Проектирование цифрового узла в САПР DesignLab 8.0 и OrCAD 9.1

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра ВТ

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Моделирование»

Тема: «Проектирование цифрового узла в САПР DesignLab 8.0 и OrCAD 9.1»

 

Факультет: АВТ

Группа: АМ-209

Студент: Майснер М.Ю.

Преподаватель: Шалагинов А. В.

Новосибирск 2005

Содержание

1. Постановка задачи.. 3

2. Условное графическое обозначение проектируемого узла.. 3

3. Таблица назначения выводов узла.. 3

4. Логическая таблица режимов работы узла.. 4

5. Таблица реальных задержек работы узла.. 4

6. Описание работы узла.. 4

7. Моделирование узла в пакете DesignLab 8.0. 5

7.1. Условное графическое изображение проектируемого узла в виде иерархического символа. 5

7.2. Схема замещения узла. 6

7.3. Текстовое SPICE-описание моделируемого узла. 7

7.4. Файл описания внешних воздействий. 8

7.5. Схема верификации иерархического символа. 9

7.6. Результаты моделирования узла в пакете DesignLab 8.0. 9

7.7. Оценка предельных скоростных (частотных) возможностей. 10

исследуемого узла. 10

7.8. Функциональное описание проектируемого узла с помощью примитивов LOGICEXP, PINDLY и CONSTAINT. 11

7.9. Схема верификации символа с подключённой макромоделью.. 13

7.10. Результаты моделирования символа с подключённой макромоделью.. 13

8. Моделирование узла в пакете OrCAD 9.1. 14

8.1. Условное графическое изображение проектируемого узла в виде иерархического символа. 14

8.2. Принципиальная схема замещения узла. 15

8.3. Схема верификации иерархического символа. 16

8.4. Результаты моделирования узла. 16

8.5. Поведенческая VHDL-модель узла. 17

8.6. Схема верификации узла с подключённой VHDL-моделью.. 18

8.7. Результаты моделирования VHDL-модели узла. 19

9. Выводы... 20

10. Список использованной литературы... 22

1. Постановка задачи

Для заданного варианта ИМС необходимо разработать цифровой узел, создать структурные и поведенческие модели в пакетах DesignLab 8.0 и OrCad 9.1. Провести имитационные эксперименты с разработанным узлом, подтвердить его работоспособность и соответствие временных задержек требуемым. Исследовать возможности используемых инструментальных средств проектирования.

В качестве исследуемого узла вариантом задан элемент ИР20 (четырехразрядный регистр с селектором 2 в 1 на входе).

2. Условное графическое обозначение проектируемого узла

             

Рис 1. Условное графическое обозначение узла, выполненное в пакете DesignLab 8(слева) и OrCAD 9.1(справа).

3. Таблица назначения выводов узла

Таблица 1. Назначение выводов (данные взяты из источника №5 списка литературы).

Номер вывода	Обозначение	Назначение
1	S	Вход селектирующего сигнала
2	Q0	Выход информационный
3	D0A	Вход информационный
4	D0B	Вход информационный
5	D1B	Вход информационный
6	D1A	Вход информационный
7	Q1	Выход информационный
8	GND	Общий вывод (земля)
9		Вход тактового импульса
10	Q2	Выход информационный
11	D2A	Вход информационный
12	D2B	Вход информационный
13	D3B	Вход информационный
14	D3A	Вход информационный
15	Q3	Выход информационный
16	PWR	Напряжение питания

Примечание: На рис.1 скрыты выводы GND и PWR.

4. Логическая таблица режимов работы узла

Таблица 2. Логическая таблица режимов работы (данные взяты из источника №4 списка литературы).

Входы				Выход	Примечание.
S		DiA	DiB	i
L		L	X	L	Загрузка данных в регистр через порт А с последующей выдачей на выход
L		H	X	H
H		X	L	L	Загрузка данных в регистр через порт B с                              последующей выдачей на выход
H		X	H	H

L - низкий уровень напряжения, соответствующий логическому нулю;

H - высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице;

   – срез  сигнала;

X - любой сигнал (либо 0 либо 1).

5. Таблица реальных задержек работы узла

Таблица 3. Динамические параметры узла.

            Дополнительные параметры цифрового узла:

            - выходное напряжение лог.0 (I = I_max) = 0.3 – 0.5 В

            - ток потребления = 75 – 120 мА

            - ширина импульса Clock = 7 нс

            - время предустановки S = 10 нс

            - время предустановки данных = 5,5 нс

            - время удержания S = 3 нс