회로 심볼의 작성 목적
회로 심볼(symbol)을 “부품을 나타내는 그림” 으로 이해하면 라이브러리를 잘못 만들게 된다. 그림은 심볼이 가진 것 중 하나일 뿐이다.
심볼은 부품의 데이터이며, 그림은 그 데이터를 사람이 확인하는 한 가지 방식이다.
1. 심볼을 쓰는 곳은 다섯이다
섹션 제목: “1. 심볼을 쓰는 곳은 다섯이다”
같은 심볼 하나를 서로 다른 다섯이 가져다 쓰고, 각자 다른 것을 요구한다.
| 쓰는 쪽 | 심볼에서 무엇을 보는가 | 없으면 생기는 일 |
|---|---|---|
| 사람 | 몸통 모양, 핀 이름, 부품값, 배치 | 회로를 파악하는 데 시간이 걸리고 검토에서 오독이 난다 |
| 회로 검사(ERC) | 핀의 전기 종류 | 출력끼리 직결해도 잡지 못한다 |
| 시뮬레이션 | 소자 종류, 노드 순서, 모델 이름, 파라미터 | 시뮬레이션이 오류 없이 틀린 결과를 낸다 |
| PCB 제조 | 핀 번호, 풋프린트(footprint) | 보드가 잘못 만들어진다 |
| 문서·집계 | 제조사 부품 번호, 정격, 상태, 묶음 키가 되는 항목 | BOM 과 보고서가 빈 칸으로 나간다 |
이 표가 이 문서 묶음 전체의 구조다. 심볼에 들어가는 항목이 많아 보이는 이유는 한 심볼이 다섯 소비처를 동시에 만족해야 하기 때문이지, 형식이 번잡해서가 아니다.
2. 심볼과 풋프린트의 분리
섹션 제목: “2. 심볼과 풋프린트의 분리”
심볼은 전기적 실체, 풋프린트는 물리적 실체다. 둘은 갈라져 있고 핀 번호로만 맞물린다.
| 심볼 | 풋프린트 | |
|---|---|---|
| 담는 것 | 핀, 전기 종류, 이름, 부품 특성 | 패드(pad), 실크(silkscreen), 코트야드, 홀 |
| 좌표계 | 도면 격자(grid) | 실제 치수 |
| 맞물리는 지점 | 핀 번호 | 패드 번호 |
이 분리가 있어야 다음이 성립한다.
- 같은 회로에 다른 패키지를 쓴다 — 같은 저항 심볼이 0402·0603·1206 어느 것과도 짝을 이룬다
- 같은 패키지를 다른 부품이 쓴다 — SOT-23 은 트랜지스터도 레귤레이터도 쓴다
- 회로를 바꾸지 않고 패키지를 바꾼다 — 조달 사정으로 패키지를 갈아도 회로도(schematic)는 그대로다
맞물림이 핀 번호라는 점이 중요하다. 핀 이름(VCC, GND)이 아니라 핀 번호(1, 8)가
패드 번호와 대응한다. 이름은 사람을 위한 것이고 번호가 기계를 위한 것이다.
3. 도면이 끝나면 목록이 나간다
섹션 제목: “3. 도면이 끝나면 목록이 나간다”도면 파일 자체를 다음 공정으로 보내는 일은 거의 없다. 나가는 것은 도면에서 뽑아낸 목록과 보고서다. 그 목록을 채우는 값은 전부 심볼에서 온다.
