Cognitive Thinking Characteristics in Concept Representation Process of Designers

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 미술대학 디자인학부 디자인전공, 2019. 2. 박영목.디자이너만의 독특한 사고방식을 디자인 사고라고 일컫는다. 디자이너들이 다른 전문가들과 다른 지식 체계를 가지고 다른 방식으로 생각하는 경향이 있다는 점에 여러 학자들은 주장한다(Cross, Christiaans and Dorst, 1996/Lawson, 2005). 디자인 사고라는 추상적인 주제를 연구하기 위해서는 디자이너가 무엇을 알고 있고, 어떻게 생각하는지 관찰해야 한다. 그러나 디자이너의 머릿속에서 내재적으로 정보가 처리되는 과정을 직접적으로 관찰하고 분석하기는 현실적으로 불가능하다. 본 연구는 디자이너가 머릿속에 떠올렸던 개념이 현실 공간에서 시각적으로 표현되는 과정에서 디자이너가 어떻게 생각하는가?라는 질문에서 출발하였다. 연구의 목표는 디자이너의 생각, 의도의 집합인 콘셉트(concept)라는 추상적인 정보가 디자인 행위를 거쳐서 상징적인 글이나 형태를 묘사하는 스케치와 같은 표현물(representation)로 재현되는 과정에서 디자이너의 사고 특성을 규명하는 것이다. 디자인 콘셉트가 반영되어진 표현물을 직접 관찰하고 표현물들의 관계를 파악하면 콘셉트가 표현되는 과정에서 정보들이 처리되는 특성, 패턴, 구조의 가능할 것이라는 전제를 가졌다. 연구 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 절차에 따라서 조사를 진행하였다. 먼저 디자인 사고의 개념, 디자인 콘셉트 표현 방법을 이론적으로 고찰하였다. 관찰과 분석 방법, 실험 체계를 정립하기 위해서 인지과학의 이론, 디자인 행위 관찰 기법, 프로토콜 분석법(protocol analysis), 네트워크 분석 방법(network analysis) 등을 조사하였다. 조사 결과 현재까지의 디자인 사고 선행 연구들은 경험 많은 디자이너를 인터뷰하거나, 디자인 행위 과정을 참여자 스스로 보고하게 하거나, 디자인 결과물 중심으로 요소를 분절하여 분석하는 방법이 주류를 이루었다. 디자인 사고 연구들이 본격적으로 관심을 받기 시작한 시점이 불과 25년 정도로 상대적으로 짧고, 경험적 연구의 표준화된 절차 및 체계가 정립되어 있다고 볼 수 없다(Dinar, 2015). 이에 연구자는 연구 목적을 달성하기 위해서 기존의 방법들을 부분적으로 차용하고 혼합하여 디자인 콘셉트 표현물을 입체적으로 분석하기 위한 실험을 설계하였다. 연구에서 수행 하였던 실험은 실제 디자이너를 대상으로 디자인 과제를 제공하고 행위 과정 및 결과를 관찰하는 통제된 실험관찰법이다. 실험은 대략 세 달에 걸쳐서 초보자 그룹과 전문가 그룹의 참여자 8명을 대상으로 참여자별로 2차례씩 16번 진행되었다. 실험 과제는 새로운 형태의 조명 디자인을 목표로 참여자들이 머릿속에 떠올린 콘셉트를 조형적으로 표현하게 유도하였다. 참여자들은 최초 떠올렸던 콘셉트를 글로 적고, 콘셉트와 어울리는 이미지를 검색하고, 스케치로 표현하였는데, 이때 표현 행위를 분리하고 시간을 통제하였다. 실험이 완료된 시점에 참여자의 표현 의도와 표현물 간의 관계를 파악하기 위해서 심층 인터뷰 형식의 사후 프로토콜(retrospective protocol)을 수행하였다. 실험에서 수집된 자료를 분석하기 위해서 참여자별, 차수별, 표현 형식별, 시간 순으로 자료를 개별화하고 정렬하여 코딩(coding)하였다. 비디오 녹화된 프로토콜 자료를 토대로 참여자의 표현의도와 표현물 사이의 관계를 확인하였다. 표현물 정보의 연결 관계를 측정하고 분석하기 위해서 네트워크 분석 패키지인 제피(Gephi. 0.9.2)를 활용하였다. 16개 사례의 코딩을 개별적인 노드로 간주하여 디자인 콘셉트 표현물의 관계를 시각화하여 네트워크 그래프를 생성하였다. 사례별 네트워크의 특성을 나타내는 연결 정도, 밀집도, 지름, 콤포넌트, 평균 거리 등의 지수를 측정하고, 링크 분석(link analysis), 클러스터링(clustering) 분석, 구조 분석을 수행하였다. 분석 결과 표현 시퀀스가 시작되는 시점에서 표현되었던 콘셉트의 의미 범주가 표현 시퀀스가 완료된 시점에서 표현되었던 콘셉트의 의미 범주와 비교했을 때 유의미한 수준에서 불일치되었다. 콘셉트 표현물의 생성 순서에 따라서 특정 표현물에 연결이 집중되면서 디자인 콘셉트의 의미 범주의 생성과 분화에 영향을 끼치는 현상이 자주 관찰되었다. 그러나 표현이 진행되면서 다른 정보들과 더 이상 연결을 짓지 못하는 고립되는 표현물도 자주 관찰되었다. 네트워크 그래프는 표현이 진행되면서 여러 개의 하위 콘셉트로 조합되거나 분화되면서 유동적으로 변화하는 현상이 관측되었다. 사례별로 네트워크의 클러스터의 개수, 구조, 밀집도에서 편차를 보였다. 분석 결과를 토대로 디자인 콘셉트 표현 과정의 사고 특성을 설명하는 모형을 작성하였고, 콘셉트 표현 과정의 상호작용 특성, 정보의 연결 패턴, 콘셉트의 구조적 특성을 도출하였다. 마지막으로 연구 결과의 시사점을 도출하고 디자인 교육 및 실무에 적용 가능성을 논의하였다.목 차 제 1 장 서론 제 1 절 연구의 배경 제 2 절 연구의 목적 제 3 절 연구의 범위 제 4 절 연구의 체계 제 2 장 디자인 사고의 이론적 고찰 제 1 절 디자이너의 전문성 2.1.1 디자인 전문성 2.1.2. 