The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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A Gigabit Serial Transceiver Design Using FPGA for Satellite Communication Transponder

위성통신 중계기에서의 FPGA를 이용한 Gigabit 시리얼 송수신기 설계

  • Received : 2014.04.29
  • Accepted : 2014.07.14
  • Published : 2014.08.31
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Abstract

In this paper, we have proposed gigabit serial transceiver based on backplane architecture at the satellite communication digital transponder. The transponder supports the full combinational switching function with broadband multi-channel using programmable device - Xilinx space-grade Virtex-5 FPGA. In order to implement the switching function, GTX transceiver solution inside Virtex-5 FPGA is used. Also hardware implementation is simple because of no additional component. In order to use a GTX transceiver, signal integrity(SI) simulation of PCB design is essential. We investigate the characteristics of the S-parameter, eye diagram, channel jitter of GTX transmission line and conform that GTX Transceiver operates without error. Finally the proposed PCB design will be utilized at satellite communication digital transponder EQM-2(Engineering Qualification Model-2).

본 논문에서는 위성통신 디지털 중계기에서 backplane 구조 기반의 Gigabit 시리얼(Serial) 송수신기(Transceiver)에 대해 기술하였다. 송수신기는 프로그램밍 가능한 Xilinx space-grade Virtex-5 FPGA를 이용하여 다수의 광대역 채널에 대해 모든 경우의 스위칭 기능을 지원한다. 이러한 기능을 구현하기 위해 Virtex-5 FPGA 내부에 탑재된 GTX transceiver(고속 시리얼 송수신)을 사용한다. FPGA를 사용함으로써 부품이 추가되지 않아 구현이 간단해지는 장점이 있다. 고속의 시리얼 송수신기를 구현하기 위해서 PCB 디자인에 대해 신호 무결성(Signal Integrity) 시뮬레이션을 필수적으로 수행하였다. 신호 무결성 시뮬레이션을 통해 GTX 전송 선로에 대한 S-parameter, Eye diagram, 채널 지터(Channel Jitter) 성능을 분석하였고, GTX transceiver가 오류 없이 동작할 것으로 확인하였다. 마지막으로 제안한 PCB 디자인은 위성통신 디지털 중계기 시험인증모델(Engineering Qualification Model-2) 제작에 활용될 것이다.

Keywords

References

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