[01]_EYE DIAGRAM 이란?

저는 HW개발 일을 했었지만 Analog signal에 대한 개발을 주로 했었기 때문에 Digital signal에 대해서는 어떤 부분이 필요한지를 잘모르고 살았습니다. 그래서 Digital signal의 가장 중요한 부분인 Eye diagram이 무엇인지 궁금하여 자료를 모아 보았습니다. (제가 공부하기 위해서 자료를 모으는 공간입니다. ^^)

 

 

■ EYE DIAGRAM이란? 

 

- 광 또는 전기 신호의 누적/중첩된 전압 파형을 시간 축상에서 나타낸 것

- 장기 잔상을 갖는 오실로스코프로 보면 출력파형의 모양이 눈과 같아 Eye diagram/Eye pattern 등이라고 함

 

- (Eye Diagram / Eye Pattern / 눈패턴)은 디지털 신호에 대한 품질을 평가 검토 (수신 신호의 품질을 검토)

- 눈이 크면 디지털신호 품질이 우수하고, 눈이 작으면 디지털신호 품질이 낮음을 의미

 

■  EYE DIAGRAM 파형 사진 모음

- 디지털 입력신호 입력을 받아 신호의 품질을 측정합니다.

 

▼ 하기 그림은 일반적인 Eye diagram 모습입니다. 

▼ 아시겠지만 디지털 신호는 high(1)와 low(0)가 있으며, 아래와 같은 파형으로 이진수 1, 0을 표현합니다. 

가장 이상적인 신호의 모습은 직각이 되어야하겠지만 (∏ 이정도의 직각) 실제로는 그렇게 완벽하기가 쉽지 않습니다.

아래와 같은 파형의 모습이 일반적이며, 주변의 간섭이 있거나 Line의 문제가 있다거나 하면 더 망가지는 모습이 나올 수 도 있습니다. 그렇다면 high가 high가 아니고 low가 low가 아닌 이것도 저것도 아닌 값이 되고

그럼 제대로된 입력 값을 읽을 수가 없게 되기때문에 파형이 제대로 출력이 되는지 파악하는 것은 매우 중요합니다.  

▼ 위와 같은 파형을 시간 축으로 중첩을 시키면 아래와 같은 모습이 오실로스코프에 보이게 됩니다. 

▼ 아래 그림을 보시면 불합격 Eye diagram의 모습과 합격의 Eye diagram의 모습을 보실 수 있습니다.

■ 실무 적용

- Signal 입력단의 Spec sheet를 보면 Eye diagram 파형 안에 있는 다이아몬드 같은 6각형의 모양의 Size ? Spec ?이 표시되어 있습니다. 그 Spec을 보고 Signal 출력단에서 Eye diagram을 찍어보고 이 6각형이 온전히 파형안에 들어오는지 아닌지를 검토하게 됩니다.

- 온전히 문제 없이 들어오면 좋겠지만 만약에 파형이 구겨져서 6각형 영역을 침범하게 된다면 디버깅을 진행해야 겠지요. 저는 Analog만 해봐서 Digital 신호는 어떻게 개선하는 모르겠지만....

Digital 신호의 종류에 맞게 임피던스 매칭을 하던치 아니면 Line에 영향을 주는 noise line이 주변에 있다면 GND로 Shielding을 하던지 아니면 위치를 멀리 하던지 하면 되지 않을 까 생각을 되지만 아시는 분은 댓글 부탁드립니다. ^^ 

 

 

■ 측정 파라미터

1) Distortion 

: 눈패턴의 최상단과 최하단의 폭으로 폭이 좁을수록 좋음

2) 감도 (Sensitivity)

: 아이패턴의 기울기를 통해 시간오차에 대한 민감도를 측정하는 것으로 기울기가 클수록 좋음

3) Noise Margin

: 눈열림의 높이로 높이가 놓을수록 좋음

4) Timing Jitter

: 파형이 오르고 내림이 교차되는 부분을 측정하는 것으로 좁을수록 좋음

 

 

※ 참고 SITE - 파형사진사용 :  https://extronav.tistory.com/4

※ 글도 다른 SITE 참고 하였습니다. 문제되면 삭제하겠습니다. ^^