PCBInside

1.     목적

Harness 도면의 경우, 접속도 또는 회로도와 달리, drawing 규칙이 정형화되어 있어 자동화가 비교적 용이하다. 따라서, Harness 도면 드로잉을 자동화하면, 도면 작성과 검도 시간을 절약할 수 있다. 이를 위해 Harness Wizard를 만들게 되었다.

2.     Harness Wizard 화면 구성

Harness Wizard 입력 시트 구성은 표제란(A), 자재란(B), Harness 구성(C), 그리고 기타(D) 네 부분으로 되어 있다.

3.     자재란

자재란은 도면에서 사용되는 자재인 케이블이나 커넥터 등을 정의한다. 여기서 정의된 자재는 각각 고유의 지정자(Material Designator)를 갖게 되며, 도면에서 이것으로 자재를 식별하게 된다.

자재란의 각 열에 대한 설명은 아래와 같다.

자재란의 정의는 위 규칙을 준수하는 범위 내에서 얼마든지 길게 작성 가능하다. 자재란 영역은 색으로 구분되므로 바탕색을 준수해야 한다.

아래는 3개의 자재를 정의한 예들 보여준다.

1개의 케이블과 2개의 커넥터가 정의되어 있다. 케이블은 8가닥의 선으로 되어 있으며 지정자(Mat. Des.)는 1 이다. 지정자 2로 정의된 커넥터는 별도의 터미널을 안에 가지고 있으며 A1~A4, B1~B4 등 8개의 핀을 갖고 있다. 지정자 3으로 정의된 커넥터는 내부 핀이 통합되어 있는 커넥터로 8개의 핀(1~8번)을 갖고 있다. 아마도 Harness를 구성하려면 최소한 1개 이상의 Cable과 1개 이상의 Connector가 정의되어야 할 것이다.

4.     Harness 구성

Harness 구성은 자재란에 기술된 자재를 이용해서 Harness가 어떻게 구성되는지 정의한다. 기본적으로 Cable, Connector A, Connector B 등 3개 부분이 하나의 구성 세트를 이룬다. 하나의 케이블은 최소한 하나 이상의 Connector A와 Connector B가 필요하다. 하나의 도면에 여러 개 Cable을 드로잉하기 원할 경우 여러 개의 세트를 순서대로 기술하면 된다.

먼저 하나의 구성 세트 예를 살펴보자.

이 Harness는 하나의 Cable이 있으며 케이블 왼쪽(A쪽)에 1개의 커넥터가 있고, 오른쪽(B쪽)에 1개의 커넥터가 있다. 이 Harness에서 사용되는 자제는 3장 자재란에서 정의된 자재이다. 이 구성 정의는 다음과 같다.

먼저 케이블을 정의하고 그 다음 Connector A 그리고 Connector B 순서로 한다. 하나의 케이블에 연결된 커넥터 수 많을 경우, A 또는 B 쪽에 원하는 만큼 계속 정의해주면 된다. 단 입력되는 순서는 Connector A(s)를 다 입력한 후에 Connector B(s)를 입력해야 한다. 입력된 자재들의 종류는 Materials 열에서 Cable, Connector A, Connector B 중 하나의 키워드를 사용해야 한다.

Cable 자재는 반드시 아래와 같은 속성(Properties)을 가져야 하며, 순서대로 입력되어야 한다.

Connector A 또는 Connector B 자재는 아래와 같은 속성을 반드시 가져야 하며, 순서대로 입력되어야 한다.

Connector의 Pin Assignment 속성은 커넥터 핀과 케이블 와이어 간의 연결 관계를 정의한다. 앞예에서, A쪽 커넥터는 Mat. Des.가 2 이다. 자재란에서 2번 자재를 보면 시작 핀이 A1이고 마지막 핀이 B4이다. 즉 8개의 핀을 갖고 있다. 따라서, Pin Assignment에서 8개의 와이어에 연결을 해야 하고, 여기서는 핀번호 순서대로 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8번 와이어를 연결했다. 커넥터의 핀에 와이어 할당을 하지 않으려면, 해당 위치는 빈칸으로 둔다. 만약 A2번 핀에 와이어를 할당하지 않으려면, “1, ,3,4,5,6,7,8”처럼 하면 된다.

5.     도면 시트 크기

도면 크기는 A4, A3, AUTO 중 하나를 고를 수 있다.

