Войти
Моделирование электронных цепей использует математические модели для воспроизведения поведения реального электронного устройства или цепи. Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схем и является бесценным инструментом анализа. Благодаря возможности высокоточного моделирования многие колледжи и университеты используют этот тип программного обеспечения для обучения техника-электронщика и электроники программы. Программное обеспечение для моделирования электроники привлекает своих пользователей, интегрируя их в процесс обучения. Эти виды взаимодействия активно вовлекают учащихся в анализ, синтез, организацию и оценку контента, в результате чего учащиеся конструируют собственные знания.
Моделирование поведения схемы перед ее построением может значительно улучшить дизайн. эффективность за счет выявления дефектных конструкций как таковых и обеспечения понимания поведения электронных схем. В частности, для интегральных схем инструменты (фотошаблоны ) дороги, макеты непрактичны, а исследование поведения внутренних сигналов чрезвычайно затруднительно. Следовательно, почти вся конструкция ИС в значительной степени зависит от моделирования. Самый известный аналоговый симулятор - SPICE. Вероятно, самые известные цифровые имитаторы основаны на Verilog и VHDL.
. Некоторые электронные имитаторы объединяют в себе механизм моделирования и экранный дисплей формы сигнала (см. Рис. 1), что позволяет разработчикам быстро модифицировать смоделированную схему и видеть, как эти изменения влияют на результат. Они также обычно содержат обширные библиотеки моделей и устройств. Эти модели обычно включают модели транзисторов для конкретных ИС, такие как BSIM, общие компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы., определяемые пользователем модели (например, контролируемые источники тока и напряжения или модели в Verilog-A или VHDL-AMS ). Конструкция печатной платы (PCB) также требует определенных моделей, таких как линии передачи для дорожек и модели IBIS для приводной и приемной электроники.
Рисунок 1. Отображение формы сигнала CircuitLogix. Хотя существуют строго аналоговые имитаторы электронных схем, популярные имитаторы часто включают как аналоговые, так и управляемые событиями возможности цифрового моделирования и известны как имитаторы смешанного режима. Это означает, что любое моделирование может содержать компоненты, которые являются аналоговыми, управляемыми событиями (цифровыми или дискретными данными) или их комбинацией. Полный анализ смешанных сигналов может осуществляться с помощью одной интегрированной схемы. Все цифровые модели в симуляторах смешанного режима обеспечивают точное определение времени распространения и задержек нарастания / спада.
Управляемый событиями алгоритм, предоставляемый симуляторами смешанного режима, является универсальным и поддерживает нецифровые типы данных. Например, элементы могут использовать действительные или целые числа для имитации функций DSP или фильтров выборочных данных. Поскольку управляемый событиями алгоритм работает быстрее, чем стандартное матричное решение SPICE, время моделирования значительно сокращается для схем, которые используют модели, управляемые событиями, вместо аналоговых моделей.
Моделирование в смешанном режиме обрабатывается на трех уровнях; (a) с примитивными цифровыми элементами, которые используют временные модели и встроенный имитатор цифровой логики с 12 или 16 состояниями, (b) с моделями подсхем, которые используют фактическую топологию транзисторов интегральной схемы, и, наконец, (c) с выражениями In-line логической логики.
Точные представления используются в основном при анализе проблем линии передачи и целостности сигнала, когда требуется тщательная проверка характеристик ввода-вывода ИС. Булевы логические выражения - это функции без задержки, которые используются для обеспечения эффективной обработки логических сигналов в аналоговой среде. Эти два метода моделирования используют SPICE для решения проблемы, в то время как третий метод, цифровые примитивы, использует возможность смешанного режима. У каждого из этих методов есть свои достоинства и целевые области применения. Фактически, многие модели (особенно те, которые используют аналого-цифровую технологию) требуют комбинации всех трех подходов. Одного подхода недостаточно.
Другой тип моделирования, используемый в основном для силовой электроники, представляет собой кусочно-линейные алгоритмы. Эти алгоритмы используют аналоговое (линейное) моделирование, пока переключатель силовой электроники не изменит свое состояние. В это время рассчитывается новая аналоговая модель, которая будет использоваться в следующем периоде моделирования. Эта методология значительно увеличивает скорость и стабильность моделирования.
Варианты процесса возникают, когда конструкция изготовлена , а симуляторы схем часто не принимают во внимание эти изменения. Эти вариации могут быть небольшими, но вместе они могут значительно изменить производительность микросхемы.
Изменение температуры также может быть смоделировано для имитации работы схемы в диапазоне температур.
Концепции:
HDL:
Списки :
Программное обеспечение:
