전자 제품 설계를 주도하는 오늘날의 PCB 설계자들

전문 설계자는 자신이 전자 제품 개발 프로세스에서 근본적인 역할을 수행한다는 사실을 알고 있습니다. 회로 기판이 없다면 모든 반도체는 쓸모가 없으며, 우리 모두가 누리는 현대사회의 즐거움을 제공할 수 없습니다. 제품 개발 프로세스에서 PCB 설계자는 매우 중요하지만, 제품 개발 도구에서는 여전히 소외되어 있습니다. PCB 설계 소프트웨어는 물리적 레이아웃의 구축에는 유용하지만, 온전한 제품 개발 제품군으로의 확장은 느리게 이루어지고 있습니다.
업계는 제품 개발에서 점점 더 적극적인 역할을 하고 있는 PCB 설계자들을 지원하려면 어떻게 해야 할까요? Altium에서는 시스템 수준을 살펴보고 제품 개발 프로세스 전반에 걸쳐 설계자가 더 적극적으로 관여할 수 있는 도구를 만드는 방향으로 점진적인 변화를 만들어내고 있습니다. 사전 협의 없이 문제를 떠넘기는 엔지니어링은 이제 끝났습니다. 오늘날 가장 큰 성공을 거둔 제품은 협업 프로세스를 통해 만들어집니다.

PCB 외 제품 설계의 요소

제품 설계는 시스템 전체를 총체적으로 고려하는 것이며, 주요 시스템 컴포넌트 간의 관계를 엔지니어링하여 목표를 달성할 수 있다는 점을 분명히 알아야 합니다. 예를 들어 인클로저와 HMI 요소는 PCB 상의 배치와 EE를 위한 컴포넌트 선택에 영향을 미치고, 기판과 커넥터의 수는 하네스의 요구 사항을 좌지우지하며, 시뮬레이션 결과는 어셈블리 배열 방식과 재료 선택에 영향을 줄 수 있습니다. 이처럼 시스템에서 가능한 엔지니어링 관계의 목록은 매우 길어질 수 있습니다.

인클로저

PCB와 PCB 컴포넌트는 원하는 사용자 경험을 만드는 역할을 하지만, 사용자가 상호 작용하는 요소는 인클로저입니다. 따라서 인클로저는 당연히 사용자 경험의 접근성을 향상해야 하며, 미적으로 보기 좋아야 합니다. 또한 인클로저는 모든 컴포넌트와 하위 시스템을 하나의 패키지에 포함해야 합니다. 이 단순한 요구 사항으로 인해 PCB 레이아웃에는 심각한 제약이 초래됩니다.

멀티보드 시스템

단일 기판 또는 컴포넌트에 의존하는 제품은 점점 줄어들고 있으며, 많은 제품은 수명 주기 내내 일정한 상태로 유지되지 않습니다. 수많은 제품이 전기적 및 기계적으로 서로 연결되어야 하는 여러 개의 PCB를 포함하여 다양한 컴포넌트 및 하위 시스템에 의존합니다. MCAD 애플리케이션에서 기계 설계자는 두 가지 접근법을 사용하여 ECAD 협력자와 협업할 수 있습니다.

기존 방법: 각 기판을 STEP 모델로 내보내고 MCAD 사용자에게 공유하거나 이메일로 보낸 다음, 기계적 백체크를 위해 MCAD 애플리케이션으로 가져옵니다.

새로운 방법: MCAD 사용자가 파일 내보내기 없이 하나의 시스템으로 모든 기판에 액세스할 수 있는 통합 ECAD/MCAD 협업을 진행합니다.

여전히 많은 회사에서는 전기 및 기계 설계자가 제품의 기계 설계를 파악하기 위해 서로 파일을 내보내야 합니다. Altium 365는 이 문제를 해결하기 위해 클라우드를 통해 MCAD CoDesigner 확장을 프로비저닝하여 MCAD 및 ECAD 사용자가 안전한 온라인 플랫폼을 통해 직접 협업할 수 있도록 했습니다.

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새로운 접근법은 기판 간 논리적 정의를 적용하고 PCB CAD 도구에서 기계적 제약을 시각화하는 것입니다. 기계 및 전기 설계 소프트웨어가 통합된 ECAD/MCAD 협업을 통해 기계적 측면에 관한 협업이 가능합니다. 여러 기판 간의 논리적 정의는 회로도와 PCB 레이아웃 모두에서 케이블 및 하네스 설계가 필요한 완전히 새로운 사항입니다.

