МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
––––––––––––––
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
–––––––––––––––––––––––––––
, ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ
ВСИСТЕМЕ ELECTRONICS WORKBENCH
Лабораторный практикум
по курсам
моделирование дискретных процессов
для студентов, обучающихся по направлению
“информатика и вычислительная техника”,
средства вычислительной техники
для студентов, обучающихся по направлению
“электроэнергетика”
УДК
621.398
УДК 621.398
Д696
Утверждено учебным управлением МЭИ в качестве учебного пособия для студентов.
Подготовлено на кафедре вычислительной техники.
Рецензенты: к.т.н. доцент
к.т.н. доцент
А.Н., В.А., В.Н. моделирование дискретных устройств в системе electronics workbench: Лабораторный практикум. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 60 с.
ISBN 5-7046-0678-4
Приводится описание компонентов, приборов, технологии создания и исследования схем дискретных устройств в системе Electronics Workbench.
Пособие предназначено для подготовки к выполнению лабораторных работ по изучению теоретических основ и практических схем элементов, узлов и устройств ЭВМ на базе системы Electronics Workbench.
Для студентов, обучающихся по направлениям 552800 “Информатика и вычислительная техника” и 551700 “Электроэнергетика”, а также других направлений подготовки, связанных с изучением цифровых дискретных устройств.
___________________
ISBN 5-7046-0678-4 © Московский энергетический институт, 2004
Разработка аппаратных средств вычислительной техники основывается на сочетании двух взаимосвязанных процессов: синтез и анализ. Под синтезом подразумевается построение схемы (структурной, функциональной, логической) по заданному алгоритму или набору функций, которые должна выполнять схема. Однако методы синтеза не могут учесть многих проблем, которые возникают при работе реальных элементов, например, из-за разброса значений параметров времени переключения элементов, нагрузочной способности элементов и других факторов. Поэтому для построения работоспособных схем необходимо проводить анализ схемы, синтезированной формальными методами, с целью проверки логики работы схемы, ее устойчивости, надежности и других показателей в условиях, приближенных к реальным.
Для решения задач анализа при схемотехническом проектировании возможно применение двух принципиально различных подходов:
· физический эксперимент на реальных схемах;
· имитационное (программное) моделирование на ЭВМ.
Достоинством первого подхода является возможность работы с реальными элементами, которая дает ощущение «живых» микросхем и протекающих в них процессов (сигналов, задержек переключения, длительностей фронтов и срезов и т.д.) с помощью измерительных приборов, осциллографа. К недостаткам относятся большая организационная работа по созданию и эксплуатации лабораторной установки, значительные финансовые расходы. Поэтому, естественно, в условиях учебного процесса в последнее время более приемлемым становится второй подход.
Суть имитационного моделирования в общем случае заключается в разработке алгоритма описания процесса функционирования (поведения) схемы под воздействием внешних сигналов и реализации этого алгоритма (имитации работы схемы) на ЭВМ. Здесь также существуют различные методы и средства реализации идей имитационного моделирования.
Одним из направлений, имеющих многолетнюю историю, является применение универсальных или разработка проблемно-ориентированных языков программирования для описания и моделирования работы схем. Наиболее известными в настоящее время являются языки VHDL и Verilog. С 1987 г. язык VHDL становится международным стандартом и в любых разработках радиоэлектронных систем VHDL-описание становится неотъемлемой частью документации, передаваемой заказчику.
Другое направление основано на развитии средств визуального программирования, благодаря которому появилась возможность имитировать с высокой степенью точности как поведение элементов разрабатываемых схем, так и работу средств отображения и измерения. То есть средствами визуального программирования создается виртуальная среда физического эксперимента, которая требует значительно меньших финансовых затрат на приобретение технических средств (только ЭВМ и программы) и организационных усилий на установку и эксплуатацию системы, поэтому удобна и эффективна для проведения учебного процесса.
В настоящее время существует множество таких программных средств - пакетов программ и систем проектирования радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры, которые позволяют проводить сквозное проектирование от ввода схемы и детального анализа методом моделирования до синтеза оптимальной по заданным параметрам схемы и разработки печатных плат и программ управления линиями изготовления печатных плат. К таким средствам можно отнести:
Circuit Maker 6.0 (www.microcode.com) - программа фирмы MicroCode Engineering, содержит библиотеку моделей промышленных изделий электронных компонентов и на их основе позволяет строить схемы, получать временные и частотные характеристики схемы и имитировать применение схемы в объектах типа самолет, ракета, автомобиль. Существуют коммерческие и учебные версии этой программы.
DesignLab 8.0 (www.orcad.com) - пакет программ фирмы MicroSim, предназначен для сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.
System View 1.9 (www.elanix.com) – программа фирмы Elanix, предназначена для схемотехнического проектирования и моделирования устройств на уровне функциональных узлов [В.Б.Стешенко.EDA. Практика автоматизированного проектированиярадиоэлектронных устройств.- М.:Изд-во «Нолидж», 2002.].
Electronics WorkBench (www.interactiv) - программный комплекс фирмы Interactive Image Technologies, предназначен для разработки, моделирования и исследования параметров аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых схем.
Благодаря широкому набору разнообразных и детально проработанных моделей электронных компонент и измерительных приборов в библиотеке этого комплекса, развитым средствам отображения результатов экспериментов со схемами в системе Electronics WorkBench (EWB) наиболее полно сочетаются достоинства физического эксперимента на аппаратуре и компьютерного имитационного моделирования на ЭВМ.
Данное учебное пособие представляет собой лабораторный практикум и состоит из двух частей:
Часть1. “Моделирование дискретных устройств в системе Electronics WorkBench”:
Часть 2. “Разработка и исследование схем дискретных устройств”.
Учебное пособие основано на фундаментальном описании системы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.