최근 IoT용 RF모듈 개발 과정 전반에 대해 정리하다 보니 RF모듈의 폼팩터(Form Factor) 정리와 RF회로의 수정 설계는 끝나고 PADS를 이용한 아트웍(Artwork) 진행에 대해 정리해야 하는 상황이 되었습니다.
그런데 사실상 회로만 설계하고 아트워크는 다른 사람에게 맡긴 상황이라 이러한 RF모듈 아트워크를 정리하는데 한계가 있었습니다.또한 PADS Layout 이용한 아트워크를 작은 일부터 시작하기로 결심한 이상 자료도 조금 찾고 관련 내용 공부도 조금 하다가 끌 필요성이 있어서 지금까지 진행해온 내용들을 정리합니다.
계속 보니까 예제를 하나 쓰다 보면 전체 흐름을 알 수 있었고, 부족한 부분만 심화학습을 하면 되겠다는 생각이 들었어요.
그러니까 처음부터 끝까지 한 바퀴 돌아요.즉, 회로설계->OrCAD에서 PADS 넷 리스트 추출->PADS용 넷 리스트 수정->PADS상에 부품을 올리는->배선->거버 파일 생성의 순서로 합니다.
거버파일에 문제없이 생성된 경우 PCB업체에 맡겨 결제하기만 하면 PCB가 생성됩니다.
그럼 이번에는 PADS 위에 부품을 올려 놓는 곳까지 가도록 하겠습니다.
우선 회로는 ORCAD 툴로 실시하기로 하고 그것을 이용하여 간단한 예제회로를 다음과 같이 그렸습니다.
예제회로-1위 예제회로는 하권에서 참조하였고 기타 PADS에 대한 내용도 참조하였습니다.
회로가 위와 같이 설계되어 있으면 아래의 URL에서 말씀드린 것처럼 최소 3개를 확인하여 주십시오.https://blog.naver.com/nextstone/221981873516
첫 번째가 DRC 및 ERC 체크입니다. (물론 ORC에서는 DRC에 보내고 있습니다.) 상기 URL에서 참조하여 OrCAD의 Tools/Design Rules Check를 실행하여 다음과 같이 결과에 오류가 없도록 해야 합니다.
둘째, ORCAD에서 설계한 회로에서 PADS용 네트리스트(NetList)가 올바르게 추출되었는지 확인해야 합니다.또 이 결과는 나중에 쓰는 일도 있습니다.(이것 또한 상기 URL에 상세한 내용이 기술되어 있습니다.)
아래 그림 왼쪽 하단에 빨간 상자에서 보듯이 Netlist 작성이 Done 되었다는 메시지가 나와야 하고, 파일 이름 .asc 파일을 열면 아래 그림 오른쪽의 빨간 상자와 같은 형태의 내용이 나와야 합니다.
셋째, BOM을 추출, 정리하는 것입니다.추출하기 전까지는 ORCAD 툴로 해주지만 정리하려면 인간의 힘이 필요합니다.
OrCAD의 Tools/Bill of Materials를 실행하면 아래와 같습니다.또한 아래의 BOM 추출 파일을 정리하여 편리하게 이용하고 싶다면 위의 URL을 참조하시기 바랍니다.
위 그림에서 엑셀 데이터로 추출된 BOM의 이 표시에서는 작업성에 불편한 부분이 있기 때문에 아래와 같이 정리해 주시기 바랍니다.
각 필드에는 작업을 위한 정보가 수록되어 있습니다.
이로써 OrCAD로 수정 설계된 회로가 최소한의 검증은 끝났으며, PADS Layout과 연동할 수 있도록 초보적인 PADS용 네트리스트 및 부가자료를 확보하게 되었습니다.
사실 PADS Layout 툴을 이용하여 아트웍을 한다는 것은… OrCAD에서 회로를 설계하고, 여기서 추출된 PADS용 네트리스트(Netlist)를 이용하여 PCB 제작을 위한 부품물리적 라이브러리(Physical Library)를 연계시켜 부품간의 신호선을 패턴으로 연결하는 작업을 함으로써 아트웍을 완성시키고, 그 결과물을 완성시켜서 Ghysical Librarysical Library)을 완성시켜서 만든 결과물을 완성시켜서 만든다는 것입니다.
그러면 일단 OrCAD로부터 추출된 PADS용 넷리스트(Netlist)를 PAD SLAout의 물리적 라이브러리와 연결해 보겠습니다.사전 작업에 대하고, PADS 용의 넷 리스트를 추출한 파일을 열어 보면, 다음과 같이 표시됩니다.
참고로 넷리스트용 파일을 기본적으로 파일 이름.asc입니다.
위의 PADS용 넷리스트 파일은 *.asc 파일로 표현되고 그것을 펼쳐보면 위쪽 그림 오른쪽에 빨간색 박스처럼 부품이 나옵니다.원래 이 자리에는 부품명과 연계된 물리 라이브러리가 있어야 하는데 PADS로 아트웍 작업을 하기로 했고, OrCAD 작업에서는 그런 물리적 라이브러리 연계 작업을 하지 않기 때문에 부품명만 나옵니다.어차피 PADS 환경에서 아트워크를 하는 거니까, OrCAD에서는 할 필요가 없죠.
이제 위쪽 PADS용 넷리스트를 PADS Layout으로 사용하기 위해서 올바르게 수정하겠습니다.그러면 PADS Layout을 해야 돼요
그리고 아래와 같이 File/Library를 수행합니다.
그러면 다음과 같은 다이아로그 박스가 나옵니다.여기서 위의 OrCAD에서 생성된 PADS Layout용 넷리스트에서 사용할 물리 라이브러리를 찾습니다.
