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EMI Stream

EMIStream

What is EMIStream?

EMIStream은 개발 초기 PCB Design 단계에서 EMI Design Rule Check와 Plane Resonance Analysis를 기반으로, PCB상에 발생하는 EMI/ESD Noise를 억제 및 감소시킬 수 있는 분석도구로 개발 Engineer들에게 최적 PCB 설계를 지원하는 필수 application 입니다.
NASA를 비롯한 전세계 주요 전자 업체에서 활용하고 있으며, EMI/ESD 저감 설계 기술을 제공합니다. 또한 EMC 최적 설계를 통해 신뢰성 평가 과정에서 소요되는 시간과 비용을 줄임으로써, 개발 효율성과 제품의 시장대응 경쟁력을 강화 시킬 수 있도록 지원합니다.

The Noise Avenger - Life after EMIStream
EMIStream Demo
 
EMIStream Functions
 
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Quick Response and Easy to Use,
Selected Key Functions Change Your PCB Design Environment

EMIStream은 제품 개발 비용을 절감하고 제품 출시 기간을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 또한 PCB의 설계 단계에서 발생 가능한 EMI 문제를 제거하여 신뢰성 평가 단계에서 반복적으로 일어나는 재설계 과정을 줄임으로써 개발 시간과 비용을 줄일 수 있습니다.
EMIStream은 PCB상에 발생하는 EMI 대책을 위한 핵심기능인 EMI Rule Check 와 POWER-GND 간에 발생하는 Resonance Analysis를 통해 손쉽고 효과적인 분석과 개선이 가능한 Tool 입니다. EMIStream에서 제공하는 EMI Solution을 위한 핵심 기능은 NEC사의 다양한 종류의 제품 생산 경험과 미주리 대학과의 협력을 통해 축적된 과학기술의 결과물 입니다. 또한 사용자 편의를 위해 친화적이며 쉬운 설치와 사용법, 빠른 분석기능 그리고 다중 CAD 레이아웃에 대한 원활한 인터페이스 기능이 지원됩니다. 이러한 이유로 전세계 주요 전자 업체에서 널리 사용되고 있으며, 제품 개발을 위한 사용자들에게 설계와 평가 과정에 발생하는 비효율적인 시간과 비용은 감소시켜 줍니다.
EMIStream은 사용자에게 EMI 개선을 위해 소요되는 시간을 줄여 효율성을 증대시키고, 더 높은 품질의 신제품을 짧은 기간에 시장에 출시할 수 있도록 시장 대응력을 제공하고 있습니다.

 
■ Helpful for EMC ENgineer
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EMC Engineer들은 다양한 원인에 의해 발생하는 수많은 제품의 EMC 문제를 해결하기 위해 많은 시간과 EMC Solution을 위한 기술 능력이 필요합니다. 이를 위해 제품에 적용된 Device의 Guide line을 수행하지만 많은 시간과 반복적인 debugging이 발생되며 복합적으로 발생하는 수많은 문제로 인해 문제 해결을 포기하는 일까지 발생 합니다.
EMIStream은 복합적인 EMC문제를 신속하게 분석하여 개선안을 제공함으로써 EMC Engineer들의 시간과 개발 비용을 절약하고 상품의 품질을 향상 시킬 수 있도록 지원합니다.

EMIStream and EMC Expert Option

EMIStream은 EMI에 대한 전문적인 지식이 없는 Engineer에게도 PCB 설계 단계에서 발생 가능한 EMI문제를 걸러내고 오류를 수정할 수 있도록 Solution을 제공합니다. EMIStream에 적용되는 Threshold 값과 Parameters는 NEC 연구소의 제품 개발 경험과 미주리 대학과의 협력을 통해 축적된 과학기술로, 국제적인 학술 기관에서 이미 검증된 효율적인 default 값을 기본으로 설정되어 있습니다.
EMC Expert는 EMIStream의 추가 옵션으로, EMC Engineer 또는 EMC Consultant에게 Customize된 심층적 Threshold와 Parameters를 지원하여 보다 정확한 분석 결과를 제공합니다.