6.     Shield 처리

Shield된 케이블을 사용하는 경우, Cable 자재의 Shield Property 값으로 A 또는(그리고) B를 사용하면 된다. 이 부분이 비이 있으면 Unshielded(Normal) 케이블을 의미한다.

Shield는 커넥터 하우징과 Bonding 되거나 커넥터의 한 핀에 Drain Wire가 연결되는 형태를 취한다. 커넥터 하우징에 Bonding하기 원할 경우, Connector A(B) 자재 정의 부분에서 따로 정의할 것은 없다. 그러나, Drain Wire를 커넥터 핀에 할당하고자 할 경우, 해당 핀 번호 자리에 “shield”를 입력한다.

다음은 이전 예에서 Connector A의 하우징이 아닌 A4번 핀에 shield를 연결한 경우이다.

Connector A 커넥터에서 A4번 핀에 wire 4번이 생략되며 shied가 연결된다. Connector B 커넥터에서도 6번째 핀 자리가 빈칸이므로 wire 연결을 하지 않는다.

7.     점퍼 처리

케이블에서 나온 하나의 wire를 커넥터 2개 이상의 핀에 연결하기 원할 경우, Pin Assignment 속성에서 해당 핀위치에 wire 번호를 동일하게 입력하면 된다.

다음 구성 예는 A와 B쪽 모두에서 5번과 7번 와이어를 2개의 핀에 할당한 경우를 보여준다.

아래는 구현된 도면이다.

8.     커넥터 공유

위 도면처럼 하나의 커넥터가 2개의 케이블에서 공유되는 경우, 아래처럼 Share Des. 열에서 공유되는 커넥터에 동일한 지정자를 임의로 지정해 주면 된다.

9.     다중 라벨

동일 Harness에 라벨(또는 길이)만 다르게 적용하고 싶은 경우, 도면에 라벨 테이블을 추가할 수 있다. 이 기능은 ‘테이블 시트 이름’ 항목에 테이블 정보가 있는 엑셀 시트 이름을 입력해주고, 해당 엑셀 시트에서 테이블을 만들어 주면 된다.

테이블 엑셀 시트의 A1 셀부터 도면에 표시될 표를 작성한다. 이때 헤더 부분의 각 항목은 “도면 생성” 시트의 Label A(B), Tag (A/B), 또는 길이와 이름을 같게 해주는 것이 바람직하다.

구성은 예는 아래와 같다.

생성된 도면은 다음과 같다.

10.  핀과 태그 할당 편의 기능

커넥터에 핀 수가 많은 경우 와이어 할당에 어려움이 있을 수 있다. 와이어 번호와 핀 번호가 제대로 맵핑 되었는지 확인이 어렵기 때문이다(태그도 마찬가지). 이를 쉽게 하기 위해서 ‘핀 할당 적용’ 기능과 ‘핀 할당 펼치기’ 기능이 있다.

핀 할당 펼치기는 현재 커넥터에 할당된 핀과 태그가 4개 이상일 경우 오른쪽에 그것을 펼친다. 아래는 핀 할당을 펼치기 전이다.

아래는 핀 할당을 펼친 후이다.

핀 할당 펼치기의 반대가 핀 할당 적용이다. 커넥터 핀에 대한 와이어 번호 할당을 쉽게 할 수 있게 해준다. 아래는 핀 할당 적용 전이다.

아래는 핀 할당 적용 후이다.

별표(*) 부분은 단순히 식별을 용이하게 하기 위한 목적이다.

11.  Harness 도면 만들기

a.     Harness Wizard 엑셀 파일에서 Harness 관련 정보 입력 후 생성 버튼을 클릭한다.

b.     파일 메뉴에서 내보내기를 선태하고 PDF파일을 생성한다.

c.     AutoCAD에서 삽입 메뉴 아래 PDF 가져오기를 실행한다.

d.     Import된 도면을 DWG 파일로 저장한다.

12.  문의

버그 보고, 기능 수정 및 추가, 기타 문의는 specctra@gmail.com으로 해주세요.

엑셀로 두번째 사양 기본 BOM 생성기를 만들어 보았다.

지난 번에 처음 만들었던 버전에 사용상 불편함이 많아 새로 단순하게 사용할 수 있도록 했다.

기본적인 기능은 처음 공개한 것과 같다.

기능 1. 모델 선택에 따른 선택 옵션 항목 자동 변경

기능 2. 코드 수정 없이 사용자가 임의로 옵션 추가 및 수정

기능 3. 쉬운 마스터 BOM 옵션 적용

  기능 1에서 모델 변경에 따라 사용할 수 없던 사양 항목이 표시되던 버그 수정

세단 모델에서 선택 가능한 하이브리드 엔진 사양이 SUV 모델에서는 선택할 수 없다.

