Design Variants

제품을 설계하고 생산할 때, 동일 제품을 여러 variations로 제작하되 각 제품이 서로 다른 옵션이나 기능을 가져야 하는 경우, design variants 을(를) 구현하면 변형(variation)마다 설계의 고유 버전을 따로 만들 필요가 없습니다.

실제로 설계 변형(design variant)은 동일한 기본 설계를 사용하지만, PCB 조립 시 해당 변형에서 지정한 부품 세트로 실장됩니다. 이후 설계의 제조 출력물(BOM, P&P, 조립 도면 등)을 생성할 때 변형을 지정할 수 있으며, 이는 곧 제품이 어떤 방식으로 조립되는지를 결정합니다.

동일한 기본 설계에 대해 variations을(를) 생성할 수 있는 기능은 Altium Designer에서 PCB 프로젝트를 만드는 방식에 큰 유연성을 더해줍니다. 변형을 사용하면 보드 설계의 변형을 원하는 만큼 정의할 수 있으며, 각 부품은 다음과 같이 구성할 수 있습니다:

• 보드에 실장(Fitted).
• 보드에 미실장(Not fitted).
• 보드에 실장하되, 값(value) 등 부품 파라미터를 수정하여 실장.
• 대체 부품으로 완전히 다른 부품을 사용.

이러한 유형의 변형을 사용하는 설계 변형은 모두 assembly variants라고 부르는데, 조립(assembly) 공정에만 영향을 주기 때문입니다. 이 경우 모든 변형은 동일한 제작된 베어 보드(bare board)를 공유합니다.

Altium Designer는 PCB에서 부품 오버레이(overlay) 정보의 변형도 지원합니다(예: 부품의 코멘트 변경). 이러한 변형은 오버레이 스크린을 2종 제작해야 하므로, 서로 다른 베어 보드 2종을 제조하게 됩니다. 이 유형의 변형은 fabrication variant라고 합니다.

설계 변형은 Altium Designer의 Variant Management 대화상자 또는 Variant Manager 문서 기반 인터페이스에서 관리/생성/편집합니다. 메인 메뉴의 Project » Variants 명령 또는 Projects 패널에서 프로젝트 항목을 우클릭했을 때의 컨텍스트 메뉴에 있는 Variants 명령을 사용해 접근할 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 페이지를 참고하세요:

• Variant Management Dialog 사용하기 
• Variant Manager 사용하기

논리(Logic) 컴포넌트와 물리(Physical) 컴포넌트

Altium Designer에는 본질적으로 두 가지 유형의 컴포넌트가 있다는 점을 이해하면 도움이 됩니다. 논리 컴포넌트와 물리 컴포넌트입니다. 구분점은, 회로도 시트에 배치되는 컴포넌트는 논리 컴포넌트이며, 각각은 최종적으로 조립된 PCB에 실장되는 물리 컴포넌트를 나타내는 개념적 엔티티라는 것입니다.

이러한 1:1 논리-물리 모델은 단순한 설계에서는 잘 동작하지만, Altium Designer의 더 강력한 일부 기능은 지원할 수 없습니다. 예를 들어 멀티 채널 설계에서는 회로의 한 섹션을 필요한 횟수만큼 ‘스탬핑(stamped out)’하여 반복하고, 변형(variants)에서는 하나의 설계를 보드 설계의 각 변형에 서로 다른 부품을 실장하는 방식으로 구현할 수 있습니다. 이런 기능에는 one개의 논리 컴포넌트가 multiple개의 물리 컴포넌트를 나타낼 수 있는 능력이 필요합니다.

Altium Designer는 컴파일러 기술을 통해 이러한 1:N 기능을 제공합니다. 논리 설계를 컴파일(자동화된 프로세스)하면, 각 물리 컴포넌트가 메모리에서 인스턴스화되어 보드 설계 공간으로 전송될 준비가 됩니다.

설계 변형 정의처럼 회로도 레벨에서 물리 컴포넌트에 접근해야 하는 상황을 위해, 물리 설계는 회로도 시트 하단의 탭을 통해 Schematic 편집기에서도 사용할 수 있습니다. 여기서 가장 왼쪽의 Editor 탭은 (일반) 캡처된 논리 설계를 선택하고, 나머지 ‘컴파일된(compiled)’ 탭은 PCB 설계 공간으로 전송될 물리 설계에 해당하는 동등한 표현을 나타냅니다. 컴파일된 탭 아래의 회로도는 읽기 전용입니다.

이미지는 회로도 편집기의 물리 회로도 설계 뷰입니다. Projects 패널에서 변형 항목을 더블클릭하여 원하는 프로젝트 변형을 선택합니다.

변형의 유형

변형 기능은 이름 그대로 원본 또는 ‘기본(base)’ PCB 설계의 변형을 생성합니다. 이 기본 설계가 확립되면, Variant Manager에서 보드 컴포넌트를 실장, 파라미터를 변경하여 실장, 미실장, 또는 대체 부품 사용으로 구성하여 변형을 설정합니다.

실장(Fitted)

실장은 변형이 적용되기 전 컴포넌트의 기본 상태입니다. 실장 상태라면 변형되지 않은 것입니다. Variant Management 대화상자에서 새 변형을 만들면(아래 참조) 모든 컴포넌트는 기본적으로 실장으로 설정되며, 이는 빈 셀로 실장 상태를 나타냅니다.