예를 들어, 위쪽의 넷리스트*PART*의 첫 번째 줄에서는 C1100nF_1608이라고 표현이 되어 있는데, 이때 100nF_1608자리에는 C1이라고 하는 부품이 사용되는 PADS Layout용 물리 라이브러리로 대체가 되어야 합니다.
C110nF_1608을 0603 물리적 라이브러리로 사용하기로 결정했으면 아래 그림 빨간 박스처럼 해서 PADS Layout 환경 중에 0603과 같은 물리적 라이브러리가 있는지 확인합니다.
만약 위 그림과 같이 C1 다음에 사용할 물리적 라이브러리 0603이 있다면 아래 그림과 같이 OrCAD에서 생성한 PADS Layout용 넷리스트를 수정합니다.즉, C1이라고 하는 부품에 대해 0603이라고 하는 물리적 라이브러리에서 사용한다는 의사 표시입니다.
아래 그림 우측 메모장에서 빨간 박스가 된 것처럼 수정합니다.
이러한 작업을 원래의 넷 리스트에 있는 모든 부품에 대해 반복적으로 처리해 주시면 아래와 같습니다.
만약 원하는 부품이 없다면 만들어야 합니다.이런물리라이브러리를만드는것은일주한뒤에심화학습과정에서진행될예정이기때문에어이가없을것같은물리라이브러리를조합해서수정을해보도록하겠습니다.
위 그림 오른쪽 메모장 넷리스트 파일이 PADS Layout에서 사용할 최종 넷리스트입니다.혼동되는 것을 방지하기 위해서 파일명을 기존의 인터넷 리스트와 다른 방법으로 수정하는 것이 좋습니다.
PADS Layout용 넷리스트는 수정이 되었으므로 이렇게 수정된 넷리스트 파일을 이용하여 PADS Layout에서 아트웍을 위해 회로와 매핑된 물리적 라이브러리를 아래와 같이 File/ Import하여 업로드 합니다.
보통이면 아래 그림과 같은 모양이 나옵니다.즉, 아래 그림의 빨간색 박스처럼 물리적 라이브러리가 모여 있는 것을 볼 수 있으며, 오류가 없으면 아무런 메시지가 나오지 않습니다.
에러가 나는 경우는 Decal이 없다거나, 회로의 부품 심볼 핀 넘버가 없다거나 하는 경우였습니다.
Decal이 없다면 새로 만들어야 하는데 아직 만들지 못해 오류를 처리하고 회로 심볼에 핀번호가 없는 경우(TR의 경우 핀번호가 없는 경우가 있습니다) 심볼에 핀번호를 다시 붙여서 해결했습니다.
다시 아래 그림으로 돌아가면
이 상태에서 작업 편의성을 높이기 위해 약간의 환경을 세팅합니다.
Tools/Options를 선택하고 실행하면 아래 그림이 나옵니다.그렇게 하면, 아래 그림의 빨간 박스처럼 맞춥니다.
처음이라 궁금해도 이대로 하면 될 것 같아요
또한, 설계 단위도 Metric 으로 되어 있기 때문에 (대나무, mm 단위 처리이므로), 그리드도 아래와 같이 0.1mm 단위를 기준으로 처리하면 아구가 딱 맞습니다.
실제 작업 환경이라고 표현되는 그림들도 다 통일이 되면 편하겠죠하여작업용도0.1,디스플레이용도0.1로합니다.
이 정도 하면 PCB 외곽선, 즉 Board Outline을 설정해야 합니다.
아래 그림과 같이 PADS Layout 상단의 Board Outline and Cut Out 아이콘을 클릭하면 아래와 같이 Board Outline을 어떤 형태로 그릴 것인가라는 옵션이 있는데 보통 사각형의 Rectangle을 선택합니다.
그리고 마우스를 이용해서 사각형을 그립니다.마우스를 이용하여 1점을 누르고 드래그하면 사각라인이 나타나며, 적절한 위치에 멈추고 다시 누르면 사각 보더 라인(Boder line)이 완성됩니다.
결국 아래 그림과 같이 보드 외곽의 가장자리 라인이 표현되어 있습니다.
위 그림 중에서는 아무래도 부품이 한 곳에 집중되어 있기 때문에 배치도 할 겸 마우스로 부품을 하나씩 적당한 곳으로 이동시키면 아래 그림과 같습니다.마우스 왼쪽 버튼을 눌러 하얗게 되면 다시 선택하고 이동시킵니다.
그러면 아래 그림과 같이 부품들이 분산 배치되어 각 부품간의 백선표시(이른바, Ratsnest)에 의해 부품간의 전기적 연결되었다는 정보를 보여주고 있습니다.
위 그림이 OrCAD에서 작업한 회로를 바탕으로 PADS Layout 넷 리스트를 추출하고 추출된 1차 넷 리스트를 PADS Layout에서 사용 가능한 물리 라이브러리와 연계하여 PADS Layout 툴에 회로 연결 정보를 가진 부품을 싣고 여기에 PCB 테두리와 곽라인(Borderline)을 적용한 결과입니다.
이제 남은 것은 부품과 부품의 결선하는 것, 최종 결과의 가바 생성한 것 두 가지 정도 있다고 생각합니다.
남은 부분은 다시 한 번 살펴보고 정리하려구요.물론 부족한 부분은 소위 Decal이라고 하는 물리적 라이브러리(Physical Library)를 만드는 방법, 관리방법, 그리고 작업 중에 발생하는 오류 등에 대처하는 정도라고 볼 수 있겠습니다.
반복해서 숙련되어 가는 수밖에 없네요.