가능하다. 게다가 가늘어서 부드럽다. 이 때문에 전자기기의 좁은 케이스 내에서도 간단히 케이블을 다룰 수 있다.
다만, V-by-OneⓇ HS에 대응한 SerDes Chip의 데이터 시트를 보면 DE(Data jinnianhui金年会able) 신호와 Hsync(수평동기) 신호, Vsync(수직동기) 신호라는 신호명이 등장한다. 이것은 영상 데이터의 전송 타이밍을 제어하는 신호의 명칭이다. 이 대문에 「V-by-OneⓇ HS는 영상 데이터 전용의 인터페이스 기술？」이라고 생각하는 엔지니어도 있을 것이다. 그러나, 실제는 다르다. 8B10B 변조 방식을 채용한 일반적인 데이터 통신용 SerDes Chip으로 사용 가능하다.
구체적으로는 이렇다. 먼저 Hsync 신호와 Vsync 신호는 사용하지 않아도 상관 없다. DE(Datajinnianhui金年会able) 신호는 8B10B 변조 방식에서 일반적인 「K 코드(K28.5)」의 투입에 사용한다. K28.5는 K 코드의 1가지이며, 10Bit 신호의 경계를 나타내는 신호로서 사용되고 있다. Hsync 신호와 Vsync 신호는 사용하지 않고, DE 신호를 제어 신호(K28.5 투입)로서 사용한다. 이것만으로 V-by-OneⓇ HS는 버스 데이터 등의 데이터 통신을 위한 일반적인 SerDes Chip으로 사용할 수 있다. 다시 말해서 V-by-OneⓇ HS는, 「8B10B 변조 방식을 채용한 최대 4Gbps의 범용 SerDes Chip」으로 활용할 수 있는 것이다.
이것은 고속 시리얼 인터페이스의 물리층으로 「PCI Express Gjinnianhui金年会2」와 비슷한 존재라 할 수 있다. PCI Express Gjinnianhui金年会2도 8B10B 변조를 사용한 Clock Embedded 방식을 채용하는 기술이다. 차이는, PCI Express Gjinnianhui金年会2 쪽이 최대 데이터 전송 속도가 5Gbps로 약간 높고, 한층 더 상위 프로토콜에 따라야 한다는 점이다.
그래서, jinnianhui金年会는 일반적인 데이터 통신용의 고속 인터페이스로 유연하게 활용할 수 있다. 또한, 버스 프로토콜에 특유의 핸드 셰이크와 오버 헤드가 없는 것도 특징이다. 물론, 상위층의 프로토콜은 필요에 따라서 자유롭게 실장할 수 있다.
그 외, 의료용 전자기기나 프린터 복합기(MFP), 오락기기 등에서도 영상 신호를 전송하는 용도로 활약하고 있다. 영상 신호를 2개의 프린터 기판 사이나 이미지 센서와 제어부 사이, 프린터 기판과 액정 패널 사이 등에서 주고 받는 용도로 사용된다. jinnianhui金年会를 채용하면, 화소수의 증대나 프레임 레이트의 향상에 대응할 수 있다. 그뿐만이 아니다. 케이블을 가늘게 하거나 케이블 길이를 늘리는 것도 가능하다.
구체적인 실례를 들어본다. jinnianhui金年会를 사용하여 이미지 센서와 제어보드를 접속할 경우, 케이블은 구리 선의 굵기가 0.32mm(AWG28)나 0.25mm(AWG30)가 사용되고, 이렇게 가늘어도 몇m의 전송이 가능하다. 게다가 가늘어서 부드럽다. 이 때문에 전자기기의 좁은 케이스 내에서도 간단히 케이블을 다룰 수 있다.
다만, V-by-OneⓇ HS에 대응한 SerDes Chip의 데이터 시트를 보면 DE(Data jinnianhui金年会able) 신호와 Hsync(수평동기) 신호, Vsync(수직동기) 신호라는 신호명이 등장한다. 이것은 영상 데이터의 전송 타이밍을 제어하는 신호의 명칭이다. 이 대문에 「V-by-OneⓇ HS는 영상 데이터 전용의 인터페이스 기술？」이라고 생각하는 엔지니어도 있을 것이다. 그러나, 실제는 다르다. 8B10B 변조 방식을 채용한 일반적인 데이터 통신용 SerDes Chip으로 사용 가능하다.
