СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 а 0 0 0 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 5,0 5,0 5,0 10,0 10,0 10,0 15,0 15,0 15,0 20,0 20,0 20,0 б в Для визуализации и анализа получен- ных результатов моделирования в рам- ках системы СИМИКА была разработа- на программа SIMProbe. Поскольку при моделировании элек- тронных схем сверхбольшой степени интеграции результаты могут зани- мать десятки гигабайт, при разработ- ке SIMProbe много внимания было уделено скорости работы с данными и их последующей обработке. Также в SIMProbe предусмотрено более 50 раз- личных функций обработки аналого- вого сигнала, включая быстрое преоб- разование Фурье, индикаторные (EYE) диаграммы, гистограммы и другие виды анализа (см. рис. 4). Для обеспечения моделирования сме- шанных аналого-цифровых систем-на- кристалле большой размерности за приемлемое для разработчиков время СИМИКА предоставляет возможность так называемого смешанного моде- лирования, когда, например, цифро- вые подсистемы могут быть описа- ны на языке логического моделирова- ния Verilog , а аналоговые подсистемы представлены на транзисторном уров- не или описаны на языке Verilog-A. Так- же в СИМИКА встроена поддержка раз- ных вариантов представления подсхем и СФ-блоков, автоматическое форми- рование интерфейса между цифровой и аналоговой частями схемы и под- держка совместной работы цифрово- го и аналогового симуляторов. В комплексе это обеспечивает суще- ственное сокращение времени модели- рования и позволяет проводить вери- фикацию проектов большого объёма, моделирование которых на транзи- сторном уровне практически невоз- можно. Так, например, замена анало- говых функциональных блоков кри- сталла фотоприёмника со схемой обработки моделями на языке Verilog-A и описание цифровой части на языке Verilog позволило сократить время моделирования почти на два поряд- ка. Это, в свою очередь, позволило проводить верификацию всего кри- сталла на всех этапах его оптимиза- ции и доводки. Такой подход позволяет реализо- вать методологию проектирования «сверху вниз», когда сначала отдель- ные блоки системы описываются на языке высокого уровня, отлаживает- ся работа системы с нужными харак- теристиками в целом, а затем прово- дится реализация отдельных блоков на транзисторном уровне, что сокращает сроки и повышает надёжность проек- тирования. М ОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИС ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В настоящее время технические тре- бования, предъявляемые к аппарату- ре систем управления и контроля раз- личного назначения (ракетно-кос- мической и военной техники, связи и энергетики, а также научной аппа- ратуре), определяют возможность их эксплуатации в условиях воздействия ионизирующих излучений. Выделяют два типа ионизирующих излучений: стационарные и импульсные. Среди радиационных факторов естествен- ного и искусственного происхожде- ния наибольшим поражающим дей- ствием по отношению к микроэлек- тронной элементной базе аппаратуры (по энергетическому критерию) обла- дает импульсное ионизирующее излу- чение. В ряде случаев достаточно учи- тывать воздействие постоянного иони- зирующего излучения. Задача проектирования радиаци- онно-стойких схем требует использо- вания специализированных методов и программ моделирования, учитыва- ющих поведение схем при воздействии ионизирующего излучения. Доступные импортные САПР позволяют оценить Рис. 4. Обработка результатов моделирования в программе SIMProbe Рис. 3. Результаты моделирования схемы АЦП 10 для различных моделей точности: а – нелинейная цифровая модель; б – аналоговая модель с постоянными конденсаторами; в – точная SPICE-модель