소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법 document_id A220623106859

기술 발전에 따른 디지털 시스템의 고속화로 인해 전자기파 간섭(EMI:Electro-Magnetic Interference) 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 초기에는 EMI 필터나 차폐 등의 방법이 적용되었으나, 가격 문제 및 기술적인 한계로 인해 근래 들어서는 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치가 주로 사용 되고 있다. EMI를 줄이기 위해서, 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는 특정 주파수에서 큰 에너지를 갖는 기준 신호를 소정 대역폭 내의 주파수에서 에너지가 상기 기준 신호 대비 상대적으로 적은 신호로 변조한다. 따라서, 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치에 의해 클럭 신호의 주파수가 하나의 특정 주파수로 고정되지 않고, 소정 주파수 대역에서 변하게 되어, 특정 주파수에서의 에너지가 분산되어 이웃하는 전자 회로에 EMI 영향을 미치지 않는 신호가 된다. 이하, 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치(SSCG:Spread Spectrum Clock Generator) 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 도 1은 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 블럭도로서, 선분주부(10), 위상 주파수 검출부(12), 전하 펌프(14), 루프 필터(16), 합성부(18), 전압 제어 발전부(20), 변조 조절부(22), 멀티플렉서(MUX)(24) 및 궤환 분주부(26)로 구성된다. 위상 주파수 검출부(12), 전하 펌프(14), 루프 필터(16), 전압 제어 발진부(20), 궤환 분주부(26)는 전형적인 위상 동기 루프(PLL:Phase Locked Loop)에 포함되는 부분들이다. 도 1에 도시된 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 경우, 확산 스펙트럼 기능을 구현하기 위해 위상 동기 루프(PLL) 상에 변조를 위한 블록들을 갖고 있다. 이의 대략적인 구현 방법은 다음 4가지로 요약된다. 첫째, 변조 조절부(22)를 통해 궤환 분주기(26)를 미세 조절하는 방법이 있다. 둘째, 변조 조절부(22)를 통해 루프 필터(16)에 직접 변조 전압을 인가하는 방법이 있다. 이 방법의 경우, 변조 전압은 합성부(18)에서 루프 필터(16)의 출력과 합성된다. 셋째, 변조 조절부(22)를 통해 전하 펌프(14)에 변조 정보를 인가하는 방법이 있다. 넷째, 변조 조절부(22)와 MUX(24)를 통해 전압 제어 발진기(20) 출력 위상을 조절하는 방법이 있다. 이 경우, 변조 조절부(22)는 MUX(24)의 셀렉션(selection) 신호를 발생한다. 전술한 방식들을 사용하는 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는, 통상적으로 사용되는 수십 ㎑ 내지 수백 kHz 정도의 변조 주파수를 왜곡 없이 전달해야 한다. 이를 위해서, 위상 동기 루프(PLL) 대역폭이 변조 주파수의 1/10정도인 수 ㎑ 내지 내지 수십 ㎑ 정도로 낮게 설정되어야 한다. 이와 같이, 변조 주파수가 낮아지면 낮아질수록 PLL 대역폭도 더욱 줄어 들어야 하고, 이에 따른 루프 필터(16)의 커패시터 값이 수 ㎋ 이상으로 커져야 하는 문제점이 있다. 이러한 수 ㎋ 이상의 커패시턴스를 갖는 커패시터는 칩 내부에 집적하기 어렵다. 따라서, 대부분의 확산 스펙트럼 PLL은 외장 필터를 사용할 수 밖에 없다. 그러므로, 추가 부품 사용으로 인해 비용이 증가하는 문제점이 있다.