디자이너 작업 모델 제 2 절 디자인 사고의 개념 2.2.1 비즈니스 관점의 디자인 사고 2.2.2 창의적 융합 관점의 디자인 사고 2.2.3 문제 해결 관점의 디자인 사고 2.2.4 디자인 프로세스와 방법 관점의 디자인 사고 2.2.5 다양한 사고의 균형 관점 2.2.6 행위 관점의 디자인 사고 2.2.7 국내의 디자인 사고 연구 동향 제 3 절 인지적 관점의 디자인 연구 체계 제 3 장 디자인 콘셉트와 표현 행위의 이론적 고찰 제 1 절 디자인 콘셉트의 정의 및 수준 3.1.1 디자인 콘셉트의 개념 3.1.2 디자인 콘셉트와 디자인 조건 3.1.3 디자인 콘셉트의 수준 제 2 절 디자인 콘셉트 표현 행위 및 방법 고찰 3.2.1 디자인 콘셉트 표현 3.2.2 디자인 콘셉트 표현 방법 제 3 절 디자인 표현 행위 관찰 및 분석 방법 3.3.1 고엘(Goel)의 연구 방법 3.3.2 프래츠(Prats)의 연구 방법 3.3.2 수와(Suwa)의 연구 방법 3.3.2 코딩을 적용한 연구 방법들 제 4 절 소결 제 4 장 연구 기반 지식 및 분석 방법 고찰 제 1 절 인지심리학 지식 4.1.1 인지와 인지 작용 4.1.2 정보 처리 모델 제 2 절 인지 및 사고이론의 고찰 4.2.1 연결주의(Connectionism) 모형 4.2.2 휴리스틱스(heuristics) 4.2.3 인지적 유연성 이론(Cognitive Flexibility Theory) 제 3 절 인지적 관점의 연구 방법 4.3.1 통제된 실험실 관찰법 4.3.2 프로토콜 분석(Protocol analysis) 제 4 절 네트워크 분석 및 시각화 방법 4.4.1네트워크(network)의 개념 4.4.2 네트워크 분석의 개념 4.4.2 네트워크 그래프(network graph) 4.4.3 네트워크 분석 절차 4.4.4 링코그래피 (linkography) 제 5 장 실험 설계 및 분석 방법 제 1 절 실험 설계 5.1.1. 실험의 개요 5.1.2 실험의 관찰 방법 5.1.3 실험의 관찰 범위 제 2 절 예비 실험 결과의 반영 5.2.1 예비 1차 실험 5.2.2 예비 2차 실험 제 3 절 본 실험 설계 5.3.1 실험 참여자 5.3.2 참여자에 대한 안정성 및 윤리성 배려 5.3.3 실험의 과제 5.3.4 자료의 수집 5.3.5 프로토콜 분석 제 4 절 분석 방법 5.4.1 분석의 개요 5.4.2 코딩 체계 5.4.3 코딩의 연결 5.4.4 네트워크 그래프 작성 제 6 장 분석 결과 제 1 절 코딩 정렬 및 내용 분석 6.1.1 코딩 정렬 6.1.2 T 코딩 내용 분석 6.1.3 M 코딩 내용 분석 6.1.4 S 코딩 내용 분석 6.1.5 S T, M, S 코딩들 간의 의미 관계 제 2 절 코딩 측정 결과 6.2.1 전체 사례의 코딩 결과 6.2.2 참여자별 코딩 결과 비교 6.2.3 그룹별 코딩 결과 비교 제 3 절 네트워크 그래프 측정 결과 6.3.1 네트워크 그래프의 형태 구조 6.3.2 네트워크 그래프 측정 결과 제 4 절 링크 분석 결과 (Link analysis) 6.4.1 Exp_A_2 사례의 링크 분석 결과 6.4.2 Nov_G_2 사례의 링크 분석 결과 6.4.3 링크 분석 결과 종합 제 5 절 클러스터링 분석 (Clustering Analysis) 6.5.1 클러스터링 결과 6.5.2 클러스터 그래프의 측정값 6.5.3 초보자와 전문가 그룹의 클러스터링 비교 6.5.4 클러스터의 구조 및 관계 분석 6.5.5 클러스터의 유형 도출 제 6 절 분석 종합 및 소결 제 7 장 결과의 해석 및 적용 가능성 제 1 절 디자인 콘셉트 표현 사고 모형 제 2 절 콘셉트 표현 과정의 패턴 제 3 절 시사점 및 적용 가능성 제 8 장 결론 참 고 문 헌 AbstractDocto

인지적 관점의 디자인 사고의 해석 및 디자인 방법 개발 가능성 모색

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 디자인학부 디자인전공, 2014. 2. 박영목.오늘날 디자인은 물리적 형태를 디자인하는 것을 넘어서 사용자 경험의 가치에 주목하고 있다. 그러나 사용자의 감정과 생각은 가시적으로 관찰 할 수 없고, 표면적으로 드러나는 결과가 내면을 드러낸다고 볼 수도 없다. 이에 디자인은 겉으로 드러나는 사용자 반응 이라는 정보를 통해서 사용자가 어떻게 생각하는지 감정의 스펙트럼을 유추하고 이를 재조립하는 마음의 역설계 과정으로 볼 수 있다. 비슷한 시각에서 디자인 과정은 디자이너가 현실의 지각 가능한 정보들을 인식하고 기억 속의 지식과의 조합을 통해서 새로운 이미지를 생성하는 정보의 설계 과정으로 볼 필요성이 있다. 본 논문에서는 학문과 디자인 영역에서 인간의 인식과 인지 작용이 중요한 가치로 대두되는 현상 및 변화의 흐름을 선행 연구로 고찰하였다. 20 세기를 기점으로 학문의 거시적 패러다임은 자연과 우주, 모든 대상과 현상은 그것을 바라보는 관점에 따라서 상대적, 가변적으로 해석될 수 있고, 이는 인간의 주관적인 인식과 인지 작용에 근거한다는 인지중심 패러다임으로 변화했음을 확인할 수 있었다. 이러한 변화에 대응하여 디자인 영역에서도 기능을 위한 합목적성과 생산성, 효율성을 강조하는 관점에서 인간의 주관적인 인식과 인지 작용에 기반한 인간중심적, 감성적, 서술적 가치에 주목하고 있음을 알 수 있었다. 이에 디자인 과정과 활동을 바라 봄에 있어서, 기존의 분석적, 물질지향적인 관점에서 벗어나서 디자이너의 인지와 사고의 관점에서 해석해야 할 필요성을 인식할 수 있었다. 디자인 사고의 인지적 해석을 위한 기반 연구로 인간의 인식과 인지 작용, 사고를 연구대상으로 하는 인지 관련 학문의 개요와 연구 흐름, 이론에 대해 고찰하였다. 이를 통해서 인지적 관점의 디자인 사고의 해석 방향으로 정보 처리 과정으로서의 디자인 활동의 해석, 인간의 인지 자원의 한계, 이중 부호화 이론을 통한 이미지/의미 정보의 특성, 인간의 사고 시스템의 직관적, 분석적 사고 특성을 본 연구의 분석의 방향으로 설정하였다. 도출된 분석 방향을 토대로 디자인 사고를 인지적으로 해석하기 위한 분석 틀로 디자인 시스템 인지 모델을 작성하였고, 이를 통해서 디자인 프로세스를 정보처리 관점으로 해석하고 디자인 사고의 특성을 도출하였다. 