Современная электроника №7/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 Разработка модели цифрового компонента в Altium Designer Часть 1 В статье рассмотрены задачи моделирования смешанных электрических цепей, приведены сведения о возможностях интегрированного имитатора электрических цепей Altium Designer, дано описание процесса разработки модели четырёхразрядного счётчика микросхемы MC14520B фирмы On Semiconductor от сбора исходных данных до формирования компонента библиотеки. Статья демонстрирует возможность разработки модели дискретной логики силами пользователя в имитаторе электрических цепей с опорой на сведения из открытых источников. Юрий Леган (yuri.legan@altium.com) Введение Основной задачей моделирования смешанных электрических цепей с помощью имитатора является расчёт переходного процесса и анализ резуль- татов. Расчёт переходного процесса имеет несколько параметров: началь- ное время, конечное время и шаг вре- мени переходного процесса. При выборе параметров расчёта переходного процесса следует руко- водствоваться следующими критерия- ми: искомый переходный процесс дол- жен быть представлен на временно ′ й оси, шаг моделирования должен быть минимум в 2 раза меньше времени самого быстротекущего явления пере- ходного процесса. Требование к шагу моделирования диктуется теоремой Котельникова. Возможности Altium Designer для имитации смешанных электрических цепей AltiumDesigner имеет интегрирован- ный имитатор электрических цепей со смешанными сигналами, который реа- лизуется дополнительным системным модулем Mixed Simulation. Дополни- тельность системного модуля говорит о том, что модуль доступен для установ- ки, однако при начальной установке Altium Designer может быть исключён из программы инсталляции. Систем- ный модуль имитатора электриче- ских цепей может быть установлен в любой момент при доступе к установ- щику AltiumDesigner. Дополнительную установку системного модуля [1] можно сделать как с помощью пакета офлайн- инсталляции, так и при подключении к учётной записи AltiumLive через сеть Интернет. Имитатор электрических цепей Altium Designer позволяет выполнять модели- рование цепей со смешанными сигнала- ми, имеет встроеннуюподдержку моде- лей логических устройств. Перечень базовых моделей логических устройств имитатора приведён в таблице 1. С полным перечнем поддерживае- мых моделей имитатора электриче- ских цепей AltiumDesigner можно озна- комиться в руководстве пользователя имитатора AltiumMixed Simна русском языке [2]. Модели более сложных логических устройств должны быть построены на основе перечисленных базовых моде- лей. Описание процесса разработки модели четырёхразрядного счётчика Рассмотрим процесс разработ- ки модели логического устройства – микросхемы четырёхразрядного счёт- чика Motorola MC14520B. Процесс разработки составной (сложной) моде- ли состоит из нескольких этапов: ● поиск информации; ● построение структуры модели; ● выражение составных частей через модели имитатора; ● параметризация модели; ● идентификация параметров модели; ● верификация модели; ● формирование паспорта модели; ● разработка компонента интегриро- ванной библиотеки. Поиск информации Началом разработки модели являет- ся сбор и анализ информации об объ- екте моделирования. Основой для раз- Таблица 1. Базовые модели логических устройств Тип модели SPICE Описание типа модели d_buffer Цифровой буфер шириной в один разряд d_inverter Цифровой инвертор шириной в один разряд d_and Цифровой вентиль типа И d_nand Цифровой вентиль типа И–НЕ d_or Цифровой вентиль ИЛИ d_nor Цифровой вентиль ИЛИ–НЕ d_xor Цифровой вентиль ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ d_xnor Цифровой вентиль ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ–НЕ d_tristate Цифровой буфер с третьим состоянием d_pullup Цифровой подтягивающий резистор к положительному полюсу питания d_pulldown Цифровой подтягивающий резистор к отрицательному полюсу питания d_open_c Цифровой буфер с открытым коллектором d_open_e Цифровой буфер с открытым эмиттером d_dff D-триггер d_jkff JK-триггер d_tff T-триггер d_srff SR-триггер d_dlatch D-защёлка d_srlatch SR-защёлка d_state Автомат состояний d_fdiv Цифровой делитель частоты d_ram Память с произвольным доступом d_source Источник цифрового сигнала