  기능 2에서  사용자가 콤보 박스 속성 수정하는 등 불편한 점 해결. 

사양을 추가하고 싶은 곳에 추가하고 아무 콤보박스나 추가된 사양 옆에 복사하면 끝 

  기능 3에서 매트릭스 테이블 적용으로 더 쉬운 옵션 적용

사양 BOM 생성기 (매트릭스버전) v1.24R.xlsm

IBIS 파일 안에는 디바이스(component)의 버퍼 정보 외에도 각 핀들에 대한 패키지 기생 정보 즉 패키지의 R, L, C 값에 대한 정보가 담겨 있다. 보통 시뮬레이터들은 이 정보를 활용하여 시뮬레이션을 할 수 있다. 시뮬레이션에 패키지 정보를 포함시킬 수도 있고 뺄 수도 있다. 보통 핀에서 프로빙을 할 경우에 문제가 되지 않지만 다이(die)에서 신호 프로빙을 할 경우, 패키지 정보가 포함 되지 않는 시뮬레이터들이 많다. 이 경우 정확도를 위해 패키지 정보를 포함 시키려면 불편함을 감수하면 패키지 기생 값을 R,L,C 모델로 스키메틱에서 그려야 하는 수고를 해야한다. - Hyperlynx 같은 툴은 사용자의 추가 노력 없이 핀에서 프로빙 할 지 다이에서 할 지 고를 수 있는 옵션이 있어서 편하다. 

아무튼, 핀 수가 좀 많으면 이것을 일일이 그리는 것도 은근히 시간 많이 걸리고 귀찮다. 부품 평균 값으로 쓸 수도 있지만 그것은 어디까지나 평균 값인 것이고 핀에 따라서 편차가 클수도 있으므로 개별 핀의 기생 값을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 암튼, 매뉴얼로 값 넣다 보면 실수하기도 쉽고... 귀찮다. 그래서, IBIS 파일에서 핀의 패키지 기생 R, L, C 값을 읽고 자동으로 SPICE 모델을 만들어 주는 툴을 만들어 보았다.

rlc spice model generator from ibs 150802.xlsm

그냥 급하게 만들어 본 것이라 제약 사항이 좀 있다.

*.ibs 파일의 형식은 windows 형식(LF+CR) 텍스트 파일이어야 한다. UNIX 형식(LF)은 오류가 난다. 일부 *.ibs 파일은 유닉스 형식을 저장되는 경우가 있으므로 확인해야 한다. 워드로 읽어서 저장할 때 윈도우 형식으로 저장하면 쉽게 형식을 바꿀 수 있다. 그 외에 2번 실행시 파일 저장 안되는 오류 등 몇가지 버그들이 있지만 사용에 큰 지장은 없다. 필요하다면 VBA 소스 코드를 수정해서 사용하면 된다.

부가적으로 SPICE 모델 추출 외에 각 핀의 패키지 내 wire impedance와 propagation delay 리스트를 작성해 준다.

아래는 사용 과정이다.

먼저, 탐색기에서 rlc spice model generator form ibs 150802.xlm를 클릭하여 실행한다.

매크로 보안 경고가 뜨면 '콘텐츠 사용'을 눌러 프로그램을 실행 시키다.

IBIS 파일을 찾는 파일 열기 다이얼로그가 열리면 모델 추출을 원하는 *.ibs 파일을 찾아서 연다.

프로그램이 즉시 실행되어 ZnTD라는 시트가 생성되며, 각 핀의 패키지 impedance와 propagation delay 가 자동 계산되어 리스트로 보여진다.

첫 번째 시트(Sheet1)를 클릭하면 방금 읽어 들인 IBIS 파일이 보여진다.

이제 방금 엑셀 매크로를 실행한 폴더를 다시 보면 IBIS 파일 안에 정의된 부품 이름으로 된 폴더가 생긴 것을 확인할 수 있다. 폴더 하나를 들어가 보면 각 해당 핀 별로 기생 SPICE 모델이 생긴것을 확인할 수 있다.

모든 핀에 대한 SPICE 모델이 부품 폴더 안에 들어 있다.  그 중 하나를 텍스트 에디터로 열면 아래 처럼 자동으로 생성된 모델으 확인할 수 있다.