PCB 설계 프로젝트에서 넷리스트(Netlists)란 무엇인가?

ECAD 소프트웨어와 PCB 레이아웃 편집기의 뒤에서 중요한 데이터셋이 작동하고 있으며, 이는 구성 요소 간의 연결을 정의합니다. 이 데이터셋은 일반적으로 단일 파일에 저장되며, 넷리스트라고 알려져 있습니다. 다양한 CAD 시스템은 서로 다른 넷리스트 형식을 가지고 있지만, PCB 디자인 소프트웨어에서 중요한 기능을 수행합니다: 구성 요소 간의 연결성을 정의합니다.

넷리스트는 회로도에서 시작됩니다

모든 넷리스트는 회로 수준에서 정의되며, 회로도의 회로도에서 CAD 도구에 의해 구성됩니다. 스키매틱 편집기는 구성 요소를 배치하고 회로를 그릴 때 자동으로 또는 수동 컴파일러 도구를 사용하여 넷리스트를 생성합니다. 그런 다음 넷리스트는 SPICE 시뮬레이션 프로그램이나 PCB 편집기와 같은 다른 CAD 시스템에서 사용할 수 있습니다. Agilent에서 나온 오래된 문서에 따르면, 초기 마이크로웨이브 CAD 도구와 시뮬레이터도 S-파라미터를 사용한 선형 마이크로웨이브 회로 분석을 수행하기 위해 자체 넷리스트를 사용했습니다.

넷리스트의 사용 방법에 관계없이, 특정 형식을 따르는 사람이 읽을 수 있는 데이터 세트를 포함할 것입니다. 기술적으로, 스키매틱 심볼이 제공되는 한 넷리스트에서 전체 회로 세트를 그래픽으로 재구성할 수 있지만, 이는 일반적으로 CAD 시스템 간에 파일 형식을 변환할 때 수행됩니다.

모든 넷리스트가 구성 요소 간의 전기적 연결을 정의하기 때문에, 회로 도면 도구나 스키마틱 캡처 프로그램에서 생성됩니다. Altium Designer 또는 다른 PCB CAD 도구에서 사용되는 스키마틱 넷리스트는 PCB 레이아웃의 구성 요소 패드 간의 연결성을 정의하는 데 사용됩니다.

• 스키마틱 넷리스트에 대해 자세히 알아보기

넷리스트의 유형

넷리스트가 스키마틱에서 시작되므로, ECAD 소프트웨어에서 PCB 프로젝트에 사용될 수 있는 스키마틱의 유형(플랫 대 계층적)과 유사합니다.

• 플랫 넷리스트 - 이 범주의 넷리스트는 계층적 넷리스트와 대조적으로 회로나 디자인에서 구현된 모든 연결을 단순히 포함합니다. 예를 들어 SPICE 넷리스트와 같은 대부분의 넷리스트는 플랫 넷리스트일 것입니다.
• 계층적 넷리스트 - FPGA 개발에서도 일반적으로 언급되는 계층적 넷리스트는 넷들 사이에 일종의 그룹화를 정의합니다. PCB 디자인에서는 넷이 일반적으로 스키마틱별로 그룹화되는 반면, FPGA에서는 넷이 은행별로 또는 대상 장치에 개발되는 인스턴스화된 로직별로 그룹화될 수 있습니다.
• 스키마틱 넷리스트 - 이 넷리스트는 스키마틱 캡처 프로그램에서 직접 내보내지며, 프로젝트가 계층적이라도 플랫 넷리스트로 변환될 수 있습니다.
• SPICE 넷리스트 - SPICE 시뮬레이션 패키지에서 내부 구성 요소 또는 전기적 동작을 정의하는 기능 사이의 전기적 연결을 정의하는 데 사용됩니다. 이러한 넷리스트는 수치 계산을 수행하고 회로의 다른 노드에서 관찰된 전압/전류 값을 정의하는 데 사용됩니다(아래 참조).

이러한 각각은 공급업체 특정 형식으로 제공될 수 있습니다. 예를 들어, LTSpice에서 사용하는 SPICE 넷리스트 데이터 형식은 PSpice에서 사용하는 데이터 형식과 다릅니다. PCB 설계 또는 회로도 캡처 소프트웨어에서 생성된 회로도 넷리스트에도 마찬가지입니다. ECAD 소프트웨어 내부나 외부에서 사용할 수 있는 공급업체 중립적 형식도 있습니다.

공급업체 중립적 형식

넷리스트가 전자 ECAD 프로그램, CAM 소프트웨어, EDA 소프트웨어에서 특정 용도로 사용되지만, 넷리스트에 사용되는 단일 파일 형식은 없습니다. 데이터는 일반적으로 사람이 읽을 수 있는 형식이지만, 넷리스트 파일에 사용된 데이터 구조는 모든 CAD 공급업체에서 표준화되지 않았습니다.

