오유는 댓글 수정이 안되어서 오타투성이인 제게는 너무 치명적이라서 별도의 본 답글로 답변을
작성 하고자 합니다.
질문자의 질문내용을 보면 H/W설계를 해보신 경험이 전무해서 H/W설계의 절차나
특성에 대해서 잘 모르시는 것 같아서 이에 대한 설명을 해 봐야 할 것 같습니다.
H/W설계는 일반적으로 Board Level 설계와 Chip Level 설계로 나뉩니다.
정확한 명칭은 아니고 그냥 제 입에 붙어 있는 용어 입니다.
Board Level설계라 함은 특정한 기능을 수행하는 부품이나 칩을 PCB(인쇄회로기판)위에
어떻게 배열하고 연결해서 목적하는 바의 기능을 수행하게 만들게 할까를 고민하는 설계행위이고...
Chip Level설계는 특정기능을 수행하는 칩을 만들기 위하여 칩내부의 회로를 설계하는
행위를 말합니다.
아마도 질문자가 배우고 싶어하는 것은 Board Level 설계(이하 B/D설계)를 의미하는 것 같습니다.
B/D설계는 회로의 특성에 따라서
- Digital 회로설계
- Analog 회로설계
- RF 회로설계
로 나눌 수 있습니다.
각 분야마다 특성이 다르고 진입장벽이 큽니다.
요즈음의 보드설계는 대부분 디지털 회로라고 생각을 하시면 됩니다.
즉 논리회로에 기반한 칩들을 장착한 회로지요...
하지만 그렇다고 해서 Digital회로만으로 이루어진 경우는 드물고 항상 일정정도의
Analog회로를 포함하고 있습니다. 그러나 주된 기능이 디지털적인 동작을 하기 위한
것이어서 대부분 디지털 회로라고 부르지요...
반면에 Analog회로는 0,1로 나누기 힘든 연속적인 신호들을 취급하는 회로들을 설계하는
것을 목표로 합니다. 이 분야는 한마디로 정의하기 힘들정도로 분야가 많습니다.
오디오 회로부터, 비디오, 센서, 전력회로등 사실상 모든 H/W의 어머니라고 할 수 있죠...
심지어 디지털과 RF도 Analog회로에 기반을 두고 있다고 볼 수도 있습니다.
RF회로는 전파를 공중으로 쏘아 보내거나 공중에 떠도는 전파를 붙잡기 위한 회로하고
보시면 될 것 같네요... 이 분야는 주파수가 높아서 Analog회로도 그러하지만 회로를
연결한다고 원하는 동작을 하는 것이 아니고 패턴의 유형이라든가 특성에 의해서도
동작이 틀려지기 때문에 Digital회로 설계자들이 보기에는 딴세상으로 느껴지기도 합니다.
(물론 그 분야에 있는 분들은 아주 단순하고 쉽다고 뻥을 치기는 합니다만...ㅋ)
암튼 질문자가 말씀하신 MPU 및 USB I/F관련 회로설계는 Digital회로설계에 속한다고
볼 수 있습니다.
이 디지털회로를 설계하기 위해서는 기본적으로 다음과 같은 개념들을 이해해야 합니다.
1) 각 I/O 포트별 입출력 전압레벨에 대한 이해
2) 기본적인 논리회로에 대한 이해
3) 특정 Line 및 Bus에서 데이터를 전달하기 위한 Timing Diagram
4) 해당 칩내부의 System Logic 및 기능
5) 기본적인 아날로그 수동소자(R(저항), L(코일), C(캐패시터), 크리스탈)
6) 기본적인 반도체 소자(다이오우드, TR, OP-Amp)
또한 최소한 회로도를 그릴 수 있는 도면 작성능력도 필요 합니다.
일반적으로 많이 쓰이는 툴은
7) Or-CAD와
8) PADS Schematic이라고 할 수 있습니다.
그리고 회로 디버깅을 위해서 기본적으로 습득을 해야 할 장비는
9) DMM(Digital Multimeter : 테스터기)
10) 오실로스코우프가 있습니다.
최소한 위의 과정 및 툴들을 숙지를 하고 있어야 기본적인 B/D설계를 할 수 있다라고
볼 수 있습니다.
따라서 제가 제시하고 싶은 커리큘럼은
A) 디지털 논리회로 학습(1, 2, 3)
교보문고 검색어 : "디지털 논리회로"
B) 기본 아날로그 전자부품에 대한 학습(5,6)
예) 교보문고 검색도서 : 전자회로실험(기초), 광문각
* 권장도서가 아니라 목차만 봤을 때 학습해야 할 부품이 포함된 도서입니다.
OP-Amp는 좀 나중에 학습하셔도 됩니다.
C) Or-CAD 회로도 작성법(7,8)
D) 장비사용법(9,10) : 당장은 필요가 없지만 PCB가 나오면 거의 반드시 사용을 하게 됩니다.
이 학습의 순서를 다시 정리하면...
STEP-1 : A & B
STEP-2 : C
STEP-3 : 관심있는 MPU의 Data Sheet나 한글판 입문서
STEP-4 : D
가 될 것 같네요...
그런다음 아래로는 실제 회로에 따라서 필요한 Analog회로를 학습을 하셔야 하며
위로는 각종 Protocol 및 규격들을 공부하셔야 합니다.
위에서 지엽적인 설명을 하느라 한가지 빼먹은 것이 있는데...
B/D설계에서는 Reference회로 혹은 Reference Design이라는 것이 있습니다.
이 레퍼런스 회로는 각종 음악프로그램을 보시면 가이드녹음이라는 것이 자주 등장을 하는데
그와 비슷한 겁니다.
즉 특정 MPU나 특정 Chip을 사용 할 때 이런식으로 디자인을 하세요하고 하는 예제회로입니다.
대부분의 B/D설계 엔지니어들은 이런 레퍼런스 회로들을 짜집기 해서 회로를 설계를 합니다.
왜냐하면 오늘날의 칩들은 너무 복잡해져서 H/W설계자가 모든 것을 학습하고 이해한 다음에
전체회로를 설계하기가 너무 벅차기 때문입니다.
물론 F/W도 고려를 해야 하기 때문에 가급적 완성도가 높은 F/W Library를 제공하는 레퍼런스 회로를
선택하는 것도 중요합니다.
암튼 질문자가 하고자 하는 MPU를 이용해서 USB I/F를 갖춘 회로를 설계를 하고 싶다면
특정 MPU에서 USB인터페이스를 하는 Reference회로를 입수한 다음에 그것을 토대로 회로도를
그리시면 됩니다.
쉽죠...?
하지만 그렇게 해도 동작이 안되는 경우가 대부분입니다...ㅋ
그래서 H/W엔지니어도 먹고 사는 거죠...
설명이 장황하지만 미리 겁먹으실 필요는 없고...
STEP-1,2를 진행 해 보시고 할 수 있을 것 같으면 계속 GO하시고 아니다 싶으면 그때가서
덮어 버리셔도 됩니다.
제 설명이 도움이 되었길 바랍니다.
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