전기적 신호 규격

Single-ended

(1) LVCMOS

• 신호선 1개 + GND 기준으로 HIGH/LOW 판별

• 예: LVCMOS 3.3V -> HIGN, 0V -> LOW

• 전압규격이 다양함 : 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3.3V등 (전압이 낮을수록 전력소모 감소, 속도향상)

            ┌──────────────────┐
            │     송신기       │
            │  (LVCMOS Driver) │
            └──────────────────┘
                    │  HIGH = 3.3V
                    │  LOW  = 0V
                    │
    Signal ---------■──────────────────────────────→
                    │
                   GND  (기준 전압)
  
            ┌──────────────────┐
            │     수신기       │
            │ (LVCMOS Receiver)│
            └──────────────────┘

왜 전압이 낮을수록 전달 속도는 향상될까?

LVCMOS는 커패시턴스(C)를 가진 배선을 전압까지 충전해야 상태가 변하기 때문

• 필요한 전하량 = Q = C * V

즉, 전압(V)이 커질수록 더 많은 전하가 필요하고
선로와 게이트를 충전 또는 방전하는 데 시간이 더 걸림
상승 / 하강 시간이 느려지고 고속 전송에 불리해짐

(2) LVTTL (Low Voltage Transistor-Transistor Logic)

(2)-1 TTL과 LVTTL의 관계

🔙 TTL
전원: 5V
논리 회로: BJT 기반
입력 기준 전압이 애매함
LOW < 0.8V
HIGH > 2.0V

🔜 LVTTL
전원: 3.3V
내부 구현: CMOS 구조
TTL 논리 기준을 유지
전압만 낮춘 것
👉 그래서 이름이 Low Voltage + TTL

Differential

(1) LVDS (Low Voltage Differential signaling)

• LVDS는 차등신호 시스템으로, 송신기에서 서로 다른 2개의 전압을 전송하는 것을 의미하고, 수신기에서는 이 신호를 비교한다. LVDS는 정보 부호화에 두 전선간의 전압차를 사용한다.

• Vcmo = 1.25V (낮은 전압의 IC에 자주 사용됨)

           ┌──────────────────────┐
           │        송신기        │
           │  (LVDS Driver)       │
           └──────────────────────┘
                      │
                +-----┴-----+
                |           |
                |  +       -|
                |           |
                |  D+     D-|
                | (반대위상) |
                +-----------+

  외부 노이즈 ↓         ↓ 외부 노이즈
  
  D+ ------------------/////////--------------→
                  꼬여있는 차동 연선 (Twisted Pair)
  D- ------------------////////--------------→



            (두 선은 같은 잡음을 함께 받음 → 상쇄됨)

           ┌──────────────────────┐
           │        수신기        │
           │  (LVDS Receiver)     │
           └──────────────────────┘
                      │
            +---------┴---------+
            | 차동 증폭기       |
            | Vout = D+ - D-    |
            +-------------------+