CircuitMaker에서 PCB 설계 규칙 정의, 범위 설정 및 관리하기

 

PCB 편집기에서 Home | Design Rules 버튼을 클릭하면 PCB Rules and Constraints Editor dialog가 열리며, 여기에는 현재 PCB 문서에 대해 정의된 설계 규칙을 관리하는 데 사용할 수 있는 컨트롤이 포함되어 있습니다.

설계 규칙은 PCB 편집기가 따라야 할 지침 세트를 구성합니다. 각 규칙은 설계 요구사항을 나타내며, 클리어런스 및 폭 제약과 같은 많은 규칙은 Design Rule Checker 대화상자를 사용해 작업 중에 모니터링할 수 있습니다. 또한 일부 규칙은 Situs Autorouter로 설계를 배선할 때의 배선 기반 규칙처럼, 소프트웨어의 추가 기능을 사용할 때 모니터링됩니다.

설계 규칙은 특정 객체를 대상으로 하며 계층적 방식으로 적용됩니다. 동일한 유형의 규칙을 여러 개 설정할 수 있습니다. 이때 동일한 범위를 갖는 같은 유형의 규칙이 하나의 설계 객체에 동시에 적용되는 상황이 발생할 수 있습니다. 이런 경우 규칙 간 충돌이 발생하며, 우선순위 설정으로 해결됩니다. 시스템은 우선순위가 높은 규칙부터 낮은 규칙 순으로 검사하면서, 검사 중인 객체와 범위(scope)가 일치하는 첫 번째 규칙을 선택합니다.

잘 정의된 설계 규칙 세트를 갖추면, 다양하고 종종 매우 엄격한 설계 요구사항을 가진 보드 설계를 성공적으로 완료할 수 있습니다. PCB 편집기는 규칙 기반으로 동작하므로, 설계 프로세스 초기에 규칙을 설정하는 데 시간을 투자하면 규칙 시스템이 성공을 보장하기 위해 적극적으로 동작하고 있다는 확신을 가지고 설계 작업에 집중할 수 있습니다.

PCB 규칙 시스템의 기본

PCB 편집기에 내장된 규칙 시스템에는 몇 가지 핵심 기능이 있습니다.

  • Rules are separate from the objects - 규칙은 객체의 속성으로 추가되는 것이 아니라 전체 규칙 세트에 추가된 뒤, 해당 객체에 적용되도록 범위가 지정됩니다. 이를 통해 규칙을 여러 객체에 적용할 수 있고, 규칙을 수정하거나 다른 객체에 적용하는 작업도 수월해집니다. 반대로 객체별로 규칙 속성을 변경해야 한다면 이런 작업은 매우 번거로워집니다.
  • Rules are targeted (scoped) by writing a query - 고정된 사전 정의 규칙 범위를 사용하는 대신, 유연한 쿼리 시스템을 사용해 규칙이 적용될 객체를 정의합니다. 이를 통해 각 설계 규칙의 대상에 대해 매우 정밀한 제어가 가능합니다.
  • Rules for any design situation - 동일한 유형의 규칙을 여러 개 정의하고 서로 다른 객체 집합을 대상으로 지정할 수 있어, 보드 제약 조건 정의를 완전히 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 서로 다른 레이어에서 서로 다른 폭으로 네트를 배선하기 위해 다양한 폭 규칙을 정의할 수 있습니다.
  • Each rule has a priority - 어떤 설계 객체든 동일한 유형의 여러 규칙을 대상으로 할 수 있습니다. 규칙 충돌을 해결하기 위해 규칙 우선순위를 사용합니다. 시스템은 우선순위가 높은 규칙부터 낮은 규칙 순으로 검사하면서, 검사 중인 객체와 범위 표현식(scope expression)이 일치하는 첫 번째 규칙을 선택합니다.
  • There are two types of rules - 단항 규칙(객체의 요구 동작을 정의하는 규칙)과 이항 규칙(두 객체 간 상호작용을 정의하는 규칙).

PCB Rules and Constraints Editor Dialog

이 대화상자에서는 현재 PCB 문서의 설계 규칙을 찾아보고 관리할 수 있습니다.

왼쪽의 폴더 트리 패널에는 지원되는 각 설계 규칙 카테고리가 Design Rules 폴더 아래에 나열됩니다.