디자인 프로세스를 정보의 탐색, 해석, 생성의 정보 처리 과정으로 해석하면, 프로세스의 경계에서 디자인 정보가 서로 반영되고 상호작용을 통해서 연결됨을 알 수 있었다. 디자인의 대표적인 활동인 조형 컨셉의 도출, 디자인 스케치, 디자인 안의 비교 및 평가를 인지적인 관점에서 해석하였고, 이를 통해서 세 가지 디자인 사고의 특성을 도출하였다. 도출된 디자인 사고의 특성은 첫째, 디자인 사고는 이미지정보와 의미정보의 표상과 연상, 추론, 조합의 인지 처리과정을 거쳐서 새로운 이미지정보를 생성하는 정보처리의 과정임을 알 수 있었다. 둘째, 디자인 사고는 휴리스틱적인 빠르고 직관적인 사고와 함께 논리적인 추론에 의한 분석적 사고의 시스템의 조합이라는 것을 알 수 있었다. 셋째, 디자인 사고는 가능성을 넓히고 새로운 패턴을 생성하는 확산적 사고와 이를 통해서 발산된 생각과 가능한 해법 중 가장 유용하고도 적절한 것을 가려내는 수렴적 사고가 교차되고 반복되는 동적평형의 과정임을 알 수 있었다. 종합적으로 디자인 과정에서는 앞서의 세 가지 인지 특성이 상호 작용하면서 창의적인 아이디어와 이미지가 생성 됨을 알 수 있었다. 도출된 디자인 사고 특성을 기반으로 인지적 관점의 이미지 맵핑을 제안하고, 그 활용 예를 제시함으로써 인지 기반의 디자인 방법의 개발 가능성을 모색하였다. 인지적 관점의 이미지맵핑은 다음과 같은 인지적 요소를 고려하였다. 먼저 사전 준비 단계에서는 디자이너들 간의 조형 컨셉의 해석의 차이, 표상의 차이를 극복하기 위해서 수렴적 사고의 특성을 활용하여 조형 언어에 의해서 연상되는 이미지를 공유하고, 구체화하는 과정을 거친다. 이미지 브레인스토밍 단계는 인지적 기본 수준인 전형성을 출발점으로 설정하고, 이미지를 배치하는 방식에서 조형 유사성을 기준으로 하였는데, 이는 이미지의 재인을 통한 직관적 해석과 연상을 통해서 디자이너의 확산적 사고를 가능하게 할 수 있다. 또한 이미지를 확산해 나가는 기준으로 인지적으로 구별이 쉬운 조형적 특징을 기준으로 제시함으로써 이미지를 인식하면서 생길 수 있는 정보의 혼재로 인해 생기는 인지 처리의 부담을 줄일 수 있을 것이라 예상된다. 작성된 이미지맵은 조형 유사 속성과 조형 키워드를 통해서 다차원에서 해석이 가능한데 이는 분석적 사고와 논리적 인지 처리의 수렴적 사고의 특성이 고려되었다. 본 연구에서 제안 된 인지적 관점의 이미지 맵핑은 의미정보인 조형 언어를 이미지정보로 환원하고 이를 재해석함으로써 새로운 조형 컨셉를 도출하는데 도움이 될 수 있을 것이라 예상된다.제1장 서론 1 제1절 연구의배경 1 제2절 연구의목적 3 제3절 연구의범위및체계 4 제 2 장 디자인 및 제 학문의 인지중심 패러다임으로의 변화 고찰 ......................................................7 제 1 절 학문 분야에서의 변화.............................................................7 2.1.1 철학/인문 .................................................................................8 2.1.2 자연/공학 ...............................................................................14 2.1.3 경제/사회 ...............................................................................18 2.1.4 미학/예술 ...............................................................................22 2.1.5 소 결 .....................................................................................27 제 2 절 디자인 영역에서의 변화 ....................................................28 2.2.1 인지중심 디자인의 배경 .................................................28 2.2.2 인지중심 디자인의 등장 .................................................30 2.2.3 소 결 .....................................................................................34 제 3 장 인지 관련 학문의 개요 및 디자인 적용 가능성...............36 제 1 절 인지 및 인지 관련 학문의 개념 고찰 ...........................36 3.1.1 인지의 개념 ...........................................................................36 3.1.2 인지 관련 학문의 연구 방법 ..........................................37 3.1.3 인지 관련 학문 영역과 분류 ..........................................38 제 2 절 인지 관련 학문의 흐름 고찰 .............................................40 3.2.1 인지 학문의 배경 ................................................................40 3.2.2 인지 학문의 형성 ................................................................43 3.2.3 인지 학문의 발전 ................................................................44 3.2.4 소결 및 시사점 도출 ........................................................46 제 3 절 인지 관련 학문의 이론 고찰..............................................48 3.3.1 인지 체계 및 인지 구성요소의 개념 .........................48 3.3.2 인지 구성요소의 종류 및 특성 ....................................49 3.3.3 인지 관련 학문의 이론 및 모형의 고찰.....................59 제 4 절 소 결 : 디자인 사고의 인지적 해석 가능성 ...............69 제 4 장 인지적 관점의 디자인 사고 해석 .......................................74 제 1 절 디자인 프로세스 및 활동의 고찰 ....................................74 4.1.1 디자인 프로세스의 이해 ..................................................74 4.1.2 디자인 활동의 고찰 ...........................................................77 4.1.2 디자인 시스템 인지 모델 ................................................80 제 2 절 디자인 프로세스의 인지적 해석 .....................................89 4.2.1 정보처리 과정으로의 해석 .............................................89 4.2.2 정보처리 특성으로의 해석 .............................................97 제 3 절 디자인 활동별 인지적 해석 ............................................103 4.3.1 조형 컨셉의 도출 ............................................................103 4.3.2 디자인 스케치 ...................................................................105 4.3.3 디자인 안의 비교 및 평가 ............................................107 제 4 절 디자인 사고의 인지적 특성 ...........................................109 4.4.1 이미지정보와 의미정보의 연결 ..................................109 4.4.2 직관적 사고와 분석적 사고 시스템의 조합...........111 4.4.3 확산적 사고와 수렴적 사고의 동적 평형 ..........,....114 4.4.4 소 결 : 인지적 관점의 디자인 사고 특성 ........,.....119 제 5 장 인지적 관점의 디자인 방법 개발 가능성 모색 ............120 제 1 절 인지적 관점의 디자인 방법의 방향 .............................120 5.1.1 기존의 이미지 맵핑 기법의 고찰 ...............................120 5.1.2 인지적 관점의 이미지 맵핑의 제안 방향 ...............126 제 2 절 인지적 관점의 이미지 맵핑의 제안 .............................128 5.2.1 사전 준비 ..............................................................................128 5.2.1 이미지 브레인 스토밍 ......................................................131 5.2.3 이미지 맵의 해석 ...............................................................138 제 3 절 소 결 .............................................................................147 제 6 장 결 론 ........................................................................................150 참고 문헌 ....................................................................................................154 Abstract .......................................................................................................157Maste

A multiplex and sensitive SNP genotyping assay using multi-color fluorescence labeled ligase detection reaction-based mismatch discrimination and CE-SSCP

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Multiplex Genotyping Method for SNPs Using Ligation-Based Mismatch Discrimination