 

EMI Design Rule Check

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이 기능은 PCB상에 설계된 Trace와 Plane 그리고 Component의 위치에 대한 Advice를 제공합니다.
EMIStream의 13개 규칙 검사 항목은 EMI대책 및 개선을 위해 과거부터 축적된 수많은 Know-how와 EMI에 대한 이론적인 과학기술을 기준으로 NEC 연구소와 미주리 대학에서 개발된 150개 이상의 규칙들 중 기장 핵심적인 13개의 규칙으로 압축한 항목 입니다.
EMIStream에서 제공하는 13개 규칙은 실제 PCB 설계에 있어 가장 핵심적인 항목 입니다.

■ 13 Rule Check Items
  • Return Current Path Discontinuity Check
  • 1. Reference Change
  • 2. Return Current Path Discontinuity
  • 3. Traces Near Plane Edge
  • 4. SG Trace
  • 5. SG Via Spacing
  • Power Plane Check
  • 1. Grounding Vias Along Plane Outline
  • 2. Return Current Path Discontinuity
  • Trace Check
  • 1. Trace Length
  • 2. Via Count
  • 3. Estimated Radiation
  • 4. Filter
  • 5. Differential Signal
  • 6. XTalk
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■ Error Filtering Function

이 기능을 사용하면 설계 오류를 Filtering할 수 있을 뿐만 아니라 설계와 관련된 중요한 지식과 기술을 습득할 수 있습니다. Design Rule 항목은 사용자가 선택한 특정 규칙 뿐만 아니라 선택한 Net의 주파수에 따른 규칙을 확인할 수 있습니다.
Error Point 목록은 주파수 범위에 따라 분류하여 오류 개수가 나타나며, 사용자 원하는 환경에 맞게 주파수와 Error Point의 범위를 설정할수 있습니다.

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■ EMI Check Report Function

EMI Check 결과 Report는 HTML 포맷으로 제공되며, PCB 상에 Error 발생 위치와 Error의 원인과 개선안이 제공됩니다.
이 기능은 동료와 co-work 시에 매우 유용하게 사용할 수 있으며, 고객의 요청에 적절히 대응할 수 있도록 Comment를 수정할 수 있는 기능도 제공됩니다.

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■ Estimated Radiation Value Graph Display

이 기능은 Electromagnetic field의 Radiation양을 추정하여 주파수 Spectrum chart 형식으로 제공하는 기능으로, 문제되는 주파수 영역을 확인할 수 있습니다.
Expert Option은 IC의 Rise time과 각 Net에 대한 Damping / Termination Resistor 값 등을 수정할 수 있으며, 고객이 Net에 대한 특정 Parameter를 입력하여 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

 

EMI Rule Check for 2-Layer Boards

2 층 PCB Board를 위해 8개의 설계 규칙 검사 항목으로 구성되어 있으며, EMI 문제의 원인을 분석하여 Solution을 제공 합니다.

■ EMI Check Items for 2-Layer Boards
  • 1. Trace Length
  • 2. Reference Change
  • 3. Return Current Path Discontinuity
  • 4. SG Trace
  • 5. Filter
  • 6. Decoupling Capacitor
  • 7. Differential Signal
  • 8. X talk
■ Check return path for GND pin [Return Path]emi_con_02_05.jpg
Check return path length from the end of signal to GND pin

Ground 와 Signal이 평행하더라도, Signal의 끝에서 부터 GND Pin핀까지의 Return Current Path의 길이는 추가적인 Radiation 방사의 원인이 됩니다.

