SDR 플랫폼 개발은 RF와 ADC 설계를 포함해 다양한 기술이 요구된다. 따라서 설계자는 개발에 필요한 기술력을 극복하기 위해 많은 지원 툴 및 레퍼런스 설계를 사용한다. 이 글은 설계자가 SDR 개발에서 어려움을 겪는 과제의 해결 방안에 대해 설명한다.

고성능 광대역에 최적화된 컨버터 및 이와 연결된 고속 FPGA는 성공적이고 시의성을 지닌 고속 무선 트랜시버 설계에 필요하다. 하지만 설계자는 더 많은 추가적 리소스를 필요로 한다. 부품들의 복잡성에서 기인한 부품 간 연결 형태 및 프로토콜 연동, 회로-보드 레이아웃의 미묘한 차이 등 도전적인 과제를 고려하면 ‘거의 하나의 부품으로’, 심지어는 ‘오직 하나의 부품으로만’ 시스템을 구성할 수 있다.

지금까지 SDR 플랫폼 개발을 위해서는 RF 및 ADC 설계를 포함해 디지털 하드웨어, SOC 조립, DSP 하드웨어 및 소프트웨어 개발 기술을 포함한 다양한 기술 숙련도가 요구됐다. 개발에 필요한 기술력의 차이를 극복하는 한 가지 방법은 모의실험 및 연습작업을 완료할 수 있도록 지원하는 매트랩(MATLAB)같은 지원 툴과 레퍼런스 설계를 사용하는 것이다.

예를 들어 일반적인 SDR 개발의 어려운 점은 프로그래머블 필터를 설계하는 것이다. 프로그래머블 FIR 필터 외에도 프로그래머블 TIA 필터와 로우 패스 필터, 디지털 하프 밴드 필터 역시 SDR 플랫폼 내에 존재한다. 각 필터는 부품 체인의 다음 필터에 영향을 주기 때문에 무언가가 제대로 작동하지 않을 때 설계자는 그 문제가 무엇인지 정확하게 파악하기 어렵다. 하지만 설계자가 레퍼런스 설계를 사용하면, 다른 필터 단계를 살펴보고 어떻게 각 필터 단계가 통과 대역에서 고유의 진폭 롤 오프 및 그룹 지연을 일으키는지 이해할 수 있다.

또한 ‘어떻게’, ‘어디에’ 고유의 진폭 롤 오프가 발생하고 그룹 지연이 일어나는지 이해함으로써 FIR 필터의 지연을 보상하여 디지털 기저대역 장비에 평평한 통과대역 응답을 생성할 수 있다. ADI의 위키(Wiki) 페이지는 레퍼런스 설계에 좋은 리소스가 소개되어 있다

(http://wiki.analog.com/resources/eval/user-guides/ad-fmcomms1-ebz/hardware/functional_overview).

FIR 필터 설계

설계자가 직면하는 또 다른 난제는 이전 단계부터 누적된 모든 효과를 보상할 수 있는 FIR 필터를 어떻게 설계하느냐이다. 여기서 작은 필터 설계 매트랩(MATLAB) 앱은 설계자의 송수신 FIR 필터 설계에 사용할 수 있는데, 이는 필터 체인 내에서 아날로그 및 디지털 단의 크기 및 위상 응답 분석에 도움이 된다.


개발팀은 적합한 사양을 위한 부품 선정과 평가 툴, 애플리케이션 지원, 레퍼런스 설계, 타사 노하우, 제품 등의 지원을 통해 목표 비용, 시간을 줄이는 것 외에도 여러 설계 목표를 충족할 수 있다.


이는 ADI의 인터페이스 방식인 FMC나 상용으로 시판되는 SDR 플랫폼을 사용하건 이러한 지원 도구 및 리소스의 활용은 시스템 엔지니어에게 유리한 시작점이 될 것이다.