  • 루트 폴더를 클릭하면, 모든 카테고리에 걸친 모든 설계 규칙 유형에 대해 정의된 모든 개별 규칙의 요약 목록에 접근할 수 있습니다.
  • 카테고리 폴더를 클릭하면, 해당 카테고리에 연관된 모든 설계 규칙 유형에 대해 정의된 모든 개별 규칙의 요약 목록에 접근할 수 있습니다.
  • 규칙 유형 폴더를 클릭하면, 해당 유형에 대해 정의된 모든 개별 규칙의 요약 목록에 접근할 수 있습니다.
  • 특정 규칙 항목을 클릭하거나 요약 목록에서 해당 항목을 더블클릭하면, 그 규칙의 정의를 관리하는 컨트롤에 접근할 수 있습니다.

Right-click Menu

왼쪽 패널의 우클릭 메뉴에서 다음 명령을 사용할 수 있습니다.

  • New Rule - 현재 선택된 규칙 유형의 새 규칙을 생성하는 데 사용합니다. 새 규칙은 폴더 트리에 추가되며 해당 규칙 유형의 요약 목록에도 표시됩니다. 규칙 이름은 새로 생성되어 아직 ‘적용(applied)’되지 않았음을 구분하기 위해 굵게 표시됩니다.

새 규칙의 범위 및 제약 속성에 접근하려면, 폴더 트리 패널에서 해당 규칙 항목을 클릭하거나 요약 목록에서 항목을 더블클릭하십시오. 그러면 대화상자의 메인 편집 창이 변경되어 해당 규칙의 범위 및 제약 속성을 정의하는 컨트롤에 접근할 수 있습니다.

새 규칙이 추가되면, 처음에는 해당 규칙의 특정 유형을 기반으로 한 기본 이름이 부여됩니다. 예를 들어 새 Clearance 규칙을 추가하면 기본 이름은 Clearance입니다. 이 기본 이름을 변경하지 않은 상태에서 같은 유형의 새 규칙을 또 추가하면, 동일한 규칙 이름에 증가된 숫자 접미사가 붙게 됩니다(즉 Clearance_1, Clearance_2 등).
특정 규칙 유형에 대해 새 규칙이 생성되면, 자동으로 우선순위 1(가장 높은 우선순위)이 부여됩니다. 해당 유형의 다른 규칙이 이미 존재한다면, 그 규칙들의 우선순위는 그에 따라 1씩 이동(낮아짐)합니다. 이들은 범위/제약 수준에서 명시적으로 수정되지 않았더라도 수정된 것으로 간주됩니다. 따라서 해당 유형의 기존 규칙은 모두 수정 상태(굵게 표시되고 별표가 붙음)로 표시됩니다.
  • Duplicate Rule - 현재 선택된 기존 규칙과 동일한 복사본을 빠르게 생성하는 데 사용합니다. 복제된 규칙은 구분을 위해 원본 이름에 접미사(예: _1)가 추가된 이름으로 생성됩니다. 정의(범위, 제약 등)는 원본과 동일합니다.
우선순위 측면에서 복제 규칙은 원본 규칙 바로 다음(더 낮은) 우선순위를 부여받습니다. 예를 들어 원본 규칙의 우선순위가 1이면, 복제 규칙은 우선순위 2이 됩니다.
  • Delete Rule - 폴더 트리에서 현재 선택된 규칙을 삭제하는 데 사용합니다. 규칙 이름은 아직 ‘적용’되지 않은 삭제임을 구분하기 위해 굵게 표시되고 취소선으로 강조 표시됩니다.
많은 규칙 유형은 새 PCB 문서를 만들 때 기본 규칙이 생성됩니다. 이와 유사하게, 그러한 규칙 유형 중 하나에서 모든 개별 규칙을 삭제하면 기본 규칙이 자동으로 다시 추가됩니다.
  • Report - 현재 정의된 설계 규칙의 보고서를 생성하는 데 사용합니다. 보고서는 폴더 트리에서 선택한 항목에 따라 모든 규칙 카테고리, 특정 규칙 카테고리 또는 특정 규칙 유형에 대해 생성할 수 있습니다. Report Preview dialog가 열리며 적절한 보고서가 이미 로드된 상태로 표시됩니다. 이 대화상자에서 다양한 페이지/확대 컨트롤을 사용해 보고서를 확인한 뒤, 파일로 내보내거나 인쇄할 수 있습니다.
  • Export Rules - 자주 사용하는 규칙 정의를 파일로 내보내는 데 사용합니다. Choose Design Rule Type dialog (described below)가 열립니다. 
  • Import Rules - 이전에 저장한 PCB 규칙 파일에서 규칙 정의를 가져오는 데 사용합니다. Choose Design Rule Type dialog (described below)가 열립니다. 
가져오기 시, 선택한 유형의 규칙이 이미 존재하면 가져오기 전에 기존 규칙을 지울지 선택할 수 있습니다. Yes 을 클릭하면 해당 유형의 기존 규칙이 모두 삭제되고, 이후 .rul 파일에 있는 규칙으로 대체됩니다. No 를 클릭하면 기존 규칙이 유지됩니다. 단, 기존 규칙과 가져온 규칙의 이름이 동일하면 가져온 규칙이 기존 규칙을 덮어씁니다.