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Multiplex, sensitive and quantitative SNP genotyping method using multi-color fluorescence labled ligase detection reaction and high resolution CE-SSCP

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상압소결에 의한 SiC-AlN계의 상관계와 미세구조 변화

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :무기재료공학과,1995.Maste

Amultiplex SNP genotyping method using ligase detection reaction-based mismatch discrimination and CE-SSCP

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Development of Multiplex SNP Genotyping Method Using Ligation-based Reaction Coupled with High Resolution CE-SSCP

DoctorSingle nucleotide polymorphisms (SNPs) are defined as DNA sequence variation containing single base substitution, small deletions or insertions that are present in at least 1% of population. SNPs have been found to be associated with disease susceptibility. Notably, SNPs account for about 90% of all human genetic variations. Numerous researchers have devoted years to developing SNP genotyping methods as validation tool for disease-related SNP marker candidates and diagnostic method using them. For the development of clinically useful genotyping method for SNP markers, accuracy, simplicity, sensitivity, and cost-effectiveness are the most important criteria. Among the developed many detection methods to date, Sequencing-based methods and real-time PCR based methods are widely used for SNP genotyping. However, both have low multiplexing power. As alternatives, single-base extension based methods have been developed for multiplex analysis, but they suffer from complicated procedures or error-prone detection methods. Although ligation dependent methods are considered the simplest multiplex genotyping method for SNPs, multiplex assays using this method are limited by the detection method and mismatched hybridization cannot be often discriminated at the SNP sites. In addition, sensitivity is not guaranteed by the ligation reaction alone. Although capillary electrophoresis (CE) is an attractive alternative to error-prone hybridization-based detection, the multiplex assay process is complicated because of the size-based DNA separation principle. In this dissertation, a novel SNP detection method by using improved ligation-based reaction coupled with high resolution CE-based single strand conformation polymorphism (SSCP) are developed as an accurate, sensitive and simple multiplex genotyping technology. To improve ligation reaction method, here we introduced various strategies to enhance accuracy, multiplex capacity, sensitivity, and precision of the analysis for a number of SNPs spread in the specific genes. First, to improve the specificity of the ligation reaction for discrimination of mismatched hybridization at SNP sites, strategies using optimization of ligation reaction condition and thermostable ligase which have activity near the melting temperature of probes. As a