| 산출물 | 한 줄이 무엇인가 | 심볼에서 오는 것 |
|---|---|---|
| BOM(부품표) | 같은 부품 하나 — 수량이 붙는다 | 값 · 풋프린트 · 제조사 · 부품 번호 · 정격 · 상태 |
| 배치 파일 | 배치되는 부품 하나 | 참조 지정자(reference designator) · 풋프린트 |
| 넷리스트(netlist) | 넷 하나 | 핀 번호 · 핀 이름 |
| 검사 보고서 | 위반 하나 | 핀의 전기 종류 |
| 미실장·제외 목록 | 부품 하나 | 실장·구매·배치 상태 |
| 변경 대조 보고서 | 달라진 항목 하나 | 모든 특성 |
설계가 끝난 뒤에야 필요해 보이지만, 그때 채워 넣을 수는 없다. 도면에 이미 배치된 부품 수백 개를 열어 가며 제조사와 정격을 적는 일이 되기 때문이다. 이 값들은 부품 하나당 한 번, 라이브러리 단계에서 정해 두는 것이 원칙이다.
3.1 같은 목록에서 두 집계가 나온다
섹션 제목: “3.1 같은 목록에서 두 집계가 나온다”
BOM 과 배치 파일은 같은 부품 목록(bill of materials)을 다르게 묶은 것이다. 배치 파일은 실장기가 집어 배치하는 횟수와 같으므로 부품마다 한 줄이고, BOM 은 구매 단위이므로 같은 부품을 묶어 한 줄이다.
그래서 “무엇을 같은 부품으로 볼 것인가” — 묶음 키가 집계의 전부다.
- 기본 키는 값과 풋프린트다. 값이 같아도 0603 과 0805 는 함께 살 수 없다
- 제조사 부품 번호가 있으면 키에 더한다. 같은
10k·0603이라도 제조사가 다르면 다른 부품이다 - 묶음 키는 한 곳이 소유해야 한다. BOM 과 배치 파일이 서로 다른 기준으로 묶으면 BOM 수량의 합과 배치 파일의 줄 수가 맞지 않고, 그 어긋남은 조립 공장에서야 드러난다
3.2 집계는 표기가 흔들리면 깨진다
섹션 제목: “3.2 집계는 표기가 흔들리면 깨진다”집계는 문자열을 비교한다. 사람이 같다고 보는 것을 기계가 같다고 읽지는 않는다.
| 도면에 적힌 값 | 사람이 보는 것 | 집계가 세는 것 |
|---|---|---|
10k · 10K · 10 kΩ | 같은 저항 | 세 줄 |
100nF · 0.1uF | 같은 커패시터 | 두 줄 |
앞뒤 공백과 대소문자를 무시하고 묶는 것으로 일부는 덮을 수 있지만, 0.1uF 와 100nF 는 어떤
규칙으로도 묶이지 않는다. 표기를 라이브러리에서 한 번 정해 두는 것이 유일한 해법이다. 부품을
쓸 때마다 사람이 값을 입력하게 두면 규약은 지켜지지 않는다.
3.3 상태는 세 축이며 자유 문자열이 아니다
섹션 제목: “3.3 상태는 세 축이며 자유 문자열이 아니다”“이 부품을 붙이지 않는다” 는 한 가지 뜻이 아니다.
| 축 | 뜻 | 영향받는 산출물 |
|---|---|---|
| 미실장 | 자리는 있으나 부품을 붙이지 않는다 | BOM 에 표시 · 배치 파일에서 제외 |
| 구매 제외 | 애초에 사지 않는다 — 체결 홀·기준점 | BOM 에서 제외 |
| 배치 제외 | 실장기가 배치하지 않는다 — 삽입 부품·수작업 | 배치 파일에서 제외 |
셋은 조합이 실재한다. 한 항목으로 묶으면 표현할 수 없다.
또한 미실장 부품의 줄을 BOM 에서 지우지 않는다. 구매는 하지 않지만 설계에는 있다. 지우면 다음 사람이 그 부품이 빠진 것을 결함으로 판단한다.
3.4 빈 값은 조용하다
섹션 제목: “3.4 빈 값은 조용하다”집계에서 가장 흔한 사고는 틀린 값이 아니라 없는 값이다. 제조사 부품 번호가 비어 있어도 BOM 은 오류 없이 만들어진다. 빈 칸이 있는 표가 나올 뿐이고, 그것을 발견하는 것은 구매 단계다.
