안산드레아스

고속 PCB를 설계할 때, 특정 고속 주파수가 필요로 하는 Net의 신호 손실 및 왜곡을 줄이기 위해 Via사용을 최소화 해야 한다. Allegro PCB 라이센스가 있으면 Electrical Constraint Rule에서 Via 갯수 제한을 설정할 수 있다.

(Contraint Manager 사용 방법은 아래 참고)

https://ansan-survivor.tistory.com/1111

1. Constraint Manager Electrical Rule Vias 항목

2. Rule 설정

      Constraint에는 Set을 만들어 적용하는 방법이 있고, 각 개별 Net에 바로 적용하는 방법이 있다.

      여기서는 Set을 만들어서 하위 Net에 적용시키는 방법 사용.

    2-1. Class생성 및 Set 값 설정

    (Via Structure의 사용방법은 아래 참고)

https://ansan-survivor.tistory.com/212

    2-2. Set한 설정을 Net에 적용. (아래에서는 다발로 묶인 여러 bus net에 한방에 적용)

3. 해당 Electrical Via Mode를 On 시켜준다.

    그러면 이제 Rule에 부합하는지 판독이 되며, 초록색은 합격, 빨간색을 불합격이며 Max 2로 되어있는데, 실제 (Actual) 5개로 초과되었으니 이제 설계자가 수정하여 Rule에 부합하도록 해서 PASS를 만들어야 한다.

4. 수정해서 부합시키기

    더블클릭하면 해당 Net가 하이라이트되어 이동된다.

아래영상참고

https://www.youtube.com/watch?v=ilLkFKT2R1U 

OrCAD PCB 또는 Allegro PCB에서 무조건 사용되는 Constraint Manager이지만, 제대로 사용방법을 이해하고 사용하는 사람이 드물기도 하고, 또 이 때문에 진입장벽이 있다.

또 아주 디테일한 Rule설정은 OrCAD PCB / Allegro PCB의 다른 툴 대비 강점이기도 하다.

이를 아주 직관적으로 간단하게 이해하고 진행해도 별 문제는 없을 것이다.

먼저 Constraint Manager Rule (= CM Rule)은 Setup 메뉴를 통해 들어간다.

(16.6버전, 17.2버전, 17.4 버전 등 모든 버전 동일)

또는 Command창에 "cmgr"을 입력하면 바로 열린다.

기본적으로 알아야 할 사항은, Constraint Manager Rule 설정값을 입력 또는 수정시 실시간 반영되며, OK나 Apply 같은 버튼을 누를 필요없다, 바로 적용된다.

여기서 제일 중요한 부분이 아래와 같이 4개의 항목이 있다.

Electrical ( 기본적인 PCB설계시 사용하지 않지만, 고속 PCB설계시 필요한 Rule 설정, 상위 라이센스가 필요)

Physical (배선 두께, 사용 Via 설정 등 가장 기본적인 설정)

Spacing (배선간, Pin 간, Hole간, Shape간 이격간격 설정 등 가장 기본적인 설정)

Same Net Spacing ( Spacing과 동일하지만, 동일한 Net간의 설정하는 항목)

이중 "Physical, Spacing"은 가장 기본적이면서 반드시 설정해야할 항목이다.

그리고 Physical과 Spacing은 "Default"라는 Set이 최초로 자동으로 정해져 있다. 그래서 Set값을 바꾸기만 해도 모든 Net에 일괄 적용이 된다. 필요하다면 설계자가 필요한 Set을 만들어 Net에 개별 설정하면 된다.

Electical은 특수한 고속 PCB를 설계하는 목적이 아니라면 필요없는 항목이다. 기본적으로 Set이 적용되어 있지 않기 때문에 Electical Rule을 사용 시 설계자가 직접 Set을 Net에 적용시켜주어야 한다.

Rule을 보면 복잡하게 생겼지만, 우리는 "Set"과 "Net"에 초점을 맞추면 된다. 위 4개의 항목은 모두 Set과 Net을 가지고 있다.

