Создание модели в средах проектирования DesignLab_8, OrCad_9,1 и Active-HDL_6,1 для интегральной микросхемы КР1554ИР23, страница 4

+  0s 0 

+ 100ns 1 

+ repeat 2 times 

+ +100ns 0

+ +200ns 1 

+ endrepeat 

+ +100ns 0 

+ +600ns 1 

+ +100ns 0 

+ +300ns 1 

+ +100ns 0 

U_DSTM3         STIM(1,1)

+ $G_DPWR $G_DGND

+ EZ

+ IO_STM

+ IO_LEVEL=0

+  0s 0 

+ 1us 1 

+ 1.2us 0 

+ 1.7us 1

+ 2us 0

3.4.  Описание диаграмм входных сигналов

Для задания входных воздействий на моделируемый узел были использованы генераторы STIM1 (для задания одиночных сигналов C и EZ) и STIM8 (для задания восьмиразрядного шинного сигнала). Текстовое описание генерируемых сигналов находится в net файле, содержимое которого приведено выше.

3.5.  Тестирование разработанных моделей

На рисунке 6 представлена схема тестирования полученной модели. Испытания проводятся для максимальных задержек. Сравнение производится с максимальными задержками, указанными в таблице 3 для входной емкости Сl=50пФ и температуры окружающей среды T=25ºC.  Напряжение питания VCC=5В.

Рис.6 Схема верификации иерархического символа с внутренним представлением в виде принципиальной схемы замещения

Входные воздействия заданы так, чтобы показать все возможные режимы работы узла и соответствующие этим режимам задержки. На рисунке 7 представлена тестовая диаграмма.

Рис.7 Диаграмма тестирования разработанной модели

В начальный момент времени состояние триггеров не определено. При поступлении первого синхроимпульса происходит захват данных с шины D. При смене сигналов на входах Di их значения не передаются на выход. Только при поступлении фронта синхросигнала спустя задержку прохождения через триггеры и выходные буферы сигналы поступают на выходы узла. При поступлении высокого уровня на вход EZ спустя задержку переключения буферов выходы переводятся в высокоимпедансное состояние. При этом, после снятия высокого уровня со входа EZ спустя задержку переключения буферов, на выходах узла появятся данные, хранимые в D-триггерах. На следующем промежутке времени, где EZ принимает значение логической единицы, на вход C поступает фронт, и триггеры захватывают новые данные с шины D. После снятия высокоимпедансного состояния на выходах появятся уже новые данные.

На рисунках 8-13 приведены результаты изменения динамических характеристик имитируемых моделью узла.

Рис.8 Время задержки распространения сигнала при включении от входа С к выходам Q

Рис.9 Время задержки распространения сигнала при выключении от входа С к выходам Q

Рис.10 Время задержки распространения сигнала при переходе из состояния высокого уровня в состояние высокого импеданса от входа EZ к выходам Q

Рис.11 Время задержки распространения сигнала при переходе из состояния высокого импеданса в состояние высокого уровня от входа EZ к выходам Q

Рис.12 Время задержки распространения сигнала при переходе из состояния низкого уровня в состояние высокого импеданса от входа EZ к выходам Q

Рис.13 Время задержки распространения сигнала при переходе из состояния высокого импеданса в состояние низкого уровня

По проведенным измерениям видно, что разработанная модель адекватно имитирует работу узла  во всех режимах, с соответствующими временными задержками.    

3.6.  Оценка предельных скоростных возможностей исследуемого узла

Исследуемый узел содержит элементы памяти (построен на D-триггерах), соответственно должен иметь ограничение на максимальную тактовую частоту сигнала, подаваемого на вход С. Так как входы данных синхронизированы – захват данных происходит только по фронту синхросигнала, то имеет смысл говорить только о режимных параметрах, таких как предустановка и удержание данных на входах Di относительно фронта синхросигнала.

Вход EZ является асинхронным и для него можно определить длительность минимального импульса, под воздействием которого выходы успеют переключиться в высокоимпедансное состояние.

На рисунке 14 приведена диаграмма моделирования предельных режимов работы уза (максимальная тактовая частота, минимальное время предустановки входов D относительно C, минимальное время удержания сигналов на входах D и минимальный воспринимаемый импульс на входе EZ).