구체적으로는 이렇다. 먼저 Hsync 신호와 Vsync 신호는 사용하지 않아도 상관 없다. DE(Datajinnianhui金年会able) 신호는 8B10B 변조 방식에서 일반적인 「K 코드(K28.5)」의 투입에 사용한다. K28.5는 K 코드의 1가지이며, 10Bit 신호의 경계를 나타내는 신호로서 사용되고 있다. Hsync 신호와 Vsync 신호는 사용하지 않고, DE 신호를 제어 신호(K28.5 투입)로서 사용한다. 이것만으로 V-by-OneⓇ HS는 버스 데이터 등의 데이터 통신을 위한 일반적인 SerDes Chip으로 사용할 수 있다. 다시 말해서 V-by-OneⓇ HS는, 「8B10B 변조 방식을 채용한 최대 4Gbps의 범용 SerDes Chip」으로 활용할 수 있는 것이다.
이것은 고속 시리얼 인터페이스의 물리층으로 「PCI Express Gjinnianhui金年会2」와 비슷한 존재라 할 수 있다. PCI Express Gjinnianhui金年会2도 8B10B 변조를 사용한 Clock Embedded 방식을 채용하는 기술이다. 차이는, PCI Express Gjinnianhui金年会2 쪽이 최대 데이터 전송 속도가 5Gbps로 약간 높고, 한층 더 상위 프로토콜에 따라야 한다는 점이다.
그래서, jinnianhui金年会는 일반적인 데이터 통신용의 고속 인터페이스로 유연하게 활용할 수 있다. 또한, 버스 프로토콜에 특유의 핸드 셰이크와 오버 헤드가 없는 것도 특징이다. 물론, 상위층의 프로토콜은 필요에 따라서 자유롭게 실장할 수 있다.
수많은 대응품을 준비
이미 자인 일렉트로닉스에서는 jinnianhui金年会에 대응한 다양한 송신(Transmitter) IC와 수신(Receiver) IC를 제품화하고 있다(Table 1).
LVCMOS 입력 신호에 대응한 1 Lane 당 최대 데이터 전송 속도가 4Gbps의 Transmitter IC로는 「jinnianhui金年会CV231」과 「jinnianhui金年会CV235」가 준비되어 있다(Fig.3 왼쪽). Clock 주파수는 24M～160MHz로 넓은 범위에 대응한다. V-by-OneⓇ HS의 인터페이스는 기본적으로 1 Lane이지만, 디바이스에 따라서 복수 Lane의 제품도 있다. 필요로 하는 대역에 따라서 선택 가능하다.
jinnianhui金年会CV231과 jinnianhui金年会CV235의 차이는 패키지이다. jinnianhui金年会CV231은 32Pin QFN 패키징이며, 소형화가 요구되는 전자기기에 탑재하기 적합하다. 한편, jinnianhui金年会CV235는 64단자 QFN이다. 이들 Transmitter IC에 대응하는 Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV236」이다(Fig. 3 오른쪽). 출력 신호는 LVCMOS. 패키지는 64Pin QFN이다.
LVDS의 입출력 신호에 대응한 Transmitter IC와 Receiver IC도 준비되어 있다. 1 Port의 LVDS에 대응한 Transmitter IC가 「jinnianhui金年会CV233」이고, Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV234」이다(Fig.4). V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 1 Lane으로, 이 제품의 최대 데이터 전송 속도는 3.4Gbps이다.
2 Port의 LVDS에 대응한 Transmitter IC가 「jinnianhui金年会CV215」이고, Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV216」. V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 2 Lane이며, 최대 데이터 전송 속도는 1 Lane 당 3.75Gbps이다(Fig.5).
이밖에, 4Port의 LVDS에 대응한 Receiver IC 「jinnianhui金年会CV226」도 준비되어 있다. 4Port 대응의 Transmitter IC는 준비되어 있지 않지만, 2Port 출력의 Serializer IC 「jinnianhui金年会CV215/217」을 2개 나열하거나, 트랜스미터 회로를 집적한 ASIC 등의 사용을 상정한다. V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 4 Lane으로, 최대 데이터 전송 속도는 3.4Gbps이기 때문에, 총 대역은 13.6Gbps(실효 대역은 10.88Gbps)로 매우 광대역이다(Fig.6).