그러므로 다음 두 가지는 다르게 다뤄야 한다.
- 값이 비었다 — 항목은 있는데 정하지 않았다
- 항목 자체가 없다 — 이 부품에는 그 개념이 없다
출도 전에 필수 항목이 빈 부품의 목록을 뽑는 검사를 두면 이 사고는 대부분 사라진다.
3.5 보고서를 위해 심볼이 갖는 항목
섹션 제목: “3.5 보고서를 위해 심볼이 갖는 항목”| 항목 | 왜 필요한가 |
|---|---|
| 제조사 · 제조사 부품 번호 | 구매의 유일한 키. 값만으로는 부품을 특정할 수 없다 |
| 내부 부품 번호 | 조직이 부품을 관리하는 키. 제조사를 바꿔도 이 번호는 남는다 |
| 정격 · 허용오차 · 온도 특성 | 값이 같아도 이것이 다르면 다른 부품이다 |
| 승인 공급사 · 대체품 | 조달이 끊겼을 때 무엇으로 바꿔도 되는지의 근거 |
| 수명 주기 상태 | 신규 설계 비권장·단종 부품을 설계 초기에 걸러 낸다 |
| 규제 적합 정보 | 출하 지역이 요구하는 항목. 보고서로 제출한다 |
| 실장 · 구매 · 배치 상태 | §3.3 |
이 항목들을 심볼에 두는 이유는 분명하다.
- 한 번 정하면 모든 프로젝트가 같은 값을 쓴다 — 도면마다 적으면 같은 부품이 프로젝트마다 다른 값을 갖게 되고, 집계가 갈라진다
- 정정이 한 곳에서 퍼진다 — 단종된 부품을 라이브러리에서 표시하면 그 부품을 쓴 모든 설계가 같은 사실을 갖는다
- 검토할 대상이 부품 수만큼으로 줄어든다 — 도면의 인스턴스 수가 아니다
3.6 심볼에 적은 값이 BOM 까지 가려면
섹션 제목: “3.6 심볼에 적은 값이 BOM 까지 가려면”값을 심볼에 적어 두는 것만으로는 부족하다. BOM 은 보드에서 나오기 때문이다.
심볼 특성 → 도면의 부품 → (설계 변경 반영) → 보드의 부품 → BOM 열이 경로의 어느 한 곳이 끊기면 BOM 은 오류 없이 빈 열을 낸다. 회로도에만 적힌 특성은 보드로 옮겨져야 집계에 나타난다. 라이브러리 항목을 늘릴 때는 그 항목이 끝까지 가는지를 한 번 확인해 두어야 한다.
다중 게이트 부품에는 규칙이 하나 더 붙는다. 게이트 어디에 적혀 있어도 그것은 그 부품의 값이고, 게이트 여럿에 적혀 있다면 먼저 읽은 값을 지킨다. 그러지 않으면 게이트를 배치한 순서가 BOM 의 값을 정하게 된다.
집계로 나가는 항목을 출도 전에 무엇으로 확인하는지는 PCB 제작을 위한 구성 요소와 검증 에서 다룬다.
4. 라이브러리 품질이 프로젝트를 좌우한다
섹션 제목: “4. 라이브러리 품질이 프로젝트를 좌우한다”심볼의 결함은 뒤로 갈수록 비싸진다.
| 발견 시점 | 비용 |
|---|---|
| 심볼 제작 중 | 몇 분 |
| 회로 검토 | 도면 수정 |
| 레이아웃 후 | 배선(routing) 재작업 |
| 시제품 이후 | 보드 폐기 · 일정 지연 |
| 조달·조립 | 부품 재구매 · 납기 지연 |
게다가 심볼의 결함은 한 번 만들면 그 심볼을 쓰는 모든 프로젝트로 퍼진다. 라이브러리는 사본이 아니라 공유 자산이므로, 결함도 공유된다.