result, mismatched hybridizations were efficiently discriminated and specific SNP allele targets were successfully detected by optimizing ligation time and ligase concentration. Second, as strategies to improve the sensitivity and multiplexity of SNP detection, ligase detection reaction (LDR), ligase-dependent amplification, using three-different dyes labeled probes was introduced. The approaches are demonstrated that is sufficiently sensitive SNP detection without exponential amplification after ligation reaction and is a feasible validation tool for quantitative and multiplex population studies of SNPs. Lastly, the precisely detection of ligation-based reaction for a number of SNPs spread in the specific genes defined as highly polymorphic regions was improved to be good enough for discrimination of multiple SNPs on a single codon. To accomplish this, we employed gap filling ligation reaction and gap-forming probes to target highly polymorphic regions. By this approaches, closely multiple highly polymorphic regions could be accurately and simply analyzed without non-specific hybridization

A Study on Signal Integrity Analysis and Electromagnetic Interference Reduction Methods of PDP Module

DoctorElectromagnetic compatibility(EMC)는 의도하지 않은 전자파의 방출을 최소화하여 다른 전자기기에 전자파 간섭 현상을 일으키지 않고, 외부로부터의 전자파간섭에 영향을 받아도 오동작하지 않는 상태를 말한다. 즉, 전자파 간섭(electromagnetic interference: EMI) 발생이 적거나, 감수성(electromagnetic susceptibility: EMS) 또는 내성(immunity)이 좋은 상태를 의미한다. 전자기기 설계 시 EMC를 고려한 설계 과정이 반드시 필요한데, 기기의 올바른 동작 뿐만 아니라, 기기의 EMI 측정레벨이 국제 전기 표준 규격인 FCC와 CISPR의 규격을 만족해야 한다.신호 무결성(signal integrity : SI)은 신호 송수신 시 발생하는 모든 장애 현상을 의미한다. 대표적인 SI 이슈는 고속 전송 선로에서 흔히 발생하는 신호선 사이의 크로스토크 문제, 특성 임피던스 변화에 의한 종단에서의 반사 문제, 고속 스위칭 시 발생하는 노이즈 문제 등이 있다. 위와 같은 SI 현상은 EMI를 증가시키는 중요한 원인이 된다.PDP TV는 40인치 이상의 대형 디스플레이 장치로써, 고압의 구동 전류로 동작한다. 고압의 전류가 전면의 패널을 따라 흐를 때, 전극 구조는 효과적인 안테나로 동작하여 전자파 방사의 주된 원인이 된다. PDP TV에 대한 전자파 규격 만족을 위한 저감 방법에 대한 연구는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 PDP 모듈에 대한 EMI 저감 방법에 대한 연구를 목표로 한다. PDP 모듈의 기본적인 EMI 특성과 방사 원인에 대해 분석하고, SI 개선을 통한 EMI 저감 방법에 대한 연구 방법을 소개하였다.Chapter 1은 EMC 현상에 대해 소개하는 장으로써, PDP TV의 기본적인 EMC 및 SI 문제에 대해 언급하고, EMC 설계의 필요성에 대해 살펴보았다.Chapter 2는 PDP 모듈의 EMC 특성에 대해 분석하였다. 먼저, PDP 모듈의 구동 원리 분석을 통한 방사 메커니즘에 대해 기술하였다. 또한, 전면 전극에 흐르는 전류 흐름 분석을 통한 EMI 방사 특성을 예측하였다. 공통 및 차동 모드에서의 방사 특성 분석은 패널로부터 방사되는 EMI의 방향 및 소스 타입을 분석하는데 반드시 필요한 과정이다. 마지막으로, PDP 모듈의 30MHz 이하의 저주파 대역에서의 방사 특성을 분석하였다. PDP 모듈의 3m 거리 측정 및 near field probe 측정을 통해 저주파 대역에서의 방사 위치 및 원인을 분석하였다. 분석 결과, 1.5MHz 영역에서 가장 높은 방사량을 나타내고, Y / Z 보드에서 문제가 발생하는 것을 알 수 있다.Chapter 3는 PDP 모듈의 SI 특성에 대해 살펴보았다. SI 시뮬레이션 해석을 위해 Ansoft 제품의 상용 해석 툴을 이용한 full channel simulation (FCS) 기법을 소개하였다. PDP 모듈의 PDP data differential signaling (PDDS) 채널에 대해 FCS 기법을 적용하였고, transient 해석을 통해 그 효과를 검증하였다. 400Mbps 이상의 고속 데이터 전송에 대한 신뢰성 확보를 위해 PDDS 채널의 SI 최적화 작업을 진행하였다. 