또, MIPIⓇ CSI-2 입력에 대응한 Transmitter IC 「jinnianhui金年会CV241-Q」도 있다. MIPIⓇ CSI-2 신호의 입력 Lane 수는 4개이며, V-by-OneⓇ HS 인터페이스의 Lane 수는 2개이다(Fig.7). 차량용 카메라나 감시 카메라 등 MIPIⓇ CSI-2 인터페이스를 위한 것으로, 케이블 길이를 늘리거나 Lane 수를 줄이는 것이 가능하다.
jinnianhui金年会는 액정 TV뿐만 아니라, 차량용 카메라나 감시 카메라, 머신 비전 등의 용도에서도 화소수의 증대나 프레임 속도 향상 등이 급속도로 진행되고 있다. 이 때문에, 그 활약 범위는 앞으로 더욱더 확산될 것이다.
LVCMOS 입력 신호에 대응한 1 Lane 당 최대 데이터 전송 속도가 4Gbps의 Transmitter IC로는 「jinnianhui金年会CV231」과 「jinnianhui金年会CV235」가 준비되어 있다(Fig.3 왼쪽). Clock 주파수는 24M～160MHz로 넓은 범위에 대응한다. V-by-OneⓇ HS의 인터페이스는 기본적으로 1 Lane이지만, 디바이스에 따라서 복수 Lane의 제품도 있다. 필요로 하는 대역에 따라서 선택 가능하다.
jinnianhui金年会CV231과 jinnianhui金年会CV235의 차이는 패키지이다. jinnianhui金年会CV231은 32Pin QFN 패키징이며, 소형화가 요구되는 전자기기에 탑재하기 적합하다. 한편, jinnianhui金年会CV235는 64단자 QFN이다. 이들 Transmitter IC에 대응하는 Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV236」이다(Fig. 3 오른쪽). 출력 신호는 LVCMOS. 패키지는 64Pin QFN이다.
LVDS의 입출력 신호에 대응한 Transmitter IC와 Receiver IC도 준비되어 있다. 1 Port의 LVDS에 대응한 Transmitter IC가 「jinnianhui金年会CV233」이고, Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV234」이다(Fig.4). V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 1 Lane으로, 이 제품의 최대 데이터 전송 속도는 3.4Gbps이다.
2 Port의 LVDS에 대응한 Transmitter IC가 「jinnianhui金年会CV215」이고, Receiver IC가 「jinnianhui金年会CV216」. V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 2 Lane이며, 최대 데이터 전송 속도는 1 Lane 당 3.75Gbps이다(Fig.5).
이밖에, 4Port의 LVDS에 대응한 Receiver IC 「jinnianhui金年会CV226」도 준비되어 있다. 4Port 대응의 Transmitter IC는 준비되어 있지 않지만, 2Port 출력의 Serializer IC 「jinnianhui金年会CV215/217」을 2개 나열하거나, 트랜스미터 회로를 집적한 ASIC 등의 사용을 상정한다. V-by-OneⓇ HS 인터페이스는 4 Lane으로, 최대 데이터 전송 속도는 3.4Gbps이기 때문에, 총 대역은 13.6Gbps(실효 대역은 10.88Gbps)로 매우 광대역이다(Fig.6).
또, MIPIⓇ CSI-2 입력에 대응한 Transmitter IC 「jinnianhui金年会CV241-Q」도 있다. MIPIⓇ CSI-2 신호의 입력 Lane 수는 4개이며, V-by-OneⓇ HS 인터페이스의 Lane 수는 2개이다(Fig.7). 차량용 카메라나 감시 카메라 등 MIPIⓇ CSI-2 인터페이스를 위한 것으로, 케이블 길이를 늘리거나 Lane 수를 줄이는 것이 가능하다.
jinnianhui金年会는 액정 TV뿐만 아니라, 차량용 카메라나 감시 카메라, 머신 비전 등의 용도에서도 화소수의 증대나 프레임 속도 향상 등이 급속도로 진행되고 있다. 이 때문에, 그 활약 범위는 앞으로 더욱더 확산될 것이다.
※「MIPI®」는 MIPI Alliance, jinnianhui金年会c.의 등록상표입니다.