최악의 경우 회로 분석
Worst-case circuit analysisWorst-Case Circuit Analysis(WCCA 또는 WCA; 최악의 경우 회로 분석)는 테스트, 생산 및 배송 전 및 배송 중에 잠재적인 결함 및 결함이 식별 및 제거되었음을 높은 신뢰도로 확인하기 위한 설계 스크리닝의 비용 효율이 높은 수단입니다.
제조, 환경 및 노후화의 영향을 고려하여 기기의 성능을 정량적으로 평가합니다.WCCA에는 회로 분석 외에 스트레스 및 감쇠 분석, 고장 모드 및 영향 중요도(FMECA) 및 신뢰성 예측(MTBF)이 포함되는 경우가 많습니다.
구체적인 목적은 최악의 조건과 허용 오차(초기, 노후, 방사선, 온도 등)에서 설계 수명 전체에 걸쳐 시스템 성능 사양을 충족할 수 있을 만큼 설계가 견고함을 확인하는 것입니다.
응력 및 디레이팅 분석은 허용 응력 한계와 비교하여 충분한 여유를 제공함으로써 신뢰성을 높이기 위한 것입니다.이는 고장을 유발할 수 있는 과도한 스트레스 조건을 줄이고 수명 동안 스트레스로 인한 매개 변수 변화 속도를 감소시킵니다.시스템의 각 컴포넌트에 가해지는 최대 응력을 결정합니다.
일반 정보
안전성과 재정적으로 중요한 모든 회로에 대해 최악의 경우 회로 분석을 수행해야 합니다.Worst-case 회로 분석은 컴포넌트의 가변성을 고려하여 (극단 환경 또는 동작 조건 하에서) 최악의 시나리오에서 회로 성능을 결정하는 분석 기법입니다.환경조건은 각 회로 컴포넌트에 가해지는 외부응력으로 정의됩니다.여기에는 온도, 습도 또는 방사선이 포함됩니다.작동 조건에는 외부 전기 입력, 부품 품질 수준, 부품 간 상호 작용, 부품 노후화에 따른 드리프트 등이 포함됩니다.
WCCA는 장기적인 현장 운용을 위해 설계 신뢰성을 하드웨어에 구축하는 과정에 도움이 됩니다.전자 부품은 두 가지 다른 모드에서 고장납니다.
허용 범위 초과 제한:이를 통해 회로는 성능 저하에도 불구하고 계속 작동하며 궁극적으로 회로의 작동 한계를 초과합니다.
MTBF, 응력 및 감쇠, FMECA 분석을 통해 치명적인 고장을 최소화할 수 있으며, 이는 모든 구성요소가 적절하게 감쇠되고 열화가 "균등하게..." 발생하고 있음을 확인하는 데 도움이 된다.
WCCA를 사용하면 모든 하프 톨러런스 조합에서 회선의 퍼포먼스 제한을 예측하고 판단할 수 있습니다.
WCCA를 실행하는 이유는 여러 가지가 있습니다.다음은 일정과 비용에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 예입니다.
| 필요하다. | 이유 |
|---|---|
| 설계 검증과 신뢰성 | 회로 작동을 확인하고 부품 공차 및 작동 조건에 대한 작동 마진을 수량화합니다. 회로가 기능을 수행하고 사양을 충족합니까?/WCCA는 리스크를 수치화합니다. |
| 회로 퍼포먼스 향상 - 설계 최적화/이해와 성능의 원동력이 되는 요소를 특정 특성 또는 공차에 대한 컴포넌트의 감도를 결정합니다. | |
| 회선이 다른 설계와 올바르게 인터페이스 하고 있는 것을 확인합니다. | |
| 부품 고장 또는 허용 범위를 벗어난 모드의 영향을 결정합니다. | |
| 테스트 비용 절감 | 측정이 어렵거나 비용이 많이 들거나 불가능한 성능 측면을 평가한다(즉, 하드웨어가 손상되지 않도록 입력 자극과 출력 로드의 영향을 판단한다). |
| ATP 제한 설정 지원 | |
| 테스트 중 선택 조정 및 조정 필요 여부/제한 범위 확인 | |
| 테스트의 양과 범위를 줄입니다. | |
| 부품 평가 | 부품이 용도에 적합한지(너무 저렴한지, 너무 비싼지, 적절한 특성) 또는 새로운 기술을 사용할 수 있는지 판단합니다. |
| 중요 파라미터 및 SCD 요건/스크린 정의 지원/설정 | |
| 모델을 사용하여 단일 이벤트 과도(SET) 분석을 수행할 수 있습니다. | |
| 일정, 비용 또는 계약상 리스크 저감 | 보드 회전 감소 - 후기 설계 또는 부품 변경의 영향을 결정합니다. |
| 레거시 회로 또는 부품 교체에 대한 변경의 영향을 확인합니다. | |
| 더 나은 보험료율을 얻거나 계약상 부채를 줄일 수 있습니다. | |
| 분석을 통해 치명적인 사고나 비용이 많이 드는 사고를 방지할 수 있습니다. |
방법론
최악의 경우 분석은 장치가 성능 사양을 충족하는지 확인하는 장치(또는 시스템)를 분석하는 것입니다.여기에는 일반적으로 초기 구성요소 허용 오차, 온도 허용 오차, 나이 허용 오차 및 환경 노출(우주 장치의 방사선 등)이 고려된다.수명 시작 분석은 초기 공차로 구성되며 제조 테스트 사이클에 대한 데이터 시트 한계를 제공합니다.수명 만료 분석은 장치 또는 시스템 내 요소에 대한 노화 및 온도 영향에서 발생하는 추가적인 열화를 제공합니다.
이 분석은 보통 SPICE를 사용하여 수행되지만 감도 또는 최악의 [1]성능을 판단하려면 장치(또는 시스템) 내의 개별 회로의 수학적 모델이 필요합니다.컴퓨터 프로그램은 결과를 집계하고 요약하는 데 자주 사용됩니다.
WCCA는, 다음의 순서에 따릅니다.
- 회로 모델 생성/가져오기
- 모델의 유효성을 확인하기 위한 상관 관계 취득
- 각 성분 매개 변수에 대한 민감도 결정
- 컴포넌트 공차 결정
- 각 성분 모수의 분산을 민감도 곱하기 절대 공차로 계산합니다.
- 적어도 2가지 분석방법(SPIXE, Saver, SPICE, 측정데이터 등)을 사용하여 결과를 확인합니다.
- 생성된 정보를 전달하기 위한 공식 보고서 생성
설계는 적절한 기능 섹션으로 나뉩니다.회로의 수학적 모델이 개발되어 다양한 부품/시스템 공차의 효과가 적용된다.회선의 EVA 및 RSS 결과는 수명 시작 및 수명 종료 상태에 대해 결정됩니다.
이 결과는 부품 응력을 계산하는 데 사용되며 다른 분석에 적용됩니다.WCCA가 제품 수명 주기 동안 유용하게 활용되기 위해서는 분석을 명확하고 간결한 형식으로 문서화하는 것이 매우 중요하다.이것에 의해, 장래의 갱신이나 오리지날 디자이너 이외의 리뷰가 가능하게 됩니다.결과와 모든 문제를 명확하게 식별하는 컴플라이언스 매트릭스가 생성됩니다.