결론부터 말하면, 

"Set"은 어떤 세팅을 하는 것이다. 여기에 값을 세팅한다고 해서 해당 Net들에 적용되는 것이 아니다. 말 그대로 세팅만 할 뿐이다. Set의 이름은 유저가 부여하며, 이를 하나의 Net또는 여러 다발의 Net에 한방에 적용시킬 수 있다.

그러나 "Net"에서는 열어보면 현재 내가 설계하고 있는 모든 각각의 Net정보들이 들어있다. 즉, OrCAD Capture에서 불러온 회로도의 모든 정보 (Netlist)의 정보가 다 들어있다. 각각 개별 Net당 Rule을 하나씩 정할 수 있거나, 위에 Set에서 정한 Rule을 다발로 묶인 여러 Net에 한방에 적용시킬 수 있다.

(다발로 class를 묶는 방법은 아래 참고)

https://ansan-survivor.tistory.com/824

다발 (class)로 묶은 후 set값을 적용시키면 하위 항목들이 일괄 적용된다.

그러나 적용후에도 개별적으로 Net에서 바꿀 수 있긴하다.

그 외 Properties에 "No Rat"가 있는데, 이는 내가 만약 어떤 특정 Net를 배선연결 없이 Copper Plane으로 깐다고 했을 때 Rats선을 제거해 주는 기능이다. (예를 들면 VCC GND같은 전원)

해당 항목을 active 시키면 Rat (가이드선) 이 없어진다.

이는 Net가 연결되서 사라진게 아니라, 배선이 아닌 나중에 Plane으로 연결 할 것을 가정하기 때문에 없애버린것.

위에서 Physical과 Spacing은 "Default"라는 Set이 이미 일괄 적용되었다고 설명했다.

그러나 Electical은 최초로는 해제되어있는데, Rule을 설정한다고해서 바로 적용되는 것이 아니라 아래와 같이 Mode에서 On을 시켜주어야 한다.

1. Constraint 창 내에서 Analyze - Analysis Mode  또는  Setup - Constraints - Mode

2. Physical과 Spacing은 기본적으로 대부분 On으로 켜져있음을 확인.

    그러나 Electical을 보면 Rule들이 기본적으로 꺼져 있음을 알 수 있다. Electrical을 위해서는 이를 켜야 한다.

    마찬가지로 Constraint Manager에서 값을 입력한다고 모든 Rule이 적용되는 것이 아니고, 이렇게 Mode에서 On을 시켜주어야 해당 Rule이 적용됨을 명심하도록 한다!

간단히 APD에서 사용하는 용어를 이해하기 위해서는 아래 패키지 구조를 본다.

반도체칩에서 나온 포트를 을"Die pin"로 지칭.

그리고 패키지의 Port쪽으로 연결해주는 얇은 금속 wire를 "Wire Bond 또는 Bond Wire" 지칭

그리고 패키지쪽의 패드를 "Bond Finger"로 지칭

Allegro Package Designer (APD)에서 사용하는 Constraint Rule인 Assembly Rule이 있다.

해당 Rule을 켜는 방법은.

1. Setup - Constraints - Modes

2. Assembly 부분을 켜면 된다.

    2-1. 각종 룰 설명

        * Wire to Wire :

    기판 위 같은 면에 있는 두 Wire Bond사이 거리에 적용. 동일한 pin으로 뻗어있는 두 wire는 검사하지 않음

    3D 기준이 아닌 2D기준의 거리 검사

        * Wire to Wire end : 

    한 pin으로 2개의 wire bonding이 될 때, 첫번째로 배치된 wire의 끝점과 두번째로 배치될 wire의 끝점의 간격

        * Wire to pin : 

    Die pin과 bond wire간의 거리 측정. 

    2D의 간격을 측정하므로 wire bond의 높이는 무시한 값

        * Wire to bond finger: 

    bond wire와 인접한 주변 finger(노란색)과의 거리 측정. 

    2D의 간격을 측정하므로 wire bond의 높이는 무시한 값

        * Min. bonding wire length , Max. bonding wire length: 

    특정 net나 connect line 내에 속해 있는 bond wire의 최소, 최대 길이를 지정. Etch의 subclass에 연결되어있음.

    Property로는 "MIN_BOND_LENGTH" , "MAX_BOND_LENGTH" 사용하며, 이는 Board level에서 사용가능.

