KR100737582B1 - 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법 - Google Patents

배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배선 회로 최적 설계 지원 시스템은 배선 회로를 구성하는 배선 회로 설계 제어부; 상기 배선 회로에 사용되는 각 전선 길이 데이터를 저장하는 회로 리스트 DB; 상기 배선 회로 판정을 위한 각 전장품 부하의 타입을 자동으로 정의하는 전장 부하 타입 정의부; 상기 배선 회로 성능 검증을 위한 기준 전압 설정부; 상기 배선 회로의 부하 전기적 특성을 정의하는 부하 내부 간이 모델링부; 설계 요소에 대한 목표 수치를 설정하는 설계 목표치 설정부; 상기 각 전선 및 단자에 인가되는 전류 및 전압을 계산하는 배선 회로 전압/전류 계산부; 및 상기 단자 전압 및 전류 값과 구속 조건 결과 값을 표시하고, 완료된 데이터를 업데이트하는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출부를 포함하여 구성되며, 상기 배선 회로 설계 제어부는 상기 회로리스트 DB로부터 전선길이 데이터를 불러오며, 상기 전장 부하 타입 정의부를 이용하여 상기 배선 회로의 부하 타입 정의 및 부하 속성을 부여하고, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부에 상기 계산된 전압 및 전류 값과 설계 목표치를 전달함과 아울러, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부로부터 업데이트 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.

Description

배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법{A circuit design system and method for optimization}
도 1은 종래의 배선회로 설계 지원 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 전장 부하 타입 정의부를 나타낸 화면 구성도.
도 5는 전장 부하 타입 정의부에 의해 정의되는 전장 부하 타입의 일예.
도 6은 부하 내부 간이 모델링부를 나타낸 화면 구성도.
도 7은 부하 내부 간이 모델링부에 의해 모델링 되는 구성 소자의 일예.
도 8은 회로 성능 검증을 위한 설계 요소 구성을 나타낸 화면 구성도.
도 9는 설계 목표치 설정을 나타내는 일예.
도 10은 회로 성능 검증을 위한 배선 회로 전압/전류 계산부를 나타낸 화면 구성도.
도 11은 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부를 나타낸 화면 구성도.
도 12는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출 기준을 나타낸 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 배선회로 설계 제어부 110 : 회로 리스트 DB
120 : 전장 부하 타입 정의부 130 : 기준전압 설정부
140 : 부하 간이 모델링부 150 : 설계 목표치 설정부
160 : 배선회로 전류/전압 계산부
170 : 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출부
본 발명은 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 자동차 배선회로의 설계 적합 여부를 검증할 수 있는 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 자동차 배선 설계에 있어서 회로를 구성하는 요소로서 전장품 부하 및 각 부하에 체결되는 컨넥터, 전장품들의 논리적, 물리적 연결을 위한 전선 등이 있는데, 전장품의 수량과 종류가 복잡해짐에 따라 이러한 요소 간의 결선도 복잡해지고 설계 단계에서 이에 대한 검증 및 검증 결과에 대한 설계 반영이 요구된다. 특히, 설계 단계에서 주요 전장품에 결선되는 부하와 전선의 특성에 따라 배선 회로의 성능이 좌우되는데, 이러한 요소에 대한 최적 설계치를 설계자에게 제공하고 즉시 이를 설계 데이터 상에 반영하는 최적 설계 방법론이 요구된다.
그러나 설계 단계에서 전장품 부하 및 배선 회로 요소에 대한 정보가 시점 별로 불충분하고 일부 정보는 설계 담당자의 경험적 예측을 통해 데이터가 완성되므로 최적 설계 보다는 경험적 설계에 의한 시행착오의 과정이 불가피하다. 이로 인해 설계자의 숙련 및 시행착오에 의한 비용 및 시간이 많이 소요된다.
이러한 기존 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 차량의 전압 안정성 평가 방법(2005-0039311)에 대한 공개 특허가 제안된 바 있다.