또한, flexible flat cable(FFC)에 대해 특성 임피던스 매칭을 위한 설계 방안을 연구하였고, 채널 사이의 크로스토크 저감을 위한 채널 설계에 대해 살펴보았다. 마지막으로, SI 개선을 위해 다층 PCB의 mesh 그라운드 설계 방법을 제안하였다. 제안한 구조는, 기존의 90도 코너를 가지는 mesh 구조에서 모서리 부분을 둥글게 처리함으로써 모서리에서 발생하는 신호 감쇠 효과를 최소화하였다. 위와 같은 구조는 다양한 시뮬레이션 및 측정을 통해 그 효과를 검증하였다.Chapter 4는 크로스토크 저감을 위한 guard trace 구조에 대해 소개하였다. 기존 guard trace 구조의 문제점들을 보안한 두 종류의 guard trace를 소개하였다. 기존의 그라운드에 연결 된 via가 일정 간격으로 위치해 있는 guard trace는 slot이 있는 PCB 구조에서 많은 설계 제약이 따르는데, 위와 같은 문제를 해결하기 위해 불규칙적인 간격으로 via를 위치한 guard trace 설계 방법을 제안하였다. 제안한 구조는, slot 구조에 가장 인접한 위치에 두 개의 via를 위치시킴으로써 낮은 임피던스를 가지는 return path를확보하였다. 다양한 측정을 통해 제안한 구조의 전체적인 SI 및 EMI 특성이 향상되는 것을 확인하였다. 또한, far-end crosstalk(FEXT)를 저감하기 위해 via가 없는 주기적인 사각 홈이 있는 새로운 guard trace 구조를 제안하였다. 기존 구조에 비해 mutual capacitance 값을 증가시켜 FEXT를 저감시켰다. 테스트 보드 제작 및 측정을 통해 제안한 구조의 FEXT 저감효과를 증명하였다.끝으로, Chapter 5에서는 이 논문의 중요한 결과를 요약 및 기술하였다.In the field of electrical engineering, a simple definition for electromagnetic compatibility (EMC) refers to the ability of electrical devices, equipment, and systems to operate satisfactorily in its electromagnetic environment, without causing or suffering unacceptable degradation due to electromagnetic interference (EMI) caused by undesired radiation field or conducted voltages and currents. Designing for EMC before it can be produced means that the device is required to meet the legal requirements for all the countries in the world such as those set by FCC and CISPR. Signal integrity (SI) refers to all the problems in high-speed designs such as ground/power bounce, crosstalk, reflection, and switching noise. These SI problems may lead directly to an EMI problem. Understanding and solving these problems before they occur will help reduce the cost and time spent in the project cycle.Plasma display panel (PDP) is a significant EMI source from its large panel sizes and the huge amount of driving current on its electrodes. High voltage currents flowing through the front panel are operated as multi-monopoles, or loop antenna devices with vertical and horizontal polarization fields, which can be radiated emission sources. It is important that PDP products ensure proper performance in an electromagnetic environment, maintaining an acceptable EMC.The main objective of this dissertation is to analyze EMC issues and to propose some EMI reduction techniques for PDP module related to SI problems. This dissertation consists of five chapters.Chapter 1 is the introduction of EMC and SI issues on PDP module. A basic description of radiation mechanisms and coupling paths are presented, and the value of EMC design with proper SI design is investigated.Chapter 2 discusses the topics related to EMC characteristics of PDP module. The PDP’s operation mechanisms in its unit cell are investigated briefly to explain the radiation effects emitted from the multi-electrodes on its panel. In order to analyze