САПР
В последнее время наметилась тенденция переноса программного обеспечения с рабочих станций на ПК, что снижает цены на ПО не менее чем на порядок. В частности, известная корпорация Mentor Graphics объявила о переводе своих пакетов САПР на ПК к концу 1996 г., а фирма Viewlogic Systems уже сделала это раньше - в мае 1996 г. Ранее подобные САПР функционировали лишь на рабочих станциях с RISC-процессорами под управлением UNIX. Сейчас они имеют достаточную эффективность и на Pentium-ПК при использовании 32-разрядных операционных систем Windows NT, Windows 95 корпорации Microsoft (при работе с Windows 3.1 дополнительно устанавливается Win32s). Облегчению перехода с одной платформы на другую способствует применение технологии OLE.
В статье рассматривается система проектирования цифровых устройств Workview Office 3.0 фирмы Viewlogic Systems. В дополнение к стандартному набору средств САПР, таких, как графический ввод электронных схем, моделирование, анализ временны/х диаграмм, Workview Office включает современные программы SpeedWave и VCS (моделирование устройств, описанных на языках VHDL и Verilog), MOTIVE и XTK фирмы Quad Design (моделирование с учетом временны/х задержек и анализ целостности сигналов) и многое другое. Рекомендуемые требования к конфигурации ПК следующие: процессор 80486 или Pentium, ОЗУ 16 Мб (32 Мб при использовании программ MOTIVE и Synthesis), винчестер емкостью 1 Гб, привод CD-ROM, цветной монитор с разрешением не менее 800x600, операционная система Windows 3.1 (3.11), Windows for Workgroup, Windows 95 или Windows NT (имеется сетевая лицензия). Система Workview Office продается в СНГ только в АОЗТ "Родник Софт", телефон: (095) 113-7001, адрес: pode@rodnik.msk.su.
Система Workview Office имеет модульную структуру, комплектуемую в зависимости от характера проекта (рис. 1). Большая часть модулей разработана фирмой Viewlogic, остальные - другими фирмами, лидерами в своей области (рис. 2).
Рис 1. Структура Workview Office
Рис. 2. Основные модули Workview Office
ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ WORKVIEW OFFICE
ViewDraw - графический редактор схем, поддерживающий механизм OLE 2.0., благодаря чему можно, например, с помощью электронной таблицы Excel подсчитывать стоимость текущего проекта, оформлять техническую документацию и строить разнообразные диаграммы (рис. 3). ViewDraw поддерживает уже ставший привычным стандарт Windows, так что отметим лишь удобную возможность автоматического обхода препятствий при прокладке цепей. Для созданной схемы составляются списки соединений в форматах EDIF и ViewGBN. Возможен экспорт цифровых компонентов, описанных в текстовом виде в стандартах IEEE 1076 VHDL и Verilog. Имеется интерфейс с системами разработки печатных плат PADS, Allegro (фирмы Cadence), Boardstation (Mentor Graphics), P-CAD и ACCEL EDA (Accel), SCICARDS, Zuken-Redac.
Рис. 3. Механизм OLE обеспечивает взаимосвязь ViewDraw с Excel
ViewSim - моделирование цифровых устройств, заданных принципиальными схемами. Поддерживается до 28 логических состояний. Имеется набор встроенных примитивов, включающий в себя 60 базовых элементов И, ИЛИ, инверторы, буферы, исключающие ИЛИ и 28 примитивов высокого уровня типа триггер, ОЗУ, ПЗУ и т. п. Поставляются библиотеки, состоящие из 18 000 ТТЛ-элементов и 50 сертифицированных ASIC (Application Specific Integrated Circuits - заказные интегральные схемы). Совместно с модулями SpeedWave и VCS моделируются компоненты, описываемые в текстовом виде на языках VHDL и Verilog (рис. 4). Результаты моделирования отображаются с помощью программы ViewTrace. Контролируются минимальное время установки/сброса/восстановления, минимальная длительность импульсов, фазовое рассогласование и пики сигналов.
Рис. 4. Отладка цифровых устройств
ViewSpice - моделирование аналоговых устройств. Имеется возможность выбора одной из программ моделирования стандарта SPICE: ViewSpice, HSpice, Dracula, SPICE 2G6 и ATT Wirelist. Поддерживается стандартный набор видов анализа (режим по постоянному току, частотные характеристики, переходные процессы, спектральный анализ, анализ шумов), за исключением параметрической оптимизации и статистического анализа. Графики результатов моделирования отображаются с помощью ViewTrace. Возможен динамический вывод графиков в процессе моделирования. Удобно, что результаты расчета в режиме по постоянному току отображаются непосредственно в узлах схемы (рис. 5).
Рис. 5. Моделирование аналоговых устройств
SpeedWave - моделирование цифровых компонентов, описанных на языке VHDL (в стандарте IEEE 1076 VHDL). Имеются средства отладки и просмотра временны/х диаграмм.
VCS (Verilog Chronological Simulation) - моделирование цифровых компонентов, описанных на языке Verilog, более популярном в практических приложениях, чем VHDL.
ViewSynthesis - синтез и оптимизация электрически программируемых вентильных матриц (FPGA, Field Programmable Gate Array). С помощью графического редактора ViewDraw создается структурная схема проекта и для каждого блока указывается его спецификация на языке VHDL или принципиальная схема. После подтверждения путем моделирования правильности функционирования проекта на функциональном уровне с нулевыми или одинаковыми задержками производятся компиляция VHDL-описаний и синтез принципиальной схемы каждого блока на уровне конфигурируемых логических звеньев. Возможна оптимизация по критериям максимального быстродействия или минимизации площади кристалла. Критерий оптимизации задается глобально для всего проекта или для каждой его части. Результаты синтеза передаются обратно в структурную схему для повторения моделирования с учетом реальных задержек. При этом выполняется автоматическая генерация схем синтезированных структур.