도 1을 참조하면, 기 제안된 특허에 대한 개략적인 내용으로 차량 배선 및 부하에 대한 회로 성능의 사전 평가를 위한 차량 전압 안정성 평가 시스템의 동작 흐름도를 나타내고 있다.
도 1에서 제시된 차량 전압 안정성 평가 시스템은 차량 배선 전압의 안정성을 평가하기 위하여 선정된 회로에 대한 부하 넷리스트를 데이터베이스로부터 추출하고 이를 수치 해석 알고리즘을 통해 판정된 결과를 설계 담당자에게 표시해주는 방법으로 구성되어 있다.
그러나 기 제안된 차량 전압 안정성 평가 시스템은 배선 회로의 안정성 평가에 대한 판정 결과만을 제시해 줌으로써 설계 요소에 대한 최적 설계안을 결정하는 부분에 있어서는 어려움이 있다. 또한, 차량 전체의 넷리스트 데이터를 입수해야만 판정을 위한 회로 복원이 가능하므로 설계 단계에서 실시간으로 필요로 하게 되는 일부 부하에 대한 회로 검증이 불가능하다는 단점이 있다.
또한 단순 수치 계산 알고리즘에 따른 판정 기준에 의해 회로 성능에 대한 판정이 이루어지므로 배선 요소의 목표 성능 대비 평가 결과에 대한 비교 분석이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 별도의 넷리스트 추출에 의한 회로 복원이나 부하 특성에 대한 데이터베이스가 존재하지 않더라도 현 설계 사양에서의 회로 성능을 평가할 수 있는 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단순히 평가 기준 대비 회로 성능에 대한 정오 판별이 아니라 설계자가 임의로 설계 목표치를 설정하더라도 이에 대한 자동 검증 및 최적 수치를 제시하고, 제시된 최적 수치를 회로 데이터 상에 자동으로 반영할 수 있는 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
마지막으로, 본 발명의 다른 목적은 설계 -> 시험 -> 설계 사양 변경의 반복 작업에 따라 소요되는 인력과 비용 및 시간을 절감할 수 있는 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배선 회로 최적 설계 지원 시스템은 배선 회로를 구성하는 배선 회로 설계 제어부; 상기 배선 회로에 사용되는 각 전선 길이 데이터를 저장하는 회로 리스트 DB; 상기 배선 회로 판정을 위한 각 전장품 부하의 타입을 자동으로 정의하는 전장 부하 타입 정의부; 상기 배선 회로 성능 검증을 위한 기준 전압 설정부; 상기 배선 회로의 부하 전기적 특성을 정의하는 부하 내부 간이 모델링부; 설계 요소에 대한 목표 수치를 설정하는 설계 목표치 설정부; 상기 각 전선 및 단자에 인가되는 전류 및 전압을 계산하는 배선 회로 전압/전류 계산부; 및 상기 단자 전압 및 전류 값과 구속 조건 결과 값을 표시하고, 완료된 데이터를 업데이트하는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출부를 포함하여 구성되며, 상기 배선 회로 설계 제어부는 상기 회로리스트 DB로부터 전선길이 데이터를 불러오며, 상기 전장 부하 타입 정의부를 이용하여 상기 배선 회로의 부하 타입 정의 및 부하 속성을 부여하고, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부에 상기 계산된 전압 및 전류 값과 설계 목표치를 전달함과 아울러, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부로부터 업데이트 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 배선 회로 최적 설계 지원 방법은 배선 회로를 구성하는 제 1 단계; 상기 배선 회로에 사용되는 전선 길이 데이터를 불러오는 제 2 단계; 상기 배선 회로에 따른 전장 부하 타입을 정의하는 제 3 단계; 상기 배선 회로의 기준 전압을 설정하는 제 4 단계; 부하의 전기적 특성을 정의 하는 제 5 단계; 상기 배선 회로의 설계 목표치를 입력하는 제 6 단계; 상기 배선 회로의 각 전선 및 단자의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 계산하는 제 7 단계; 상기 배선 회로의 설계 목표치에 따른 설계 요소 최적 수치를 산출하는 제 8 단계; 및 상기 최적 수치를 상기 배선 회로 구성에 업데이트 하는 제 9 