Main Editing Region

이 영역은 왼쪽 패널에서 현재 선택된 항목에 따라 변경되며, 두 가지 서로 다른 뷰를 제공합니다.

  • Summary Listing - 왼쪽 패널에서 Design Rules 폴더 또는 하위 규칙 카테고리/유형 폴더가 선택된 경우, 이 영역에는 정의된 모든 규칙(또는 선택된 카테고리/유형의 모든 규칙)의 요약 목록이 표시됩니다. 요약 목록에는 다음 버튼도 제공됩니다.

  • New Rule - 클릭하면 대화상자의 폴더 트리 패널에서 현재 선택된 유형의 새 규칙을 생성합니다.
  • Delete Rule(s) - 클릭하면 목록에서 현재 선택된 특정 규칙(들)을 삭제합니다. 삭제된 규칙의 이름은 아직 적용되지 않은 삭제임을 구분하기 위해 굵게 표시되고 취소선으로 강조 표시됩니다.
표준 다중 선택 방식(Ctrl+click, Shift+click)을 사용해 목록에서 여러 규칙을 선택할 수 있습니다.
  • Duplicate Rule - 클릭하면 목록에서 현재 선택된 기존 규칙과 동일한 복사본을 빠르게 생성합니다.
  • Report - 클릭하면 현재 표시된 목록에 포함된 모든 설계 규칙을 담은 보고서를 생성합니다. Report Preview dialog가 열리며 보고서가 이미 로드된 상태로 표시됩니다. 이 대화상자에서 다양한 페이지/확대 컨트롤을 사용해 보고서를 확인한 뒤, 파일로 내보내거나 인쇄할 수 있습니다.
이 영역의 우클릭 컨텍스트 메뉴에서도 보고서 생성 명령을 사용할 수 있습니다.
  • Rule Definition - 왼쪽 패널에서 특정 규칙이 선택된 경우, 이 영역에는 해당 규칙을 정의하기 위한 컨트롤이 표시됩니다.

  • Rule Scoping Controls - 규칙이 적용되는(또는 두 객체 사이에 적용되는) 객체 관점에서 규칙의 범위를 결정하는 컨트롤을 제공합니다. 이 영역의 컨트롤 사용에 대한 자세한 내용은 Rule Scoping Controls 섹션을 참조하십시오.
  • Constraints - 편집 중인 규칙 유형에 적용되는 제약 조건을 표시합니다. 다양한 컨트롤을 사용해 필요에 따라 이러한 제약을 구성하십시오.
규칙의 제약 조건이 유효하지 않으면, 폴더 트리와 요약 목록 모두에서 규칙 이름이 빨간색으로 표시됩니다. 또한 이 대화상자를 닫으려고 하면 경고 메시지가 표시됩니다.
기존 규칙 정의에 대한 변경 사항은 폴더 트리 패널과 해당 요약 목록 모두에서 강조 표시됩니다. 이러한 항목은 규칙 이름이 굵게 표시되고 이름 오른쪽에 별표가 표시되어 구분됩니다.