■ Current loop check [Decoupling capacitor]emi_con_02_06.jpg
Check the current loop length between IC and capacitor

중요한 확인 항목으로 IC 와 Capacitor 사이의 Current loop의 길이가 최소 경로인지 여부를 확인하는 합니다. ( IC 주변에 최소 loop를 갖는 Capacitor를 확인 합니다 )

Power/ Ground Resonance Analysis

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EMI는 Power plane과 Ground plane 사이에 공진이 발생될 경우 증가합니다. Power plane과 Ground plane에 의한 공진 분석 기능은 PEEC(Partial Element Equivalent Circuit) 방법론에 기초하여 Plane의 형태, Capacitor, Power/Ground Plane 사이의 거리를 고려하여 분석합니다.

■ Far Field EMI Calculation
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이 기능은 Far Field EMI를 Plane Edge Voltage(한 쌍의 Ground와 Power)로 계산하는 기능으로 Far Field에 대한 Horizontal/Vertical Frequency의 특성과 방위각 Pattern을 통해 Far Field EMI의 영향력을 확인할 수 있습니다. 그리고 사용자가 Turn Table상에 PCB의 위치 그리고 안테나 거리와 높이 같은 측정 환경을 조정할 수 있습니다.

■ Multi-layer Resoance Analysis
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이 기능은 Multiple layers를 한 번에 분석 할 수 있으며, Capacitor의 추가와 위치 변경에 따른 공진의 변화를 즉시 확인할 수 있는 기능을 제공 합니다. 또한 사용자의 필요에 의한 Via의 위치 변경과 개수의 추가에 따른 변화도 확인할 수 있습니다.

ESD Rule Check Option

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인체를 포함하여 대전 된 물체가 전자 장치에 접촉 할 때 방전이 일어날 수 있습니다.
ESD(정전기 방전)라고 불리는 이 현상은 전자 장비의 오동작 및 고장을 발생 합니다.
EMIStream의 ESD Rule Check 기능은 PCB 상에 ESD 내성 수준이 낮은 영역을 감지하고 Solution을 제공 합니다.

  • Rule Check 와 Threshold Values는 전세계 회사의 실제 사례를 기반으로 NEC 실험실에서 연구를 통해 검증된 규칙입니다.
  • 평가 과정에 소요되는 줄일 수 있도록 초기 설계 단계에서 ESD 문제를 감지할 수 있습니다.
  • CAD layout data의 Import와 간단한 Set up으로 ESD Rule Check를 실행할 수 있습니다.
  • 순간적으로 발생하는 ESD의 요인을 확인할수 있으며, 그 문제를 해결하기 위한 즉각적인 조치가 가능합니다.
■ 10 Rule Check Items

ESD Rule Check는 Signal Trace, Component Placement Validity, 그리고 FG Pattern 확인을 포함하여 총 10개의 핵심 규칙으로 구성되어 있습니다.

■ Signal Trace Check Group
  • Traces Near Plane Edge
  • Traces crossing over power and ground plane
  • Signal trace over the slit of the ground/power plane (*1)
  • SG Trace
  • SG Via Spacing
  • Power Protection
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(*1) Signal trace over the slit of the ground/power plane

Signal trace가 Ground/Power plane의 Slit과 교차되는 경우에 Signals상에 ESD Noise가 발생될수 있습니다. 이 검사 기능은 구조적인 문제를 감지하고 경고 메시지를 표시합니다.

■ Component Placement Validity Check Group
  • Input Pin Protection
  • Power Pin Protection
  • Reset Line Protection (*2)
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(*2) Reset Line Protection

Power source나 ESD에 민감한 Signal Trace 상에 Noise 억제 성분인 Capacitor를 추가하더라도 적절한 위치에 배치되어 있지 않은 경우, ESD Noise를 효과적으로 줄일 수 없습니다.
이 기능은 Component의 위치가 좋지 않은 경우 이를 확인하여 경고 메시지를 보여줍니다.