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상기 배선 회로 전압/전류 계산은 상기 각 전선에 대하여 단위 길이당 저항 값과 상기 불러온 길이 값을 바탕으로 저항 소자를 생성하고, 상기 제 5 단계에서 부하 내부의 전기적 특성을 이용하여 전체 회로를 검색한 후, 자동적으로 넷리스트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 이하 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 시스템은 배선 회로를 구성하는 배선 회로 설계 제어부(100), 배선 회로에 사용되는 각 전선 길이 등의 데이터를 저장하는 회로 리스트 DB(110), 배선 회로 판정을 위한 각 전장품 부하의 타입을 자동으로 정의하는 전장 부하 타입 정의부(120), 배선 회로 성능 검증을 위한 기준 전압 설정부(130), 부하의 전기적 특성을 정의하는 부하 내부 간이 모델링부(140), 설계 요소에 대한 목표 수치에 대한 설정을 하는 설계 목표치 설정부(150), 각 전선 및 단자에 인가되는 전류 및 전압을 계산하는 배선 회로 전압/전류 계산부(160), 단자 전압 및 전류 값과 구속 조건 결과 값을 표시하고, 완료된 데이터를 업데이트 하는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출부(170)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 다른 배선회로 최적 설계 지원 시스템을 이용한 설계방법에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 방법은 배선 회로 검증 및 설계 요소에 대한 설계 목표치 대비 최적 설계치 추출, 배선 회로 자동 Update에 이르는 과정을 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 배선회로 최적 설계 지원방법은 배선 회로 구성, 전선 길이 데이터 Import, 전장 부하 Type 자동 정의, 기준 전압 설정, 부하 내부 간이 모델링, 설계 목표치 입력, 배선 회로 전압/전류 계산, 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출 과정 및 회로 자동 Update 단계를 포함한다.
배선 회로 구성은 기본적인 설계 데이터이자 배선 회로 성능 검증을 위한 입력 데이터로서 배선 회로를 구성하는 전선 및 각 부하, 컨넥터 등의 설계 요소 간 결선 정보를 포함하고 있다.(S1)
전선 길이 데이터 Import는 배선 회로 구성 상의 중요 요소 중 하나인 전선에 대한 기본 정보 Import 작업으로서 회로도 상에서 전기적, 논리적 결선 정보가 기술되어 있지만 전선의 길이와 같은 정보는 3D 모델 정보로부터 연계를 통해 입수할 수 있다. 따라서 3D 모델 생성 시 저장된 각 전선의 길이 데이터를 회로리스트 DB를 통해 Import 한다.(S2)
전장 부하 Type 자동 정의는 도 4에 도시된 바와 같은 전장 부하 타입 정의부(120)가 배선 회로 판정을 위하여 각 전장품 부하에 대한 Type을 정의해야 할 필 요가 있는데, 각 전장품 Naming Rule에 따라 기본적인 부하 Type을 자동으로 정의하고 필요로 한 속성을 자동으로 부여하는 단계이다.(S3) 이때 자동으로 정의되는 부하 Type으로는 도 5에 도시된 바와 같다.
기준 전압 설정은 배선 회로 성능 검증을 위한 기준 전압을 설정한다. 검증 시 설정되는 기준 전압은 차량의 환경 및 설계 요소의 특성에 따라 자동 혹은 사용자 임의로 설정가능하다.(S4)
부하 내부 간이 모델링은 도 6에 도시된 바와 같은 내부 회로 모델링부(140)가 배선 회로 검증 시 부하의 전기적 특성을 정의하는 단계이다.(S5)
전장 부하 Type 자동 정의 단계에서 정의된 부하 Type에 따라 전기적인 특성이 달라지는데, 설계 단계에서 대부분의 경우 이러한 부하의 전기적인 특성이 수시로 변경되기 때문에 변경에 따른 영향도를 수시로 검증해야 할 필요가 있다. 따라서 사용자가 임의로 Unit 내부의 넷리스트나 특성 수치를 자유롭게 변경하여 모델링할 수 있기 때문에 빠르게 배선 회로 성능을 검증 할 수 있다. 이때 내부 회로 모델링 시 활용되는 소자는 도 7에 도시된 바와 같다.
