회로도 설계 부품의 입력과 배선 및 Netlist 작성

OrCAD에서 부품을 입력하고 배선하는 과정을 공부하면서 정리를 해본다.

회로도 설계 부품의 입력

회로도 설계의 시작은 부품의 입력부터 시작하는데 먼저 라이브러리를 추가한다.

라이브러리 추가는 툴바에서 [Place part]를 선택한 후 그림에서 표시한 라이브러리 추가 버튼을 눌러서 경로를 지정해서 불러오면 되는데 기본 경로는 다음과 같다. [C:\Cadence\SPB_16.6\tools\capture\library]

메모리의 역량에 따라서 필요한 녀석들만 불러와도 되겠지만 요즘같이 메모리가 넉넉한 컴퓨터에서는 크게 의미가 없을 거 같아서 일단 모든 녀석들을 부러와봤다. (불필요한 라이브러리는 선택한 후 오른쪽 X를 눌러서 제거하면 된다.)

이제 저항(R)을 하나 입력해보자. (나처럼 처음 공부를 시작하는 사람들은 저항이 어떤 라이브러리에 있는지도 모른다. ㅎ 이처럼 어디에 있는지 모를떄는 라이브러리 목록을 드래그해서 모두 선택한 후 검색을 하면 무조건 나타나리라.)

부품을 찾은 후에는 녀석을 더블 클릭하면 선택이 되며 편집기 창의 배치할 곳을 클릭하면 배치가 완료되고 계속 클릭하면 연속으로 같은 부품이 입력이 된다. 입력을 완료한 후에는 ESC를 눌러서 완료를 한다.

부품은 심벌과 부품 참조(R1) 그리고 그 값(R)이 표시가 되는데 이것들을 수정할 때는 더블클릭해서 수정하면 된다.

OrCAD에서 사용되는 부품의 이름과 부품 참조는 다음과 같다.

소자명	부품 참조명	소자명	부품 참조명
캐패시터	C	IC	U
다이오드	D	커넥터	J
인덕터	L	트랜지스터	Q
저항	R	릴레이	K
스위치	SW	트랜스포머	T

이제 현재 공부하고 있는 기본서에 있는 [8031 컨트롤러] 회로를 따라서 그려본다.

이 회로는 기본 회로와 응용회로로 나누는데 8031마이크로 컨트롤러, RAM, ROM, 디코더, 클럭 발생 회로를 포함한 기본회로와 D/A, A/D 변환기, Dot Matrix, RS-232 포트 등을 포함하는 응용회로로 구분이 된다.

우선 80C31 마이크로 컨트롤러와 클럭 신호를 위한 크리스탈(CRYSTAL)과 두 개의 캐패시터(CAP NP), 리셋 신호를 위한 74LS00와 저항 및 캐패시터 그리고 스위치와 다이오드를 입력한 후 마지막으로 전원 안전용 캐패시터 두개를 아래 그림과 같이 입력했다.

이제 각 부품 값들을 선택해서 그 값들을 수정하고 전원과 접지 심벌을 추가한다.

회로도 설계 배선

이제 와이어를 이용해서 배선을 할 텐데 이 녀석은 기본적으로 90도로 꺽이지만 [SHIFT] 키를 누른 상태에서는 임의의 각도로 꺽을 수 있으며 이동을 시킬때는 기본적으로 연결된 상태에서 움직이지만 [ALT]를 누른 상태에서 이동하면 끊긴 상태로 이동한다.

이제 네트의 이름을 작성해볼건데... 간단한 개념부터 정리 해놓고 넘어가자.

회로도 설계에서 부품간에 연결된 와이어나 버스는 네트의 이름을 이용해서 서로 논리적으로 연결이 되며 네트의 이름은 기본적으로 Capture에서 만들어 주지만 수정할 수 있으며 그 역할을 Alias(별명)으로 대신 할 수 있다.