the emission effects from the front panel during the sustain pulse and the address pulse, the current distribution factors on the three electrodes are calculated in the lumped and distributed models. The common and differential mode radiation characteristics are also researched to find and predict the type and the direction of the emission source radiated from the PDP panel. Finally, the low-frequency radio frequency interference issues, which often cause great trouble to amateur radio operators, are investigated using the 3m distance and near-field probe measurements. The results indicate that Y sustain board and Z board emit high noise levels at about 1.5MHz that may damage the operation of a radio transceiver.Chapter 3 introduces SI topics for PDP module. There are two main topics : how to design and model the real interconnects and how to improve SI of PDP module. First, full channel simulation (FCS) or co-simulation techniques are proposed. PDP data differential signaling (PDDS) channel on control board and X board are analyzed using FCS method. To verify the accuracy of all the components and interconnects, PDDS channels are measured in the time domain. The measurement results are in good agreement with the results from FCS.In order to improve SI of PDDS channels for high speed data transfers over 400Mbps or 800MBps, flexible flat cable are analyzed using FCS analysis. The optimized width and spacing of the channels and the modified FFC structures are proposed to minimize the signal distortion. Mesh ground structures using circular or rounded-corner aperture shapes on printed circuit board (PCB) are proposed and demonstrated to be superior to the conventional square-mesh apertures.Chapter 4 proposes the two modified guard trace structures : a guard trace with irregularly-spaced multi-vias and a guard trace with double-sided periodic grooves. First, the design of conventional guard traces with regularly-spaced vias for slotted ground plane may have some problems due to the slots in the ground plane. Modified guard traces using irregularly-spaced vias to solve these problems for the slotted ground planes are introduced. Experimental results prove the effectiveness of this method in improving the performance of SI. Furthermore, the reduced loop size of the ground plane of the proposed design reduced the amount of radiated emissions.Second, a novel guard trace with double-sided periodic grooves is proposed to effectively reduce far-end crosstalk (FEXT) between coupled traces. Through simulation and experiment, it is proved that the groove shapes on the guard trace are effective in increasing the mutual capacitance (with little change to the mutual inductance) when compared with the conventional guard trace. Chapter 5 is the conclusions of this dissertation. The most important results of this dissertation are summarized