설계 목표치 입력은 설계 요소에 대한 목표 수치에 대한 설정이다.(S6)
이는 단순히 배선 회로의 성능에 대해 정오 판정만을 위한 것이 아니라 현 설계 사양에서 설계 요소에 대한 목표 수치를 설정하여 이를 만족하는 최적 수치를 얻어 회로 데이터에 반영 한다. 즉, 전장 부하 Type 정의부(120)가 도 4에 도시된 바와 같은 결선된 회로를 가지는 경우 해당 부하(H_LP_HI_LH)의 성능을 만족시키기 위하여 도 8에 도시된 바와 같은 설계 요소 구성도를 가질 수 있다. 이에 따라, 해당 부하(H_LP_HI_LH)의 성능 보증을 위해서는 도 9에 도시된 바와 같이 1번 Pin의 단자 전압 값이 13.3V로 인가되도록 설계하며, 이때 상기 부하의 1번 Pin에 결선된 전선(LD3W)의 특성이 상기 부하의 성능을 결정짓는 요소가 되는데, 상기 설계 목표치에서는 LD3W 전선의 길이를 고정시키고 SQ를 변화시켜 상기 설계 목표치를 만족하는 전선의 SQ값을 자동적으로 찾을 수 있다. 한편 LD4W 전선은 SQ를 고정시키고 전선의 길이를 자동적으로 증가 또는 감소시켜 해당 부하(H_LP_HI_RH)의 성능을 만족하는 최적의 길이값을 찾을 수 있다.
배선 회로 전압/전류 계산은 도 10에 도시된 바와 같은 배선 회로 전압/전류 계산부(160)부가 앞서 수행된 배선 회로 구성 및 전장 부하 모델링을 통해 입력된 회로 요소에 대해 수식적인 계산을 위하여 자동적으로 부하 넷리스트를 생성한다. (S7)
즉, 각 전선에 대하여 단위 길이당 저항 값과 Import한 길이 값을 바탕으로 저항 소자로 변환하고 각 Unit 내부에 대하여 부하 내부 간이 모델링 단계에서 입력된 부하 내부의 전기적 특성을 이용하여 전체 회로를 검색한 후, 자동적으로 넷리스트를 생성하고, 이를 바탕으로 각 전선 및 단자에 인가되는 전류, 전압을 계산하게 된다.
설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출은 도 11에 도시된 바와 같이 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수친 산출부(170)가 배선 회로 전압/전류 계산 값이 설계 목표치에 도달했는지 여부를 검사하고,(S8) 도달했을 경우, 회로 넷리스트를 자동으로 추출하여 배선 회로의 각 부하와 전선에 대하여 전압 및 전류 계산 결과를 산출하게 된다.(S9) 이때 설계 목표치 입력 단계에서 입력된 설계 목표치와 설계 목표치를 설정한 부하의 계산 결과를 자동으로 비교하여 도 12에 도시된 바와 같은 설정된 목표치와 구속 조건 즉, 전선의 SQ 혹은 길이 고정 여부를 고려하여 가장 근접한 결과를 얻게 되는 단자 전압 및 전류 값과 구속 조건 결과 값을 표시하게 된다.
