[OrCAD v10.5] DRC & PCB Footprint 설정

# Design Rules Check & PCB Footprint

  이번 포스팅을 통해 PCB Artwork 과정 전에 Schematic에서 처리해야할 작업들을 알아보자.

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1. DRC(Design Rules Check)

  설계한 회로가 배선 규칙 등 설계 규칙에 합치하는가를 검증해주는 기능이다. 먼저 Tool bar에서 [Project manager] 아이콘을 클릭해서 Project Manager Window를 나타나게 한다.

  그리고 Project Manager Window의 SCHEMATIC 항목 하위의 도면 중 하나를 선택하여 DRC 기능을 활성화 시킨다. 아래 빨간색 네모 안에 있는 [Design rules check] 아이콘을 클릭하여 실행한다.

 아래의 [Design Rules Check] 대화상자에서 View Output 체크박스를 체크하고 [확인] 버튼을 클릭힌다.

  대화상자에서 View Output 체크박스를 체크하면 오류검사 후에 검사 결과를 다음과 같이 Notepad를 통해 보여준다. Electrical Rules부터 Bus width mismatch까지 Rule들을 검사하게 되고 error나 warning 등을 알려주게 된다. 현재 우리가 만든 회로는 두 개의 warning이 있는데 GND와 VCC가 각각 두 개 미만으로 연결되어 있다는 것이다. 이는 복잡한 회로 설계 시에 전압 값이나 Net의 이름이 잘못 정의되었을 때를 대비한 경고로 무시해도 좋다.

2. PCB Footprint 선정

 Footprint를 직역하면 '발자국'이다. 회로는 다양하고 소자역시 다양하다. 각기 다른 크기와 높이를 갖고, 허용 전력에 따라 다리의 굵기는 다르게 제작된다. 이에 맞춰서 보드에 정확한 위치에 부품을 배치하고 hole을 뚫을려면 이 부품의 Footprint(발자국) 정확히 입력해야 한다.

  원래대로라면 개발자가 이 Footprint를 설계해야 한다. 하지만, OrCAD Package에서 기본적으로 많이쓰이는 Footprint Library를 제공해준다. OrCAD Layout Plus를 실행하자.

  [Tools] → [Library Manager]를 눌러 라이브러리 매니저를 실행시킨다.

  [Library Manager]를 실행시키면 좌측에 Libraries와 Footprints가 있는 것을 확인할 수 있다. 우리가 자주사용하는 소자들의 라이브러리는 다음과 같다.

TM_AXIAL: RESISTOR, DIODE
TM_CYLND: CAPACITOR, LED
TO: TRANSISTOR

  이전 포스팅을 통해 설계했던 [스위치를 이용한 LED 제어회로]에서 우리가 입력해야할 Footprint는 저항, LED, 스위치이다. 용도와 구동환경에 따라 같은 심볼이어도 다른 크기를 갖는다. 하지만, 이번 포스팅에서는 만능기판과 빵판(Bread Board)에서 사용되는 것을 기준으로 Footprint를 선정하겠다.

  저항의 Footprint를 찾아보자. 위쪽에서 설명했던 [Library Manager]에서 TM_AXIAL 라이브러리를 선택한다. 다음의 Footprint로 선정하자. AX는 Axial 라이브러리 안에 있다는 것을 뜻하고 400X는 X축의 길이가 400이라는 것을 짐작할 수 있을 것이다. 아래에 하늘색으로 된 왼쪽 홀과 오른쪽 홀의 거리가 400을 뜻하는 것이다. 여기서 400의 단위는 mil(1 mil = 1/1,000 inch)이다. 감이 안잡히면 100 mil = 2.54 mm 즉 빵판의 두 칸 사이의 간격이다. 100은 세로의 거리이다. 034는 홀의 반지름이다. 즉 34 mil을 뜻한다.

AX/.400X.100/.034

 LED의 Footprint를 찾아보자. 일반적으로 쓰이는 다음과 같은 LED라고 가정하자. 원통형이기 때문에 커패시터와 같은 라이브러리인 TM_CYLND에서 찾자. CYLND는 실린더를 뜻한다.

  CYL은 CYLND 라이브러리 모음 안에 포함된다는 것을 뜻하며, D.300은 원통의 지름이다. LS.200은 두 개의 홀 중심 간 거리이다. 034는 위에서도 언급했듯이 홀의 반지름을 뜻한다.

CYL/D.300/LS.200/.034

  스위치의 Footprint는 BCON156T 라이브러리이다. BCON은 Block Connector를 뜻하는 것으로 커넥터 연결에 많이 사용되지만 모양이 스위치의 모양과 같으면 사용할 수 있고 설령 조금 오차가 있다면, 수정해서 사용하면 된다. 나중에 Footprint를 수정하는 법은 따로 포스팅하겠다. 다음의 Footprint를 선택하도록 하자. 

BLKCON.156/VH/TM1SQS/W.312/2

  저항, LED, 스위치 Footprint 선정이 끝났다. Footprint Library를 사용하는 것은 경험이 필요하다. 자주 사용하다 보면 어디 라이브러리 폴더 안에 있는지 금방 떠올릴 수 있을 것이다. 더불어 다양한 크기의 소자들이 출시가 되면 데이터시트를 보고 Footprint를 제작할 수 있는 능력을 길러야 한다.

3. PCB Footprint 입력 및 Netlist 생성  

  다시 OrCAD 도면으로 돌아가자. Artwork 작업을 위해서는 Netlist(Net가 어디로 연결되었는지 알려주는 정보 파일)가 필요하다. 이를 위해서는 Footprint를 입력해야 하는데 도면에서 소자를 더블클릭해서 [Property Editor]를 실행하자. (다른 방법으로는 입력할 부품들을 드래그해서 마우스 우클릭 후 [Edit Properties...]을 클릭해도 된다.)

  스크롤을 오른쪽으로 넘기다 보면 [PCB Footprint] 항목이 있다. 부품들 마다 위에서 선정한 Footprint 값들을 입력하고 창을 닫는다.

  DRC 과정에서 처럼 Tool bar에서 [Project manager] 아이콘을 클릭해서 Project Manager Window를 활성화시킨다.

  Tool bar에서 [Create Netlist] 버튼을 누른다.

  다음과 같은 창이 떴을 때 [Layout]탭에서 Option을 다음과 같이 수정한다. 혹시 OrCAD Layout이 아닌 Artwork 툴로 작업할 경우에는 [Other]탭에서 원하는 툴을 선택해서 맞는 출력파일을 생성하면 된다. User Properties are in ... 는 Artwork에서의 표준 단위를 선택하는 것이다. 설정을 확인하고 [확인]버튼을 누르면 *.mnl 파일이 생성된다.

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  OrCAD Capture CIS에서 할 작업은 이로써 끝이다. 다음 포스팅에서 OrCAD Layout Plus를 통해 Artwork 작업에 대한 내용을 다루도록 하겠다.