파라미터 변경 실장(Fitted with Varied Parameter(s))

변형 정의 과정에서는 컴포넌트의 어떤 파라미터든 변경할 수 있습니다. 파라미터 값 변경은 로컬 변형이며 출력 문서에만 영향을 줍니다. 원본 회로도와 파라미터가 변경되는 컴포넌트 자체는 어떤 방식으로도 수정되지 않습니다. 아래 이미지에서는 C8의 Value 파라미터가 변경되었고, 이 변형은 설계 공간에서 값 문자열을 표시하는 데 사용되는 이탤릭 글꼴로 표시됩니다.

미실장(Not Fitted)

컴포넌트를 Not Fitted로 설정하면 회로도에는 그대로 존재하고 PCB로도 전송되어(풋프린트를 배치할 수 있도록) 남아 있지만, BOM과 같은 해당 출력 문서에서는 제거됩니다. 문서에서 미실장 부품을 표시하는 방식은 구성할 수 있으며, 예를 들어 회로도 및 PCB 도면 출력에서 X 표시로 마킹하도록 설정할 수 있습니다 – Configuring Display of Varied Components in Design Documents를 참고하세요.

선택된 변형(BGA)에서 C6는 실장, C5와 C7은 미실장, C8은 실장이지만 파라미터 값이 변경되어 있습니다.

대체 부품(Alternate Part)

변형은 대체 부품으로 완전히 다른 컴포넌트를 사용하도록 설정할 수도 있습니다. Schematic 편집기에서 컴파일된 탭을 선택하면, 변형 간 전환 시 대체 부품이 표시됩니다. 이 유형의 변형에서는 대체 부품이 기본 부품과 동일한 회로도 핀 세트를 동일한 위치에 가져야 합니다. 이는 설계를 컴파일할 때 연결성(connectivity)이 유효하게 유지되도록 하기 위한 필수 요구사항입니다.

아래 예에서는 TSOP 변형에서 R3와 Q1에 대체 부품이 사용됩니다. Q1은 BGA 변형에서는 NPN 트랜지스터이고 TSOP 변형에서는 JFET입니다. 각 경우에 동일한 핀이 사용된다는 점에 유의하세요.

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PCB에서 대체 부품을 처리하는 방법은 두 가지가 있습니다.

• If the footprint is the same – 선택한 대체 부품이 기본 부품과 동일한 풋프린트 이름을 갖는 경우, 풋프린트 인스턴스는 하나만 PCB로 전송됩니다. 하나의 컴포넌트에 여러 풋프린트를 할당할 수 있으므로, 각 변형에 대해 Variant Management 대화상자에서 올바른 풋프린트가 선택되어 있는지 확인하세요.

• If the footprint changes – 선택한 대체 부품이 기본 부품과 다른 풋프린트 이름을 갖는 경우, 두 풋프린트가 모두 PCB로 전송됩니다. 이후 PCB에서 두 풋프린트를 어떻게 배치할지 결정해야 합니다. 실제로는 둘 중 하나만 실장되므로 두 풋프린트는 동일한 디자인레이터(designator)를 갖게 됩니다. 아래 애니메이션은 한 변형은 BGA SRAM, 다른 변형은 TSOP SRAM인 경우 이 상황을 처리하는 방법을 보여줍니다.

특정 변형의 설정에서, 대체 부품이 선택된 컴포넌트에 대해 변형되지 않은 심볼 및/또는 풋프린트를 사용하도록 선택할 수 있습니다.

컴포넌트 유형 변경

대체 부품 선택은 동일한 유형의 컴포넌트를 고르는 것으로 제한되지 않으므로, 예를 들어 기본 컴포넌트가 저항인 경우 대체 부품을 커패시터로 정의할 수도 있습니다. 이러한 유형의 대체 부품이 갖는 결과를 반드시 인지해야 합니다:

• Designator – 각 논리적 기본 컴포넌트에는 디자인레이터가 하나만 있으며, 이 디자인레이터가 모든 변형에 사용됩니다. 예를 들어 저항을 커패시터로 바꾸는 경우, 이를 나타내기 위해 R_C 또는 R-C 같은 특수한 디자인레이터 접두어(prefix)를 사용하는 것을 고려할 수 있습니다.

• Pins – 대체 컴포넌트는 기본 컴포넌트와 동일한 핀 수를 가져야 하며, 이 핀들은 동일한 위치에 있고 동일한 electrical type이어야 합니다. 이 조건이 충족되지 않으면 경고가 표시됩니다.

멀티 채널 설계

Main article: 멀티 시트 및 멀티 채널 설계

멀티 채널 설계는 단일 회로도 시트 또는 시트 트리를 반복 대상으로 지정하여, 설계의 한 섹션을 여러 번 효과적으로 ‘스탬핑’(복제)할 수 있게 해줍니다. 소프트웨어가 스탬핑 과정을 관리하므로 수동 복사/붙여넣기는 필요 없으며, 사용자는 반복되는 컴포넌트를 식별하기 위해 사용할 주석(Annotation) 방법을 정의하면 됩니다.

Altium Designer의 멀티 채널 설계에서는, 선택된 변형에 대해 기본 컴포넌트를 완전히 다른 컴포넌트로 교체하는 기능이 지원됩니다.

애니메이션에서 BGA 변형(variant)에는 SRAM 2개가 실장되어 있고, TSOP 변형에는 SRAM 4개가 실장되어 있습니다. 이는 BGA 변형에서 두 개의 메모리 채널 중 하나를 실장하지 않음으로써 구현됩니다.

채널 관점에서 보면, 변형은 all channels 전반에 걸쳐 또는 specific channel 내에서 부품을 다르게 구성할 수 있으며, 여기에는 부품의 실장/미실장 변형, 특정 부품 파라미터 변경, 또는 대체 부품 적용이 포함됩니다.