복잡한 회로설계, 웹벤치에 맡기세요.

일 정 2016-12-14 10:30 ~ 12:00
회 사 명 Texas Instruments
발 표 자 Laura Herriott
경 품 명 통역제공

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세미나 설명

2.jpg아날로그 회로설계에는 많은 변수가 작용하여 회로설계자가 의도한 방향으로 출력 값이 도출되지 않을 수도 많다. 회로 설계 미숙이나 예상치 못한 주변 환경에 따른 회로 변화를 고려하지 않은 까닭이 원인일 수 있으나 아날로그 설계의 까다로운 설계 조건이 가장 큰 이유이기도 하다.

디지털 설계는 입력과 출력에 따른 함수 값의 결정으로 쉽게 회로설계를 마칠 수 있는 반면, 아날로그 회로 설계는 변수가 많아서 숙련된 엔지니어라 하더라도 실수를 항상 수반하고 있다. 최근에는 칩 제조사에서 자사의 디바이스를 활용하여 쉽게 설계할 수 있도록 도와주는 다양한 회로설계 툴들이 발표되고 있지만 회로설계자들의 요구사항들을 모두 만족시키기는 턱없이 기능이 모자라다. TI의 1990년대 심플스위처로 시작된 웹벤치는 파워제품군 설계를 최초로 필터, 센서, 인터페이스, 레퍼런스, LED, 클럭을 비롯하여 FPGA 설계까지 지원하는 강력한 회로설계 툴로 최근에 디자인 기능을 더욱 강화하였다.

웹벤치의 가장 강력한 장점은 처음 설계단계부터 모든 것이 쉽게 접근할 수 있는 GUI 방식이라 초보자라도 어려움없이 다가갈 수 있다. 웹벤치 툴은 회로기본설계는 물론 전기적 및 열적 시뮬레이션, 회로 에디팅까지 가능하다. 파워디자인의 경우 구성요소는 회로정보, BOM, 파라미터 정보, 효율, 가격, 풋프린트, 시뮬레이션정보, CAD 도면까지 모든 기능을 여러 메뉴를 통해 쉽게 접근할 수 있다.
초창기 디바이스 나열에 불과했던 웹벤치는 전문가 수준의 CAD 툴로 발전하여 더욱 많은 기능을 웹벤치에서 제공하게 되었으며, 제품을 설정하고 시스템 입력 환경 설정과 관련 정보를 입력하여 실행하면 설계자가 원하는 사양에 따라 제품 정보를 나열하여 보이고 이를 통해 디자인을 하게 된다. 그런 다음 생성되어진 출력을 분석하여 목표 값에 가장 가까운 타겟을 구할 수 있다. 그리고 전기적 및 열적 분석을 실행하여 최종 값을 CAD 툴에 맞춰 데이터를 얻을 수 있다.
파워 디자인은 출력전압을 60V까지 지원하고 웹벤치에서 사용가능한 제품군을 14년동안 데이터베이스(DB)화해서 온라인상에서 모든 시뮬레이션이 가능하도록 지원한다. LED 드라이버는 822개, LDO는 839개 등 많은 부품이 DB화 되었다.

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웹벤치 디자인 툴은 TI가 주력으로 홍보하는 회로 설계 툴이다. www.TI.com/kr에 방문하면 바로 우측에서 웹벤치 패널을 발견할수 있으며, 홈페이지 어디서든 웹벤치를 디자인할 수 있는 툴 박스가 보인다. 툴 박스를 선택하여 설계항목을 클릭하고 설계 정보를 입력하면 디자인은 바로 시작된다.

다만 처음 사용자라면 온라인에서 몇가지 지원 프로그램을 다운로드하여 설치하고 조건을 갖춘 다음 시작하면 된다. 파워 디자인인 경우 최초 화면에서 모듈 타입, FET가 내장된 집적회로 타입, FET가 외부에 부착되는 컨트롤러 타입으로 디자인이 가능하다.

선택에 따라 관련 제품이 나타나고 여러가지 버튼이 생성되는데, 여기서도 수정과 선택이 가능하다. 또한 다이얼 방식으로 효율이 높은 제품, 풋프린트, 가격에 따라 제품을 선택할 수 있으며, 어드밴스드 옵션 기능은 최근 추가된 기능으로 더욱 정밀한 디자인을 실시할 수 있게 되었다.

설계에 필요한 FET도 TI 디바이스 외에 협력업체 부품까지도 DB화되어 있어서 선택의 폭을 넓혔다. 특히 소프트 스타트 설계가 가능하고 화면에 나타나는 제품 리스트 중에서도 원하는 옵션을 다시 체크해서 제품을 소팅하면 관련 제품들만 간단하게 보여준다. 예를 들어 주파수 설정을 선택하지 않으면 1백가지가 넘는 제품 리스트가 보여지지만, 주파수 설정을 1.2MHz로 설계변경하면 24개 제품 리스트로 선택의 폭이 최적화된다. 여기서도 다시 500KHz로 변경하면 17개 제품 리스트로 다시 최적화 된다.

또한 검색된 제품군에서 자동차 인증 규격인 AEC-Q100 인증 제품만을 선택하면 해당 제품군만 보여지게 된다. 모든 화면은 시각효과가 좋은 그래픽 화면으로 보여줌으로써 쉽게 정보를 추적할 수 있다. 왼쪽 하단에 나타나는 버블의 크기는 X-Y 축에 따라 BOM, 효율, 풋프린트, 가격 등을 직관적으로 추척하여 확인할 수 있다.

최근에는 보상회로 설계도 가능하도록 디자인되어 웹벤치 디자인 툴이 계속 진화하고 있음을 보여준다. 설계자는 기본적인 설계 입출력 값만 입력하였지만 웹벤치 디자인 툴은 간단한 스키메틱에서 BOM, 가격, 동작주파수, 리플, 마진, 온도, 최대출력을 보여주고 결과가 만족스럽지 않을 경우 튜닝 다이얼을 통해 재설정이 가능하다.
써멀 시뮬레이션은 부품동작에 영향이 없는지 온도환경이나 에어플로우까지 실제 사진을 통해 확인할 수 있으며, 동일한 조건에서 대기 온도를 변경하여 기존에 할 수 없었던 부품 배치 기능을 통해서 에디팅을 하고 다시 시뮬레이션 해서 최종값을 비교 선택할 수 있게 기능이 강화되었다.

새로 추가된 보상회로 툴을 사용하여 최적 값에서 마진이나 주파수 값을 변경하여 최종 결과값을 다시 산정하고, 시뮬레이션을 거쳐 PCB 정보와 솔루션 가격을 쉽게 산출할 수 있다. 어려운 CAD 툴 없이도 아날로그 회로 설계를 쉽게 할 수 있다면 도전해 볼 수 있는 가치가 있다.