Формирование модели управляющей схемы, входящей в состав цифрового синхронизирующего устройства. Тестирование модели

3.2.6 Формирование модели управляющей схемы, входящей в состав цифрового синхронизирующего устройства. Тестирование модели

управляющей схемы

Рассмотренные ранее модели цифровых устройств комбинационного и последовательностного типа позволяют построить модель одного из функциональных узлов тестируемого в данной работе синхронизирующего устройства и протестировать его функционирование. Функционируемой и тестируемой на данном этапе моделью функционального узла является управляющая схема. Ее задачей является перенос синхронизирующего сигнала со входа 06 на один из выходов демультиплексера, при соответствующих сигналах на входах 01 и 02 регистра RG1 и запись двоичного числа в счетчик СТ1. Последнее необходимо для задания числа импульсов на выходе формирователя пачек импульсов.

Ниже приведена модель управляющей схемы и результат ее тестирования:

u1 inva(2) up um 09 10 out1a out2a delay1 in_out

u2 anda(3,3) up um 10 03 out1a 09 out2a 03 03 09 10 4 5

+6 delay1 in_out

.model delay1 ugate

u3 dff(2) up um 04 05 03 01 02 07 08 09 10 delay source

Ugnr1 STIM (1,1)

+ up um

+03

+ source TIMESTEP = 10.00000E-9 IO_LEVEL=0

+ 0.000000C 0

+ LABEL = again

+ 1.000000C 1

+ 2.000000C 0

+ 3.000000C GOTO again -1 TIMES

uconst1 pullup(2) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss 04 01 in_out

uconst0 pulldn(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss 02 in_out

ur STIM (1,1)

+ $G_DPWR $G_DGND 05 source TIMESTEP = 1.000000E-9 IO_LEVEL=0

+ 0.000000s 0

+ 2.000000E-9s 1

* uconst0 pulldn(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss S in_out

.model delay ueff

.model in_out uio(drvh=1e4 drvl=1e4)

.options digmntymx=2

.model source uio(drvh=50 drvl=50)

.probe

.tran 10ns 400ns

.end

Результат тестирования управляющей схемы приведен в приложении Г.

3.2.7 Создание модели формирователя пачек импульсов, входящего в состав цифрового синхронизирующего устройства. Тестирование модели формирователя пачек импульсов.

Основной задачей формирователя пачек импульсов является форми-рование сигнала в состав которого входят импульсы, число которых задается управляющей схемой.

В основе формирователя пачек импульсов лежит вычитающий счетчик СТ1, построенный на Т-триггерах.

В библиотеке PSpice нет модели Т-триггера, так как данный тип триггера может быть реализован на основе D-триггера. Данная реализация производится путем соединения инвертирующего выхода D-триггера с его D-входом. Таким образом получается триггер с одним входом и состояние триггера меняется с уровнем сигнала на его входе.

Ниже приведена модель Т-триггера:

u1 dff(1) up um R S c inv out inv delay source

Ugnr1 STIM (1,1) up um c source TIMESTEP = 10.00000E-9 IO_LEVEL=0

+ 0.000000C 0

+ LABEL = again

+ 1.000000C 1

+ 2.000000C 0

+ 3.000000C GOTO again -1 TIMES

uconst1 pullup(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss S source

ur STIM (1,1) $G_DPWR $G_DGND R sour TIMESTEP = 1.E IO_LEVEL=0

+ 0.000000s 0

+ 2.000000E-9s 1

.model delay ueff

.options digmntymx=2

.model source uio(drvh=50 drvl=50)

.probe

.tran 10ns 400ns

.end

Результат тестирования Т-триггера приведен в приложении Г.

.model dinamics ueff

.model dinam ugate

.tran 10ns 400ns

.probe

.end

Результат тестирования работы формирователя пачек импульсов приведен в приложениии Д.

3.2.8 Объединение моделей функциональных узлов и тестирование

работы всей модели синхронизирующего устройства

Тестирование всей модели синхронизирующего устройства можно осуществить двумя способами.

Первый способ заключается в непосредственном соединении всех разработанных моделей, входящих в устройство и представить модель устройства ввиде одной программы.

Второй способ заключается в создании библиотечных файлов таких логических элементов, как регистр, демультиплексер и счетчик. При составлении модели, в теле основной программы необходимо вставить операторы вызывающие нужные библиотечные файлы.

Первый способ необходим при создании и тестировании моделей несложных устройств, в которых модели различных логических элементов используются не чаще одного раза.

Второй способ позволяет избежать громоздких описаний моделей сложных устройств, в которые входит большое количество одинаковых элементов.

В данной работе удобнее использовать первый способ.

Программная модель синхронизирующего устройства приведена ниже.

Приложение Б

Виды используемых в работе вентилей и тестирование работы

демультиплексера

1

&

&

INV AND NAND

1

1

OR NOR

Рисунок Б.1 – Стандартные вентили используемые в данной работе

Рисунок Б.2 – Результат тестирования модели демультиплексера
Приложение В
Результат тестирования регистра и пример триггеров с динамическим

управлением

JKFF DFF

S T

D

C

R

S T

J

K

C

R

S T

D

C

R

S T

J

K

C

R

а) б)

а – JK - триггер;

б – D - триггер;

Рисунок В.1 – Триггеры с динамическим управлением.

Рисунок В.2 – Тестирование работы регистра.

Приложение Г Результаты тестирования управляющей схемы и Т-триггера

Рисунок Г.1 – Тестирование управляющей схемы.

Рисунок Г.2 – Тестирование Т-триггера.

Приложение Д Результат тестирования формирователя пачек импульсов и всего

синхронизирующего устройства

Рисунок Д.1 – Тестирование формирователя пачек импульсов.

Рисунок Д.2 – Результат тестирования синхронизирующего устройства.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Новгородский государственный университет

имени Ярослава Мудрого

_________________________________________________________________________

Кафедра физики твёрдого тела и микроэлектроники

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ФТТМ

_________ Б.И.Селезнёв

“_____” __________1999 г.

Задание на выпускную работу

на получение академической степени бакалавра техники и технологий

Студенту группы 5031 Хаимову Даниилу Исхаковичу

Тема работы: Разработка методики программного тестирования цифровых

устройств с помощью программного пакета Design Center

(утверждена на заседании кафедры "_____" __________ 1999 г.)

2 Срок сдачи законченной работы: 22.06.99 г.

3 Исходные данные к работе:

4 Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

5 Перечень графического материала:

6 Прочие условия:

7 Консультанты по работе (с указанием относящихся к ним разделов работы):

Сапожников А.А. (норм контроль)

Задание выдал (руководитель)	Задание принял к исполнению
Д. т. н., профессор	студент группы 5031
__________ Селезнёв Б.И.	__________ Хаимов Д.И.
"_____" __________ 1999 г.	"_____" __________ 1999 г.

Новгород Великий