그래서 심볼 제작에는 회로 설계와 다른 규율이 필요하다.
- 근거는 데이터시트다. 기억이나 유사 부품에서 베끼지 않는다. 핀 번호·전기 종류·패키지 치수는 전부 데이터시트에서 확인한다
- 한 사람이 만들고 다른 사람이 본다. 심볼 제작자는 자기가 만든 것의 오류를 보지 못한다
- 기계로 검사할 수 있는 것은 기계로 검사한다 — 중복 핀 번호, 전기 종류 미지정, 격자 이탈, 핀 번호와 패드 번호의 대응, 필수 항목의 빈 값은 전부 자동 검사의 대상이다
5. ImEDA 에서의 심볼
섹션 제목: “5. ImEDA 에서의 심볼”| 축 | 내용 |
|---|---|
| 파일 | 심볼 라이브러리는 .imslib 이고, 심볼 하나가 문서 하나다 |
| 편집기 | Symbol Library Editor — 도구 28종. 이 편집기만의 것은 Pin 하나이고 나머지 도형은 EPD 와 같다 |
| 고정 특성 | Reference · Value · Description · Datasheet · Footprint 다섯. 지울 수 없다 |
| 사용자 특성 | 제조사·부품 번호·단가처럼 조직이 더하는 항목 |
| 다중 게이트 | 아이템마다 unit 번호를 갖고, 0 은 모든 게이트에 그려진다 |
| 대체 표현 | altid 축 — 드모르강 같은 다른 표현을 같은 심볼에 담는다 |
| 보드 쪽 대응 | 보드의 부품도 같은 다섯 고정 특성을 갖는다. 그래서 회로도의 값이 보드로 건너가고 BOM 열이 된다 |
고정 특성 다섯은 종류마다 색이 정해져 있고 개별 변경이 막혀 있다. 색이 그 속성의 종류를 나타내는 표시이기 때문이다. 바꾸려면 팔레트에서 바꾼다.
6. 표준을 따르는 이유
섹션 제목: “6. 표준을 따르는 이유”회로 심볼의 도형은 국제 규격이 정해 둔 것이 있다. 논리 게이트·저항·커패시터처럼 널리 쓰이는 소자는 규격이 정한 모양을 따르는 편이 낫다.
- 보는 사람이 배우지 않아도 된다 — 검토자·협력사·후임자가 같은 모양을 같은 뜻으로 해석한다
- 교환에서 어긋나지 않는다 — 외부에 도면을 낼 때 설명이 필요 없다
- 모양이 기능을 나타낸다 — 규격은 모양이 부품의 기능을 반영하도록 요구한다
다만 규격이 모든 부품을 정의하지는 않는다. 복잡한 IC 는 사각형 몸통에 핀을 기능별로 묶어 배치하는 것이 관례이고, 이때 어떻게 묶고 어디에 두는가가 도면의 가독성을 결정한다. 이것은 규격이 아니라 조직의 규약으로 정한다.
표기 규약도 같은 성질이다. 값의 단위 표기·참조 지정자의 접두사·부품 번호의 형식은 규격이 정해 주지 않지만, 정해 두지 않으면 §3.2 의 집계가 깨진다. 조직의 규약으로 문서화하고 라이브러리가 그 규약을 지키게 한다.
7. 이어지는 문서
섹션 제목: “7. 이어지는 문서”| 문서 | 다루는 것 |
|---|---|
| 구성 요소와 심볼의 종류 | 심볼을 이루는 것 · 다중 게이트 · 전원 심볼 · 기구 심볼 |
| 시뮬레이션을 위한 구성 요소와 검증 | 노드 순서 · 모델 연결 · 조용한 오류를 잡는 법 |
| PCB 제작을 위한 구성 요소와 검증 | 핀 번호와 패드 번호 · 풋프린트 · 조달 정보 |