Rule Scoping Controls

설계 규칙의 범위를 정의한다는 것은, 해당 규칙의 적용을 받는 멤버 객체를 정의하는 것과 같습니다. 필요에 따라 제공되는 옵션을 사용하여 범위를 설정하십시오. 규칙이 단항(unary)인지 이항(binary)인지에 따라 하나 또는 두 개의 범위를 정의해야 합니다.

단항 설계 규칙의 경우 단일 규칙 범위를 정의하기 위한 컨트롤이 제공됩니다. Where The First Object Matches 영역에서 제공되는 옵션을 사용하십시오. 이항 설계 규칙의 경우 두 번째 규칙 범위를 정의하기 위한 컨트롤도 제공됩니다. Where The Second Object Matches 영역에서 제공되는 옵션을 사용하십시오.

하나 또는 두 개의 규칙 범위를 정의하든 컨트롤은 동일하며, 다음 섹션에서 자세히 설명합니다.

  • Where The Object Matches - 원하는 범위 지정 옵션을 선택합니다.
  • Top drop-down field - Net (또는 Net and Layer) 또는 Layer 옵션을 사용할 때, 이 필드의 드롭다운에는 설계에 정의된 모든 넷 또는 설계에서 현재 활성화된 모든 레이어가 채워집니다. 그에 따라 필요한 대상을 선택하십시오.
  • Bottom drop-down field - Net and Layer 옵션을 사용할 때, 이 필드의 드롭다운에는 설계에서 현재 활성화된 모든 레이어가 채워집니다. 그에 따라 필요한 레이어를 선택하십시오.
  • Priorities - 클릭하여 Edit Rule Priorities 대화상자 (아래 설명) 를 열면, 동일한 규칙 유형에 속한 여러 규칙의 우선순위를 관리할 수 있습니다.
동일한 유형의 규칙은 여러 개 설정할 수 있습니다. 동일한 범위를 가진 둘 이상의 규칙이 하나의 설계 객체에 적용되는 경우가 발생할 수 있습니다. 이때 경합(contention)이 발생하며, 이는 우선순위 설정으로 해결됩니다. 시스템은 우선순위가 높은 규칙부터 낮은 규칙 순으로 검사하면서, 검사 중인 객체(들)와 범위(들)가 일치하는 첫 번째 규칙을 선택합니다.

Design Rule Type 선택 대화상자

이 대화상자는 보드에 대해 현재 정의된 설계 규칙 집합에서, .Rul 파일로 가져오거나(import) 내보낼(export) 하나 이상의 규칙 유형을 지정하는 데 사용됩니다.

필요한 규칙 유형(또는 내보내기/가져오기 시 여러 유형)을 선택한 다음 OK을(를) 클릭하십시오.

선택한 규칙 유형을 내보낼 때 OK 을(를) 클릭하면 Export Rules to File 대화상자가 열리며, 여기서 결과 규칙 파일(*.Rul)을 저장할 위치와 이름을 정의할 수 있습니다. 선택한 규칙 유형을 가져올 때 OK 을(를) 클릭하면 Import File 대화상자에 접근하며, 여기서 필요한 규칙 파일(*.Rul)을 찾아 열 수 있습니다.

규칙 우선순위 편집 대화상자

이 대화상자는 선택한 규칙 카테고리 내에서 규칙의 우선순위를 관리하기 위한 컨트롤을 제공합니다. 예를 들어 Design Rule Check를 수행할 때, 동일한 유형의 여러 규칙이 적용되는 순서는 규칙 우선순위에 의해 정의됩니다. 규칙 우선순위는 규칙 정의 및 관리 과정을 단순화합니다. 즉, 광범위한 요구사항을 포괄하는 일반 규칙을 정의한 다음, 특정 상황에서는 더 구체적인 규칙으로 이를 재정의(override)하는 방식입니다. 이 대화상자는 PCB Editor에서 PCB Rules and Constraints Editor 대화상자 하단의 Priorities 버튼을 클릭하여 열 수 있습니다.

동일한 범위를 가진 둘 이상의 규칙이 하나의 설계 객체에 적용되는 경우가 발생할 수 있습니다. 이때 경합이 발생합니다. 모든 경합은 우선순위 설정으로 해결됩니다. 시스템은 우선순위가 높은 규칙부터 낮은 규칙 순으로 검사하면서, 검사 중인 객체(들)와 범위 표현식(들)이 일치하는 첫 번째 규칙을 선택합니다.