MOTIVE (фирма Quad Design) - моделирование цифровых устройств с учетом реальных задержек прохождения сигналов в FPGA, PLD, ASIC и печатных платах. Задержки сигналов в проводниках печатных плат рассчитываются путем оценки длин связей до процедуры трассировки. Более точные данные могут быть получены с помощью программ Transmission Line Calculator (TLC) и Crosstalk Network Simulator (XNS) фирмы Quad Design. В результате моделирования обнаруживаются недопустимые значения времени установки и удержания и контролируются критические пути прохождения сигналов, проводится анализ случайного разброса задержек по методу наихудшего случая.
XTK (Crosstalk Tool Kit, фирма Quad Design) - анализ целостности сигналов цифровых устройств, т. е. расчет линейных и нелинейных искажений сигналов, связанных с эффектами распространения сигналов в проводниках реальных печатных плат (PCB) и гибридных многокристальных сборок (MCM). Рассчитываются волновые сопротивления, запаздывания, сопротивления потерь и погонные емкости и индуктивности, а также коэффициенты связи произвольной конфигурации проводников, металлизированных слоев и диэлектриков. Расчеты проводятся на основе данных о топологии печатных плат, а их результаты передаются в программу MOTIVE для проведения моделирования.
ViewDatabook - интерфейс базы данных Work Office с базами данных фирм-производителей Actel, Altera, Atmel, AT&T, Crosspoint, Cypress, Lattice, Motorola, Quicklogic, Xilinx. Обеспечивается быстрый поиск выбранных компонентов и размещение их символов на схемах. Возможен поиск групп компонентов по совокупности заданных свойств. Для сокращения объема базы данных компоненты одного типа имеют общий графический образ. Интеграция с базами данных различных фирм - производителей интегральных электронных схем производится с помощью принятого в промышленности стандарта OLE и ряда других стандартов. В связи с невозможностью создать базы данных, учитывающие особенности проектирования на отдельных предприятиях, в фирме Viewlogic создана специальная группа Strategic Account Services (VSAS) для модернизации библиотек компонентов с учетом требований заказчиков.
Кроме того, имеется ряд стандартных конфигураций поставки Workview Office:
- FPGA Design Solution - пакет проектирования программируемых логических устройств (в его состав входят ViewDraw, ViewSim, SpeedWave, ViewSynthesis);
- System Design Solution - пакет системного проектирования (в его состав входят ViewDraw, ViewDatabook, интерфейс с одной программой разработки печатных плат);
- Educational Package - университетский комплекс (в его состав входят ViewDraw, ViewSim, SpeedWave, ViewSynthesis, Spice Integration, ViewPLD).
Система Workview Office является наиболее эффективным средством проектирования цифровых устройств на базе дискретной логики и программируемых логических устройств на платформе IBM PC. Ее основное достоинство - более низкие цены по сравнению с версиями для рабочих станций: ViewDraw - $2400, ViewSim - $7560, ViewSpice - $9000, ViewSynthesis - $9000, SpeedWave - $7560, поставляемый со скидкой университетский комплекс Educational Package - $3000. Ее наиболее существенный недостаток состоит в невозможности моделирования смешанных аналогово-цифровых устройств, имеющих обратные связи (в настоящее время моделируются лишь аналогово-цифровые устройства с линейной структурой), и в отсутствии анализа целостности сигналов аналоговых и аналогово-цифровых устройств (этими возможностями обладают программы PSpice A/D и Polaris системы Design Center 6.3). Подождем, что представит Mentor Graphics.
C Всеволодом Разевигом можно связаться по адресу: rpu@mpei-rt.msk.su.
ВСЕВОЛОД РАЗЕВИГ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МОДУЛИ WORKVIEW OFFICE
Функциональные возможности Workview Office расширяются при подключении дополнительных модулей.
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|Spice Integration |Интеграция с программой SPICE и просмотр результатов |
| |моделирования |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|ViewPLD |Проектирование PLD, описанных на языке Abel. Средства |
| |синтеза PLD конкретных фирм поставляются за отдельную |
| |плату |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|Digital Fusion Enabler |Сопряжение программ моделирования цифровых устройств |
| |ViewSim, Speed Wave, VCS |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|Analog Fusion Enabler |Сопряжение программ моделирования аналоговых и |
| |цифровых устройств ViewSpice и ViewSim |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|EDIF Graphics |Импорт/экспорт графики схем в формате EDIF |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|ViewBase |Интерфейс на Си для чтения баз данных принципиальных |
| |схем |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|PCB Integration |Интерфейс с программами разработки печатных плат фирм |
| |ACCEL (имеется интерфейс с системами P-CAD 8.5 для DOS |
| |и ACCEL EDA 12.0 для Windows), PADS Software, Harris |
| |EDA, Cadence, Mentor, Zuken-Redac |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|FPGA Place and Route |Размещение и трассировка FPGA фирмы Actel |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|Tegas Wirelister |Составление списка соединений в формате Tegas |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
|HILO Wirelister |Составление списка соединений в формате HILO |
+--------------------------+-------------------------------------------------------+