회로 자동 Update는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출단계에서 얻어진 결과에 대해 설계 담당자가 배선 회로 성능에 대하여 적절하다고 판단되는 경우 이를 설계 데이터 상에 자동으로 Update 한다.(S10)
이미 설계 데이터 상에서 각 설계 요소에 대한 속성값이 부여되어 있기 때문에 해당 설계 요소의 속성값을 변경시켜줌으로써 배선 회로에 대한 성능 검증과 요구 성능에 대한 결과값 및 최적 설계 수치, 그리고 결과에 대한 자동 Update가 가능하기 때문에 설계 -> 검증의 반복적인 시행착오를 거치지 않고 배선 설계가 동시에 진행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법은 차량 배선에 대하여 배선 회로 성능 평가 시 목표 요구 성능을 설정하고 이에 대한 최적 설계 결과 데이터를 확보하여 배선 회로의 성능 및 품질을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배선회로 최적 설계 지원 시스템 및 방법은 결과로 얻어진 최적 설계 결과 데이터를 설계 데이터 상에 자동으로 Update 함으로 써 개발 단계에서 설계 및 검증의 시행착오를 최소화하고 그에 따른 개발 단계 단축 및 M/H 소요를 절감할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 배선 회로를 구성하는 배선 회로 설계 제어부;
    상기 배선 회로에 사용되는 각 전선 길이 데이터를 저장하는 회로 리스트 DB;
    상기 배선 회로 판정을 위한 각 전장품 부하의 타입을 자동으로 정의하는 전장 부하 타입 정의부;
    상기 배선 회로 성능 검증을 위한 기준 전압 설정부;
    상기 배선 회로의 부하 전기적 특성을 정의하는 부하 내부 간이 모델링부;
    설계 요소에 대한 목표 수치를 설정하는 설계 목표치 설정부;
    상기 각 전선 및 단자에 인가되는 전류 및 전압을 계산하는 배선 회로 전압/전류 계산부;
    상기 단자 전압 및 전류 값과 구속 조건 결과 값을 표시하고, 완료된 데이터를 업데이트하는 설계 목표치 대비 설계 요소 최적 수치 산출부를 포함하여 구성되며, 상기 배선 회로 설계 제어부는 상기 회로리스트 DB로부터 전선길이 데이터를 불러오며, 상기 전장 부하 타입 정의부를 이용하여 상기 배선 회로의 부하 타입 정의 및 부하 속성을 부여하고, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부에 상기 계산된 전압 및 전류 값과 설계 목표치를 전달함과 아울러, 상기 설계 목표치 대비 설계요소 최적 수치 산출부로부터 업데이트 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 배선 회로를 구성하는 제 1 단계;
    상기 배선 회로에 사용되는 전선 길이 데이터를 불러오는 제 2 단계;
    상기 배선 회로에 따른 전장 부하 타입을 정의하는 제 3 단계;
    상기 배선 회로의 기준 전압을 설정하는 제 4 단계;
    부하의 전기적 특성을 정의 하는 제 5 단계;
    상기 배선 회로의 설계 목표치를 입력하는 제 6 단계;
    상기 배선 회로의 각 전선 및 단자의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 계산하는 제 7 단계;
    상기 배선 회로의 설계 목표치에 따른 설계 요소 최적 수치를 산출하는 제 8 단계; 및
    상기 최적 수치를 상기 배선 회로 구성에 업데이트 하는 제 9 단계를 포함하 는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는
    상기 배선 회로를 구성하는 전선 및 각 부하, 컨넥터 중 적어도 하나의 설계 요소 간 결선 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 배선 회로에 사용되는 각 전선의 길이 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 전장 부하 타입 정의는
    자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 차량의 환경 및 설계 요소의 특성에 따라 자동 혹은 사용자 임의로 설정가능한 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 배선 회로 전압/전류 계산은
    상기 각 전선에 대하여 단위 길이당 저항 값과 상기 불러온 길이 값을 바탕으로 저항 소자를 생성하고, 상기 제 5 단계에서 부하 내부의 전기적 특성을 이용하여 전체 회로를 검색한 후, 자동적으로 넷리스트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 회로 최적 설계 지원 방법.
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