Alias 입력은 그림처럼 와이어를 선택한 후 오른쪽 툴바에서 Net Alias 아이콘을 클릭해서 이름을 입력하고 와이어에 붙이면 된다.

Bus 입력

버스는 한 개 이상의 와이어를 묶어서 나타낸 것으로 데이터, 어드레스, 입.출력 인터페이스 등을 나타내는데 주로 사용하며 네트의 이름을 통해서 논리적으로 연결이 된다.

버스 역시 기본적으로 90도로 꺽이는데 [SHIFT]를 누른 상태에서 임의의 각도로 그릴 수 있으며 한 개 이상의 와이어를 묶은 것이기 때문에 A[0..5]의 형식을 사용한다. 이는 A[0], A[1], A[2], A[3], A[4], A[5]를 의미한다.

[버스 엔트리]는 네트를 버스로 끌어들일 때 사용하며 [No Connect]는 사용하지 않는 핀을 처리하기 위해서 사용한다. NC 처리를 해주지 않으면 네트리스트 작성시 에러가 발생한다.

정리한 이론을 바탕으로 앞에서 입력한 부품들 외에 몇 가지를 더 추가해서 버스(BUS)와 NC 처리까지 해본다. 추가할 녀석들은 데이터와 어드레스 구별을 위한 74LS373 버퍼, ROM 27256, RAM KM62256A, 디코드 74LS138을 입력하고 버스로 연결해본다.

잘못된 게 있는지 아직 모르겠다. 잘못된 부분이 있다면 모든 회로도 설계를 마친 후에 DRC로 확인하면서 수정하기로 하고 일단 여기까지 배선 작을을 완료해봤다.

Netlist 작성

Capture에서 설계한 회로도를 이용해서 PCB Editor 등에서 보드 설계를 하려면 Netlist가 필요한데 이 녀석을 만들기 위해서는 먼저 부품 참조를 갱신한 후 PCB Footprint를 작성한 후 설계 규칙 검증(DRC)까지 마쳐야 한다. 

Annotate

회로도면에서 입력한 부품이 겹쳐지지 않고 다른 녀석들과 구분하기 위해서 고유한 참조값을 줘야 하는데 이 과정은 Annotate를 통해서 일괄적으로 할 수 있다. (물론 하나씩 수작업을 해도 되지만....)

위 그림처럼 툴바의 Annotate 아이콘을 클릭해서 창이 열리면 Action 옵션에서 Reset part reference update를 먼저 실행한다. 그러면 모든 참조 값들이 "?"가 되는데 이후 다시 Annotate를 실행해서 처 번째 옵션언 "Incremental reference update"를 하면 모든 참조 값들이 좌에서 우로 순서로대 갱신이 되면서 확실하게 구분이 된다.

PCB Footprint 작성

Footprint는 관리자 창에서 Design 파일을 오른쪽 클릭해서 "Edit Object Properties" 메뉴를 선택해서 아래와 같이 작성하면 된다.

그리고 다음은 설계 규칙 검사를 해본다.

DRC 과정까지 완료한 후에 Netlist 작성을 해본다.

네트리스트 작성과 동시에 PCB Editor를 실행해서 데이터를 넘기기 위해서 "Create or Update PCB Editor Board(Netrev)" 옵션을 선택한 후 "Open Board in OrCAD PCB Editor"에 체크를 한 후 진행을 했다. 그러자 아래 그림과 같이 PCB Editor이 실행 되면서 설계한 데이터를 넘겨준다.

부품에 대한 데이터가 제대로 넘어왔는지 확인하기 위해서 부품 배치 아이콘을 클릭해서 확인해보자.

이렇게 특별한 문제 없이 Capture에서 설계한 데이터들이 PCB Editor로 넘어온 걸 확인할 수 있다. 이제 이것들을 보드에 배치하면서 작업을 진행하면 되는데 관련 내용은 다음 글에 이어서 정리하기로 하고 이번 글은 마무리 한다.