인프런 커뮤니티 질문&답변

안녕하세요, 답변 남겨드립니다.

먼저 XO 라인에 위치한 R1 저항은 일반적으로 "damping resistor" 또는 "load isolation resistor"로 불리며, 크리스탈 발진기의 안정적인 동작과 EMI 억제를 위한 목적에서 삽입됩니다. 이 저항은 발진 회로에서 드라이브 강도를 조절하거나 링잉(ringing)을 억제하는 역할을 합니다.

예를 들어, PHY 칩의 내부 발진기가 CMOS 버퍼 구조로 되어 있을 경우 XO 라인에 출력 스트레칭이 발생할 수 있고, 이로 인해 EMI가 유발되거나 발진이 불안정해질 수 있습니다. 이런 경우 XO 핀에 0~100 Ω 사이의 저항을 삽입하여 파형을 다소 둔화시켜 EMI 성능을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 33 Ω 또는 47 Ω을 사용하는 것이 실무에서 자주 보이며, 크리스탈 제조사의 권장사항이나 PHY 칩의 레퍼런스 디자인에 따라 결정됩니다. 간혹 발진이 어려운 환경에서는 R1을 0 Ω으로 연결하고, 실제 bring-up 과정에서 파형을 확인 후 조정하기도 합니다.

이러한 저항이 회로도에 명확히 언급되지 않는 경우는 많습니다. 그 이유는 실무에서는 제조사 레퍼런스 디자인, 어플리케이션 노트, 혹은 엔지니어의 경험 등을 바탕으로 삽입 여부를 결정하기 때문입니다. 예컨대 TI나 Microchip의 PHY 설계 가이드라인에 따라 삽입한 후, 오실로스코프로 XO 핀 파형을 확인하면서 적절한 저항값을 튜닝합니다.

다음으로 글로벌 라벨의 입출력 설정에 대해서 말씀드리겠습니다. 회로도 작성 시 Net Label에 Input/Output/Bidirectional 등의 설정을 넣는 이유는 주로 회로 시뮬레이션, 전기적 Rule Check(ERC), 문서화 품질 향상 등의 목적입니다. 이 방향성은 보통 핀의 기능에 기반하며, 그 기준은 다음과 같습니다:

• "Input"은 외부에서 내부로만 신호를 받는 경우 (예: RESET_N, RX, EN)

• "Output"은 내부에서 외부로만 신호를 보내는 경우 (예: TX, CLK_OUT)

• "Bidirectional"은 양방향 통신이 가능한 경우 (예: I2C SDA/SCL, MDIO)

그러나 RESET 핀과 같이 동작 모드에 따라 방향성이 바뀌는 핀은 다소 애매한 경우가 많습니다. 예를 들어, 일부 MCU나 PHY 칩의 RESET 핀은 정상 상태에서는 Output으로 내부 상태를 알리고, 초기화 시에는 외부에서 강제로 Low로 입력할 수도 있어 Bidirectional으로 볼 여지도 있습니다. 하지만 대부분의 설계자는 해당 핀이 주로 "Input"으로 동작한다고 판단하여 그렇게 설정합니다. 이는 실무자의 판단 기준이나 회로 해석 습관에 따라 달라질 수 있으며, 일관성 있게만 사용된다면 큰 문제는 되지 않습니다.

결론적으로, 크리스탈 회로의 세부 소자나 글로벌 라벨의 방향 설정은 데이터시트뿐 아니라 어플리케이션 노트, 레퍼런스 디자인, 그리고 엔지니어의 실무 경험과 튜닝 능력에 크게 의존합니다. 설계 초기에는 정확한 기준 없이 보이더라도, 점차 다양한 칩과 회로에 대한 이해가 쌓이면서 명확한 판단 기준을 가지시게 될 것입니다.