케이블 및 와이어 하네스 설계

어셈블리에 여러 개의 기판이 있는 경우 전기적 및 기계적으로 서로 연결해야 합니다. 와이어 하네스와 케이블은 어셈블리에서 여러 개의 기판을 연결하는 데 사용되는 표준 컴포넌트입니다. 배선은 기계적으로 시뮬레이션하고 3D로 시각화할 수 있지만, 이러한 연결이 회로도에 논리적으로 정의되어 있는 경우는 거의 없습니다. 즉, 케이블 전체의 네트워크 연결을 체크할 수 없으며, 전기 설계자는 외부 모델링 애플리케이션 없이는 전체 제품 평가에 필요한 다양한 전기 시뮬레이션 및 검증 도구를 활용할 수 없습니다.

이제 논리적 정의가 회로도에 통합되어 있으므로, 사용자는 회로도 편집기의 논리적 정의를 기반으로 PCB 레이아웃의 네트워크 연결을 확인할 수 있습니다. 여러 기판과 컴포넌트를 포함하는 고급 제품의 경우 ECAD 도구 내 규칙 기반 설계에 새로운 측면이 더해지게 됩니다. 하네스에 대한 논리적 정의는 PCB 레이아웃에서 기계 요소로서 하네스의 역할을 변경하지 않으며, 전체 어셈블리는 기계 설계의 일부로 MCAD 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.

전력 및 EMI

대량으로 생산되고 판매되는 모든 전자 장치는 방출 테스트를 통과하고 인증을 취득해야만 규정을 준수하는 것으로 간주됩니다. 여러 디지털 하위 시스템이 포함된 고급 전자 제품의 경우 전력과 EMI의 관계가 특히 어려운 문제가 됩니다. 불안정한 전력 공급은 방사 및 전도성 EMI로 이어지므로 설계 프로세스 초기에 이를 식별해야 합니다.

PCB 설계자는 모델 생성 프로세스와 반복 및 최적화를 간소화할 수 있는 시뮬레이션 도구를 PCB 설계 소프트웨어에서 이용할 수 있어야 합니다. 과거에는 시뮬레이션을 실행하려면 모델을 내보내고 전산 전자기학 박사 학위 보유자가 설계의 수치 모델을 만들어야 하는 등 MCAD 사용자와 협업할 때와 같은 비효율적인 문제가 있었습니다.

전력 문제의 진단을 위한 시뮬레이션 기능은 PCB 레이아웃 내에서 바로 액세스할 수 있어야 합니다. PDN 분석 도구는 오래 전부터 사용되어 왔지만 최근 세대의 도구에서는 사용자가 PCB 편집기를 종료할 필요가 없으며, 대신 제품 설계 프로세스는 느린 시스템 수준 시뮬레이션에 대한 의존 없이 더 빠른 반복을 필요로 합니다.

1. 설계자는 레이아웃 작업을 통해 여러 간단한 전력 문제를 빠르게 파악할 수 있습니다.
2. 모델 내보내기 없이 PCB 레이아웃 내에서 이러한 문제를 수정할 수 있습니다.
3. 전체 시스템 평가가 필요한 경우에는 모델을 내보내 시뮬레이션 엔지니어에게 전달하면 됩니다.

사용자가 생산성을 유지하려면 PCB 편집기에서 직접 이루어지는 이러한 EDA 도구 통합이 더 많이 필요합니다. Altium Designer의 새로운 Power Analyzer 도구는 바로 이러한 기능을 제공하여 제품 개발팀이 평가 및 최적화 워크플로를 간소화할 수 있도록 합니다.

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협업 및 팀워크

제품을 성공적으로 개발하려면 모두에게 커뮤니케이션을 간소화하는 협업 도구를 제공해야 합니다. 제품 개발팀에게는 다음과 같은 몇 가지 기능이 필요합니다.

• 작업 관리 및 팀원별 배정
• 버전 제어와 통합되는 차이점 비교 및 병합 기능
• 설계 문서 전체에 주석 작성
• 안전한 클라우드 플랫폼에서 컴포넌트 데이터에 액세스

PCB 설계 문서 전반의 주석 기능은 제품 개발 프로세스를 통해 생산 단계에 이르기까지 전 과정에서 협업이 원활하게 이루어지도록 합니다.

고급 기술을 구축하는 설계자라면 최신 버전의 Altium Designer®에서 업계 최고의 전자 제품 개발 기능을 활용할 수 있습니다. 팀원들은 Altium 365™ 플랫폼을 사용하여 협업하고 설계 데이터를 공유하며 설계 프로세스를 간소화할 수 있습니다. Altium Designer의 최신 기능 릴리스를 확인하세요.

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