Современная электроника №9/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 Разработка модели цифрового компонента в Altium Designer Часть 3 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. В третьей части представлен процесс разработки макромодели компонента. Юрий Леган (yuri.legan@altium.com) Разработка компонента интегрированной библиотеки Реализацию модели компонента для дальнейшего применения удоб- но выполнить в виде макромодели, которую часто называют подсхемой (subcircuit). Макромодели для ими- татора электрических цепей Altium Designer должны находиться в фай- лах с расширением .ckt. Файл .ckt представляет собой простой текст и может содержать несколько макро- моделей, т.е., по сути, может являться библиотекой макромоделей компо- нентов. Однако для удобства работы, как правило, размещают одну макро- модель. Чтобы сформировать макромодель, необходимо соблюсти требования SPICE-языка. Описание макромодели состоит из четырёх основных частей, три из которых являются обязатель- ными: 1. объявление макромодели с перечнем внутренних узлов, которые являются портами макромодели для соедине- ния с другими моделями и макромо- делями схемы (обязательная часть); 2. параметры макромодели, которые позволяют выполнить более точную настройку поведения макромодели без необходимости её изменения (необязательная часть); 3. тело макромодели, которое реали- зует основную функциональность макромодели и состоит из моделей- экземпляров, реализующих модели имитатора или другие макромодели (обязательная часть); 4. закрытие макромодели (обязатель- ная часть). Объявление макромодели должно иметь следующий вид: .subckt <имя макромодели> <узел макромодели 1> [<узел макромодели 2>...<узел макромодели n>] Обязательное ключевое слово .subckt указывает на начало описания макро- модели. В объявлении должно при- сутствовать название макромодели, уникальное в пределах множества доступных имитатору файлов макро- моделей. Обязательно должен присут- ствовать хотя бы один узел макромо- дели, осуществляющий взаимосвязь тела макромодели и её окружения. При этом перечисление узлов при вызове макромодели должно иметь тот же порядок, что и в объявлении макромодели. В квадратных скобках здесь и далее указаны необязательные параметры. Объявление параметров макромо- дели должно быть выполнено в стро- ке объявления макромодели и имеет следующий вид: params: <имя параметра 1>={<зна- чение по умолчанию>} [, <имя пара- метра 2>={<значение по умолчанию>}, ... <имя параметра m>={<значение по умолчанию>}] Ключевое слово params должно присутствовать только при наличии хотя бы одного параметра макромо- дели. Версия имитатора для Altium Designer до 19.1 включительно тре- бует обязательного наличия фигур- ных скобок при объявлении значе- ния параметра по умолчанию. В Altium Designer 20.0 и последующих версиях синтаксис SPICE-языка является более гибким и позволяет опускать фигур- ные скобки. Обращение к параметру макромодели может быть выполнено по имени, но строго в пределах дан- ной макромодели. Как правило, объ- явление параметров выполняют в сле- дующей за объявлением макромодели строке, предваряя объявление параме- тров знаком «+»: + params: ... Использование отдельной строки при объявлении параметров делает код более удобочитаемым. Тело макромодели должно содер- жать хотя бы одну модель-экземпляр или макромодель, имеющую в своём вызове указание узла/узлов макромо- дели. При необходимости тело макро- модели может содержать не толь- ко вызовы моделей-экземпляров и макромоделей, но и объявления их прототипов. Модель-прототип – это описание встроенной модели имита- тора, снабжённое определениями её параметров. Модель-экземпляр – это вызов модели-прототипа. На одну модель-прототип может ссылать- ся множество моделей-экземпляров. Встроенная модель имитатора, ука- занная в объявлении модели-прото- типа, указывает имитатору тип моде- ли-прототипа. Пример вызова модели-экземпляра D1, имеющей модель-прототип dbulk , подключённую к узлам anode и cathode электрической цепи: D1 anode cathode dbulk Пример объявления модели-экзем- пляра dbulk типа D (диод) с опреде- лённым значением параметра IS=10 –7 : .model dbulk D(IS=1e-7) Закрытие макромодели всегда име- ет вид: .ends [<имя макромодели>] Формирование файла задания ими- татора для расчёта электрической цепи. С помощью выполненного в задании описания построенной модели микро- схемы MC14520B можно выполнить с минимальными корректировками, используя файл из задания на моде- лирование (см. рис. 17). На рисунке 18 показан фрагмент кода со строкой объ- явления макромодели. Перечень параметров (см. рис. 19), которые требуется менять в объявлении макромодели, следу- ет преобразовать согласно ука-