Thanks for remarkable development of semiconductor process, it is possible to implement overall system with various and complex function on a chip. The early System-on-Chip (SoC) is defined to form CPU, memory, logic circuit, etc. on one chip. Recently, design and verification methodology for implementing system chip are included. In this paper, platform-based SoC, a practical approach method, is introduced as a pre-stage of real SoC and IEEE 802.11a WLAN RF system of 5.725 ~ 5.825 GHz frequency band, supposed to be loading on SoC platform, is designed.
Performances of transmitter and receiver, required in IEEE 802.11a, are analyzed. Especially, in analyzing receiver's noise, how much noise effects to overall system performance can be generated from subchannel intermodulation, PAPR, and subchannel reciprocal mixing noise, which are caused by OFDM signals. And, by calculating value of reciprocal mixing noise in receiver, required phase noise performance is also analyzed.
In implementation, RF system is made to have dual function; one is possible to provide cooperation with baseband FPGA board, and another is independent operation of only RF system. Moreover, processes and skills in circuit and PCB design, crucial to determine performance of RF system, are explained in this paper.
In this work, by designing IEEE 802.11a RF system for SoC platform test technology and knowledge for implementation and analysis would be ensured Besides, RF system is designed to be possible for cooperation of RF/baseband, thus it can be expected to be a guideline for development of SoC in the future.
반도체 공정 기술의 빠른 발전으로 인해 다양하고 복잡한 기능을 수행하는 시스템을 단일 칩 위에 구현하는 것이 가능하게 되었다. 초기의 System-on-Chip (SoC)설계는 CPU, memory, 로직회로 등을 한 칩 안에 갖는 IC 설계로 정의 되었으나, 최근에는 시스템 칩 제작을 위한 설계 및 검증 방법론을 포함하게 되었다. 본 논문에서는 SoC 실현의 전 단계로서, 현실적으로 실현 가능한 SoC 접근 방법으로 제안된 플랫폼에 기반한 SoC를 소개하고 SoC 플렛폼 상에 탑재될 5.725~5.825 GHz 밴드의 IEEE 802.11a WLAN RF 시스템 설계에 대해 설명 하였다.
IEEE 802.11a 에서 요구하는 RF 송신기와 수신기의 요구 성능을 분석하였다. 특히, 수신기 잡음을 분석하는데 있어 OFDM 신호에서 발생하는 부반송파들간의 intermodulation과 PAPR에 의한 잡음, 부반송파들간의 reciprocal mixing에 의한 잡음들의 전체 시스템 잡음에 대한 영향을 분석하였다. 또한, 각 부반송파에 의해 발생하는 reciprocal mixing noise 값을 추출함으로써 위상 잡음에 대한 요구 조건을 분석하였다.
RF 시스템을 설계하는데 있어 베이스밴드와의 연동이 가능하고, 또한, RF 시스템의 독립적인 동작도 가능한, 즉, dual function RF 시스템을 제작하였다. 또한, RF 시스템의 성능을 결정하는 데 영향을 미치는 회로 설계와 PCB 설계에 대한 과정과 기술들을 설명하였다.
본 논문에서는 SoC 플렛폼 테스트를 위한 IEEE 802.11a RF 시스템을 설계를 수행함으로써 RF 시스템 제작 및 분석에 대한 기반 기술을 가지게 되었고 또한, RF와 베이스밴드간 연동이 가능한 시스템을 설계함으로써 향후 본격적인 SoC 개발을 수행하는데 한 지표가 될 수 있을 것으로 기대된다.