Options/Controls

  • Rule Type - 드롭다운을 사용하여, 정의된 규칙들의 우선순위를 관리하려는 특정 규칙 유형을 선택합니다. 특정 유형의 규칙이 실제로 존재하는지 여부와 관계없이 모든 규칙 유형이 나열됩니다.
초기 상태에서 이 대화상자는 PCB Rules and Constraints Editor 대화상자에서 현재 선택된 규칙 유형에 대한 모든 규칙 인스턴스를 나열합니다.
  • Priority Listing - 이 영역은 선택한 유형에 대해 현재 정의된 모든 규칙 목록을 표시합니다. 규칙은 우선순위 순으로 나열되며, 가장 높은 우선순위(1)가 목록 맨 위에 표시됩니다. 각 규칙에 대해 읽기 전용 정보가 표시됩니다. 
  • Increase/Decrease Priority - 클릭하여 선택한 설계 규칙의 우선순위를(해당되는 경우) 올리거나 내립니다.

적용 가능한 단항/이항 규칙 대화상자

이 대화상자들은 설계 공간에서 선택한 객체(들)에 어떤 단항/이항 설계 규칙이 적용되는지에 대한 정보를 빠르게 확인할 수 있는 컨트롤을 포함합니다. 단항 규칙은 하나의 객체에 적용됩니다. 이항 규칙은 두 객체에 적용되거나, 한 집합의 객체와 두 번째 집합의 임의의 객체 사이에 적용됩니다. 따라서 이항 설계 규칙에는 두 개의 규칙 범위가 있습니다.

설계 공간에 배치된 임의의 설계 객체 위에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음, 컨텍스트 메뉴에서 Applicable Unary Rules 또는 Applicable Binary Rules 을(를) 클릭하십시오. Applicable Binary Rules을(를) 선택한 경우, 설계에서 두 개의 객체를 선택하라는 메시지가 표시됩니다. 커서를 각 객체 위에 차례로 올린 다음 클릭하거나 Enter을(를) 누르십시오.

선택한 두 객체에 적용되는 이항 규칙이 하나도 없으면 대화상자가 열리지 않습니다.

Options/Controls

  • Unary/Binary Rules List - 이 영역은 ‘조회(interrogated)’ 중인 선택된 설계 객체(들)를 확인하고, 객체(들)에 적용될 수 있는 모든 정의된 설계 규칙을 규칙 유형별로 나열합니다. 각 규칙의 구체적인 제약 조건도 표시됩니다. 각 규칙 옆에는 녹색 체크 또는 빨간 X가 표시됩니다. 체크는 동일한 유형의 적용 가능한 모든 규칙 중 우선순위가 가장 높은 규칙이며 현재 적용 중인 규칙임을 의미합니다. 동일한 유형의 더 낮은 우선순위 규칙은 X 가 표시되어, 적용 가능하지만 최고 우선순위 규칙이 아니므로 현재는 적용되지 않음을 나타냅니다. 객체에 적용될 수 있지만 현재 비활성화된 규칙도 X가 표시되며 취소선(strike-through) 강조 표시로 나타납니다.
  • Design Rules - 이 버튼은 메인 목록에서 규칙 항목을 선택했을 때 사용할 수 있습니다. 클릭하면 PCB Rules and Constraints Editor 대화상자(위에서 설명)를 엽니다.
두 객체 사이에 어떤 규칙이 적용되는지 확인하는 대신, 규칙을 하나 선택하고 그 규칙이 어떤 객체에 적용되는지 확인하고 싶다면 PCB Rules And Violations panel을(를) 사용하십시오. 패널의 Rules 영역에서 특정 규칙을 클릭하면, 해당 규칙을 필터 범위로 사용하여 필터링이 적용됩니다. 규칙 범위에 해당하는 설계 객체만 필터링되며, 그 시각적 결과(메인 설계 공간에서)는 활성화된 강조 표시 옵션(Mask/Dim/Normal, Select, Zoom)에 의해 결정됩니다.

설계 규칙 카테고리

전기(Electrical) 규칙

라우팅 규칙

마스크 규칙

플레인 규칙

배치 규칙

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