넷리스트 형식의 범위가 다양하지만, 설계의 연결성을 검토하는 데 사용할 수 있는 공급업체 중립적 파일 형식이 있습니다. 가장 주목할 만한 공급업체 중립적 형식에는 다음이 포함됩니다:

• EDIF (Electronic Data Interchange Format)
• IPC-D-356
• IPC-2581

넷리스트의 용도

논리적 수준에서 넷리스트가 생성되면, PCB 편집기, 시뮬레이션 프로그램 및 CAM 소프트웨어에서 사용될 수 있습니다.

에어와이어(쥐꼬리) 구성

귀하의 CAD 프로그램은 넷리스트의 텍스트 정보를 사용하여 PCB 레이아웃에서 패드 사이의 동등한 연결을 결정할 수 있습니다. 두 패드가 같은 넷에 할당되면 PCB 편집기는 그 연결을 사용하여 오픈/쇼트를 확인하고, 넷 연결성을 강조 표시하며, PCB 라우팅을 돕기 위해 에어와이어를 구성합니다.

• PCB 설계 소프트웨어에서 넷리스트에 대해 자세히 알아보기

PCB 레이아웃에는 구성 요소 위치와 방향을 정의하는 좌표와 회전이 포함되며, 구성 요소 데이터에는 구성 요소의 스키마틱 심볼에 나타나는 각 핀에 대한 상대적 패드 위치가 포함됩니다. 넷리스트가 심볼 내 각 패드 사이의 연결을 정의하기 때문에, 그와 동일한 패드 사이의 연결 데이터를 사용하여 PCB 편집기에서 패드 사이에 에어와이어를 그릴 수 있습니다. 이것은 ECAD 소프트웨어가 연결되지 않은 넷 사이에 에어와이어를 표시하는 기본 원리입니다.

시뮬레이션 및 검증

시뮬레이션 프로그램, 특히 SPICE 시뮬레이션 엔진과 특수 회로 시뮬레이터(예: SiMetrix)는 회로 연결이 정의된 넷리스트를 사용하여 전기 시뮬레이션을 구축합니다. 시뮬레이터는 넷리스트를 사용하여 시뮬레이션을 구축하고 실행할 때 구성 요소의 다른 유형이나 신호의 유형(아날로그 대 디지털)을 반드시 구별하지 않습니다. 대신, 넷리스트의 정보는 구성 요소를 참조하며, 해당 구성 요소에 첨부된 시뮬레이션 모델 또는 서브서킷이 시뮬레이션을 위한 수치 계산을 실행하는 데 사용됩니다.

ECAD/EDA 소프트웨어를 넘어서

넷리스트는 회로도 캡처와 PCB 레이아웃 외부의 영역에서도 사용되며, PCB 설계 소프트웨어에서 필요한 파일 내보내기 중 하나일 수 있습니다. 넷리스트가 또한 사용되는 두 가지 중요한 영역은 다음과 같습니다:

• PCB 제조 - 제작/조립 전 설계 및 엔지니어링 검토의 일환으로; 포맷에는 WireList와 Telesis가 포함됩니다
• FPGA 개발 - 논리 게이트 연결을 기반으로 시스템 수준에서 논리적 기능을 정의하는 데 사용됩니다; 포맷에는 Verilog와 EDIF가 포함됩니다

FPGA 개발에서 Verilog/VHDL 포맷은 회로 내 노드 간의 연결을 단순히 표현하는 것 이상을 표현할 수 있습니다. PCB 제조에서는 전자 설계와는 더욱 멀어져, 도구에서의 연결성을 디자인 파일에서 논리적으로 표현된 대로 검증하는 데 더 중점을 둡니다.

아래에 보이는 넷리스트 검증을 예로 들어보겠습니다. CAM 소프트웨어 패키지가 사용되어 Gerber 내보내기에서 추론된 연결이 넷리스트에 논리적으로 정의된 연결과 일치하는지 확인하고 있습니다. 이 경우, 서로 다르게 명명된 두 넷 사이에 단락이 있으며; 이것이 PCB 설계 규칙을 위반하지 않을 수도 있습니다. 왜냐하면 어떤 규칙이 무시되거나 오버라이드되었기 때문이지만, 이러한 유형의 실수는 CAM 소프트웨어에서 잡을 수 있습니다.

CAM 소프트웨어는 넷리스트 출력을 사용하여 넷리스트에 정의된 논리적 연결이 PCB 제작에 사용될 제작 데이터(Gerbers, ODB++)의 실제 연결과 일치하는지 확인할 수 있습니다. ODB++ 내보내기에는 이러한 검증과 자동 테스트(예: 플라잉 프로브 사용)에 필요한 넷리스트가 포함됩니다. Gerbers를 사용할 때는 IPC-D-356 넷리스트, WireList 또는 다른 형식을 사용하여 제작 파일의 연결을 검증할 수 있습니다.

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