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■ FG Pattern Check Group

FG Pattern
FG 패턴이 불충분 신호 폭을 갖거나 레이어를 교차하는 Via의 위치가 부적절한 경우 ESD Noise는 Signal Traces와 Power/Ground Planes으로 흐릅니다. 또한, FG 패턴과 Power/Ground Planes 사이의 거리가 Noise 흐름에 영향을 줍니다.
이 기능은 FG 패턴 구조와 Power/Ground Planes 사이의 거리를 분석하고, 문제가 발생되는 경우 경고 메시지를 표시합니다.

PI (Power Integrity) Analysis Option

Power Integrity 분석 기능은 IC의 오동작을 방지하기 Capacitors 값과 위치를 분석하는데 도움을 주는 기능 입니다.
사용자는 이 기능을 이용하여 EMI 및 PI를 모두 고려하여 Capacitors 값과 수량을 최적화할 수 있습니다. 또한 Power/Ground plane의 거리, Plane의 모양, Capacitors의 추가 및 위치이동 그리고 용량값 변경으로 Target impedance기준을 충족시키는데 도움을 줍니다.

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■ IC Model Generation GUI
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사용자는 GUI를 이용하여 칩과 패키지의 Capacitance와 Inductance를 고려할 수 있습니다. 이러한 값은 Power Integrity를 위해 중요한 부분으로 Mid frequency 대역의 공진에 영향을 줍니다.
사용자는 이 기능을 이용하여 Capacitor의 위치, 값 및 수량을 최적화 하기 위한 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

■ Filtering Design Errors Before EMC Engineer Evaluates Prototype PCB

EMIStream은 EMC에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자에게도 강력한 기능을 제공 합니다. PCB를 설계할 때 발생하는 EMI 문제들을 통제할 수 있는 Advice를 제공하고 Error 항목의 문제를 수정하기 위한 우선 순위 항목을 제공합니다.
EMIStream은 EMC 전문가를 위한 EMC Expert Option을 지원하고 있습니다. EMC Expert는 전문적인 EMC Engineer 또는 EMC Consultant에게 Customize된 심층적인 Threshold 값과 Parameters를 지원하여 보다 정확한 분석 결과를 제공합니다.

Merit of EMIStream

■ Reducing Iteration Process
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■ Filtering Design Errors Before EMC Engineer Evaluates Prototype PCB
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EMIStream은 EMC에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자에게도 강력한 기능을 제공 합니다. PCB를 설계할 때 발생하는 EMI 문제들을 통제할 수 있는 Advice를 제공하고 Error 항목의 문제를 수정하기 위한 우선 순위 항목을 제공합니다.
EMIStream은 EMC 전문가를 위한 EMC Expert Option을 지원하고 있습니다. EMC Expert는 전문적인 EMC Engineer 또는 EMC Consultant에게 Customize된 심층적인 Threshold 값과 Parameters를 지원하여 보다 정확한 분석 결과를 제공합니다.

 

Sample Effects

Effects 1). Cost Saving

EMI 저감을 위한 반복적인 설계와 실험 그리고 불필요한 Components의 수를 줄임으로써 비용을 효과 적으로 감소 시켰습니다.


■ Before Using EMIStream
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■ After Using EMIStream
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Effects 2). Time Saving for Evaluation and Countermeasures
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EMIStream을 사용하기 전후, 개발 제품의 EMI를 측정한 실측 결과 Data로, EMIStream을 사용하기 전 350MHz와 700-900MHz대역에서 VCCI 규정을 넘어서고 있습니다. EMIStream을 이용하여 재 설계를 하여 측정한 결과 전 대역에서 VCCI 규정 이하의 EMI Noise가 측정 되었습니다.
본 개발 제품의 경우, EMIStream을 이용하여 개발 비용을 1/10로 감소시켰으며 EMI 저감을 위한 신뢰성 평가기간을 10일에서 3일로 단축 시켰습니다.

Product Lineup, Operation Environment and CAD Interfaces

■ Product Lineup
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■ Operation Environment
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■ PCB Layout CAD Interfaces
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