        * Wire to die edge angle: 

    Die에서 뻗어나온 Bond wire (시작점과 끝점)의 최대 각도를 지정.

    다이의 외곽선과 Bond wire가 Die pin으로 뻗어나온 각도를 계산

        * Bond Wire Diameter: 

    Bond wire의 필요한 최소한의 지름

        * Bond finger to Component: 

    동일 레벨 기판에 Bond finger 근처에 어떤 소자(다른 Die, 수동소자 등등)가 있을 때, 이 소자와의 최소한으로 유지해야 하는 거리

해당 Rule들을 모두 활성화 시킨 후 각각의 값들은 아래 Constraint Manager에서 넣을 수 있다.

 Physical Rule

 Spacing Rule

 Wire to Wire Spacing Rule (여기서 wire는 bond wire를 지칭)

OrCAD PCB 또는 Allegro PCB의 17.4버전의 기본테마는 블랙으로 되어있는데, 이를 화이트로 바꾸고 싶을 경우가 있다.

이를 변경해본다.

1. Setup - User preference

2. UI - General - allegro_theme 에서 Light설정

3. 프로그램을 껐다가 재실행

(결과)

작업 창까지 모두 밝게 변경하는 방법은 아래 참고.

https://ansan-survivor.tistory.com/173

OrCAD Capture의 블랙 및 화이트 배경 설정은 아래 참고.

https://ansan-survivor.tistory.com/520

실수로 x를 눌러서 하단의 session log창, command window창 등이 몽땅 사라졌을 때?

다시 복구 시키려면 아래와 같이 한다.

<Session Log창 복구>

<Command Window 창 복구>

<Online DRCs 창 복구>

배선은 Pin과 Pin을 연결하는 과정으로, 배선을 할때 Find에서 Pins는 꼭 활성화되어야 한다.

* 배선 단축키는 F3키.

    F3키를 누르고 핀을 선택하면 바로 배선이 시작된다. (클릭한 net가 적용됨)

* 배선을 살짝 수정하기 Shift + F3 (slide기능)

* 배선중에 Layer 변경하기 (Top / Bottom 레이어 변경)

    배선(F3) - 마우스우클릭 - Swap Layers

* 특정 Net (중요한 신호선 등) 배선시 수정되지 않게 고정시키기

* 이미 배선된 것의 Layer를 변경

<배선 제한 영역 설정 아래 참고>

https://ansan-survivor.tistory.com/532

OrCAD에서 내가 수행했던 작업을 매크로로 만들고 싶다면 내가 했던 과정들을 모두 스크립트로 표현이 가능해야 한다.

내가 수행하는 명령을 Command창에서 보고 싶다면 아래 참고.
https://ansan-survivor.tistory.com/505

이제 위 session창을 활용해서 커맨드를 역으로 쓴다.

아래와 같이 배선을 했더니 command창에 wire실행 명령과 좌표가 나온다.

이 스크립트를 재사용.

스크립트를 보면 순서대로 "13992"가 배선 명령임을 알 수 있다.

그리고 나머지는 배선하는 좌표임을 알 수 있다.

* 여기서 명령 맨 뒤 세미클론(;) 는 명령어 하나가 끝났을 때 구분자로 사용!

MenuCommand "13992";
PlaceWire 53.34 35.56 53.34 48.26;
PlaceWire 53.34 48.26 66.04 48.26;
PlaceWire 66.04 48.26 66.04 60.96;
PlaceWire 73.66 35.56 73.66 48.26;
PlaceWire 73.66 48.26 83.82 48.26;
PlaceWire 83.82 48.26 83.82 60.96;
PlaceWire 88.90 35.56 88.90 48.26;
PlaceWire 88.90 48.26 99.06 48.26;
PlaceWire 99.06 48.26 99.06 60.96;

(결과 확인)

OrCAD Capture는 기본적으로 Grid를 따라 배선을하며 90도 배선으로 맞춰있다.

배선을 사선으로 하는 방법, 즉 90도가 아닌 다른 각으로 배선하는 방법은,

Shift를 누르고 배선하면 된다.

단, 사선 배치된 부분에는 Net Alias가 배치가 안된다.