GC20 11A 의 특 징 및 디 지 털 광 중 계 기 에 적 용 된 스 펙
1. 디지털 광중계기에 사용한 GC2011A
1.1 특징
⑴ 106 M SP S (M illion S am ples P er S econ d)
⑵ 12 비트 또는 24 비트 데이터 입력, 16 비트 필터계수
⑶ 8, 10, 12, 14, 20, 24 비트로 출력 가능
⑷ 어댑티브 필터링을 위한 스냅샷 메모리
⑸ 한 칩에 32개의 필터 셀 존재
⑹ 64 탭, 128 탭, 256 탭까지 지원 가능
1.2 GC2011A 의 블록도
그림 A .1 GC2011A의 블록도
그림 A .1에서와 같이 필터 칩의 내부 구성을 살펴보면 동시에 두 개의 입력이 가능하고 출력으로는 8비트, 10비트, 12비트, 14비트, 20비트, 24비 트가 가능하다. 이러한 기능은 필터의 동작모드를 결정하는 컨트롤 레지스 터를 변화시키면 된다.
1.3 대칭 및 비대칭구조에 의한 필터의 탭수
F IR (F init e Im pulse Re spon s e ) 필터의 표현식은 식 (A .1)과 같다.
y ( n ) =
N - 1
k = 0h ( k )x ( n - k) (A .1)
식 (A .1)에서 x ( n) 과 y ( n) 은 각각 입력신호와 출력신호의 샘플을 나타 낸다. 그리고 h ( k) 는 F IR 필터의 계수 값을 의미하고, N 은 필터의 탭수 를 나타낸다. 그림 A .2는 GC2011A의 동작 모드결정에 따른 탭수의 변화를 보여주고 있다.
(a ) 8탭 비대칭 필터
(b ) 16탭 우대칭 필터
(c ) 15탭 기대칭 필터
그림 A .2 동작 모드결정에 따른 필터 탭수
1.4 컨트롤 인터페이스
이 칩을 동작시키기 위해서는 외부에서 필터 칩의 컨트롤 레지스터의 값 과 계수 값을 필터 내부에 넣어 주어야 하며 필터에 할당된 핀들(A [0:8], C [0:15], / CE , / RE , / W E )을 통해서 값들을 입력시킬 수 있다.
여기서 A [0:8]은 필터의 내부 레지스터들의 주소를 위한 핀들이고, C [0:15]은 해당 레지스터들의 값을 주기 위한 핀들이다.
그림 A .3 컨트롤 입출력 타이밍도
그림 A .3에서 t C S U는 데이터를 쓰거나 읽기 위한 셋업 타임으로 적어도 5㎱ 정도는 확보해야 하고, t C H D는 홀드 타임으로 셋업 타임과 마찬가지로 5㎱를 확보해야 한다. t C S P W는 데이터를 필터내부에 저장하기 위해서 / CE , / W E 의 신호가 유지되어야 하는 최소 시간으로 30㎱ 정도이다.
1.5 필터 셀 및 필터 모드
필터 셀 16개 총 32개의 필터 셀이 있다.
그림 A .4 필터 셀 구조
1.5.2 필터 모드
컨트롤 레지스터의 값을 변화시켜 필터의 모드를 변화시킬 수 있고 또한 모드에 따라 필터의 탭수 및 샘플링 속도가 결정된다. 필터의 모드로는 F ull Rat e, H alf R at e, Qu ar t er Rat e, D ou ble Rat e 등이 있다. 표 A .1은 F ull R at e를 적용한 경우에 대한 컨트롤 레지스터의 데이터 값 및 탭수를 보여주고 있다.
표 A .1 F ull Rat e 모드의 컨트롤 레지스터 셋팅
F u ll R at e를 적용할 경우 계수 값을 위한 레지스터의 주소는 M + 4k + 1 이 된다. M 의 값은 A패스를 사용할 경우 128이고, B패스를 사용할 경우 192의 값을 갖는다. k의 범위는 비대칭구조를 사용할 경우 0 k N - 1 의 값을 갖고, 우대칭일 경우와 기대칭일 경우 각각 0 k N / 2 - 1 의 값과
0 k ( N - 1) / 2의 값을 갖는다.
2. 디지털 광중계기에 적용된 스펙
디지털 광중계기에 적용되는 F IR 필터는 64탭, 80M SP S가 필요하다. 그 러므로 GC2011A를 F IR 필터로 사용하는데 있어서도 80M SP S와 64탭을 만족시키기 위해서 F ull Rat e 모드의 우대칭 구조 및 Cascade 모드를 설정 하여 칩을 동작시켰다. 표 A .2는 광중계기에 적용된 필터의 컨트롤 레지스 터의 값을 보여주고 있다.
표 A .2 컨트롤 레지스터 값
참 고 문 헌
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A b s t ra c t
GC2011A is a g en er al pur p ose digit al filt er chip w it h 32 m ultiply - add filt er cells . It oper at es at a r at e of 106㎒. T h e input dat a size is 12 bit s an d t h e coefficien t dat a size is 14 bit s . T h e out pu t dat a size is 8, 10, 12, 14, 16, 20 or 24 bit s . T h e 32 m ultiply - add cells can b e ar r an g ed a s a 32 t ap arb it r ar y ph a s e filt er or a 64 t ap lin ear ph a se filt er w it h ev en or odd sy m m et r y . T h e E P F 10K 130E QC240- 2 is a F P GA ch ip . U tilizin g t h e im plem en t ed sy st em , th e sig n al h a s th e cent er fr equ en cy of 30㎒, an d each F A sign al t h at is b an dlim it ed at a fr equ en cy of 5㎒ is added t og et h er , an d th at b ecom es a 4F A sign al t h at h a s t h e b an dw idth of 20
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