Знакомство с САПР DesignLab 8 (рисование и моделирование простых схем). Способы описания внешних воздействий

Страницы работы

8 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Министерство Образования и Науки Российской Федерации.

Новосибирский Государственный Технический Университет

Факультет Автоматики и Вычислительной Техники

Кафедра Вычислительной Техники

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Моделирование»

Группа:       АМ-509

Студент:      Скоморохов Е.Ю.

Преподаватель:   Шалагинов А.В.

Новосибирск,

2008


1. Цель работы:

Научиться работать с САПР электронной аппаратуры DesignLab 8:

·  рисовать принципиальные схемы цифровой аппаратуры в графическом редакторе Schematics;

·  задавать внешние воздействия всеми возможными способами, в том числе с помощью программы StmEd – редактора входных сигналов;

·  задавать условия моделирования;

·  моделировать спроектированную схему с помощью программы моделирования PSpiceA/D;

·  анализировать результаты моделирования и измерять временные интервалы (например, задержки) средствами постпроцессора моделирования Probe.

2. Выполнение работы

ЗАДАНИЕ 1. Знакомство с САПР DesignLab 8 (рисование и моделирование простых схем).

Собрали схему, выбралы элементы из библиотек и соедили их в необходимой последовательности. Для моделирования процесса работы, подадим на схему входные воздействия с помощью стимулов(DigStim). Входные воздействия и интервал моделирования схемы выберем такие, чтобы можно было оценить качество работы схемы, адекватность модели.

(время моделирования 2.2 мкс и входные воздействия заданы программой Stimulus Editor)

Рисунок 1. Цифровая схема устройства

Рисунок 2 Задание входных воздействий на модель

Расставили маркеры для снятия параметров работы модели, также с помощью постпроцессора моделирования Probe объединим множества связных сигналов D3,D2,D1,D0 и S1,S0 в шины DBUS и Address для упрощения воспрития результатов моделирования.

Рисунок 3. Временная диаграмма работы устройства

По диаграмме видно, что модель работает согласно её идее и задержка реакции выходного сигнала на переключение шины данных равна 51.93нc, аналогично можно измерить другие задержки. Также из моделирования мы замечаем, что задержка переключения выходного сигнала из 1 в 0 не равна задержке переключения из 0 в 1

ЗАДАНИЕ 2. Способы описания внешних воздействий.

Построили схему:

Используя Stimulus Editor зададим входные воздействия (шинные Q[7-0] и Y[7-0] и одиночные EOA и EOB)  таким образом, чтобы оценить функционирование модели во всех режимах, также чтобы можно было оценить задержки.

Получим диаграммы:

Установим время моделирования в 0.7 мкс. Результат моделирования:

По временной диаграмме можно оценить адекватность модели, она работает правильно. Можно измерить задержки при переключениях.

Для задания внешних воздействий можно использовать элемент FileStim, он позволяет брать данные о воздействия из файла на диске по атрибуту:

Файл задаётся определённым форматом, в нашем случаем имеет вид:

*TIMESCALE=1

EOA

EOB

HEX(Q7,Q6,Q5,Q4)

HEX(Q3,Q2,Q1,Q0)

HEX(Y7,Y6,Y5,Y4)

HEX(Y3,Y2,Y1,Y0)

0ns 0 0 0 0 0 0

50ns 1 0 0 0 0 0

100ns 1 0 0 1 0 2

150ns 0 0 0 1 0 2

200ns 0 0 0 1 0 2

250ns 0 0 0 1 0 1

300ns 0 0 0 0 0 0

350ns 0 0 0 0 0 0

400ns 1 0 0 0 0 0

450ns 1 1 0 0 0 0

500ns 1 1 F F 0 0

550ns 1 0 F F 0 0

600ns 1 1 F F 0 0

650ns 1 1 F F 0 0

700ns 1 1 F F 0 0

750ns 1 1 F F 0 0

800ns 1 1 F F 0 0

850ns 1 1 F F 0 0

900ns 1 1 F F 0 0

950ns 1 1 F F 0 0

1000ns 1 1 F F 0 0

Произведём моделирование и получим (в сравнении с заданием входных сигналов DigStim-ами – сверху и с изменением параметра масштабирования входных воздействий во времени TimeScale=0.5 - снизу):

Теперь возьмём элемент STIM8 и запрограммируем его:

Промоделируем и получим диаграмму, по которой можно оценить адекватность изменения «входного воздействия»:

С помощью данного элемента удобно задавать последовательности входных воздействий, подчиняющиеся определённым соотношениям/правилам.

Для задания входного переодичского воздействия удобно использовать элемент DigClock, зададим его параметры:

Получим входное воздействие:

ЗАДАНИЕ 4. Контроль временных соотношений в схеме.

Соберём модель устройства и будем подавать на неё внешние воздействия, начиная с менее жестких требований, постепенно перейдём к предельным значениям частоты:

При величине импульса тактирования равной 25 нс ещё работает:

Входные воздействия:

При моделировании получим ошибку и соответственно нарушаемую ширину импульса тактирования:

Мы империческим путём получили минимальную допустимую величину импульса, также её можно посмотреть в описании модели элемента 74LS160.

ЗАДАНИЕ 5. Проектирование многостраничных схем.

Возьмём схему из пункта 1 и разделим её на части поместив их на разные страницы, части соединим с помощью элементов OFFPAGE. Получим:

Для правильной работы мы должны назвать разорванные цепи одним и тем же именем, называть элементы OffPage не обязательно.

Получим диаграмму аналогичную полученной в пункте 1.

Так можно строить модели по частям на разных страницах, что удобно при построении больших схем.

3. Выводы

В данной лабораторной мы познакомились с САПР DesignLab 8.0, с его интерфейсом. В интерфейсе использованы довольно простые элементы управления( «старый продукт» 1997год), но так как он буквально заточен под специалиста, он не требователен к ресурсам системы и очень функционален.

Для построения моделей нам необходимо было работать с уже готовыми моделями цифровых схем – элементов. Мы познакомились с несколькими способами задания входных воздействий на нашу модель, познакомились с основными параметрами моделирования. Были рассмотрены возможности пакета получать выходные параметры модели.

Таким образом мы теперь имеет возможность строить модели на довольно удобном продукте. Хотя в работе с ним возникали проблемы.

Данные продукт имеет англоязычный интерфейс, поэтому порой трудно понять ошибку которая выводится в окне сообщений, трудно расшифровывать параметры системы. Так же в DesignLab 8.0 есть свои исключения, которые нужно просто знать, допустим, что шину можно задавать только четырёхбитную в FileStim-е. Также при работе нужно знать форматы файлов для работы с FileStim-ом и другими элементами. Хотя данная САПР и предоставляет удобное средство задания воздействий как DigStim c его графическим редактором Stimulus Editor.

С помощью данного пакета можно исследовать работу схем на разных скоростях, что очень удобно. Программа выдаёт все нарушения в виде сообщений, таким образом можно отслеживать медленные элементы в схеме и улучшать ей качество.

В целом продукт очень полезен для моделирования, он обеспечивает сквозное проектирование и удобен на каждом уровне проектирования.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Моделирование
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
2 Mb
Скачали:
0