CDS LAB1

English page

Tutoriali eesmärk on viia läbi digitaalskeemi koostamine ja simulatsioon kasutades Cadence vahendeid

Sätime paika oma töökeskkonna

kõik selles ja järgmises lõigus olevad tegevused toimuvad käsurealt

• loome uue alamkataloogi lab1
• liigume sinna alamkataloogi
• kasutades käsku 'cad' ja sealt valikuga '1' väärtustame kõik vajalikud keskkonnamuutujad Cadence jaoks
• seejärel vahetame ümber tekstiredaktori vaikeväärtuse, valides uueks tekstiredaktoriks SciTE, vaikimisi on tekstiredaktoriks vi

Käivitame Cadence

Cadence 2016 EDA ver. juhist jälgides

• kui on tegemist esmakordse käivitamisega siis kasutame käsurida

ams_cds -64 -tech c18a6 -add CORELIB -add IOLIB_6AM -add GATES_ANA

siin me valisime tehnoloogiaks AMS 0.18μm tehnoloogia 6 metallikihiga ja lisasime elementbaaside kataloogide nimistusse kolm täiendavat kataloogi

• kui on tegemist järgmiste käivitamiskordadega siis kasutame käsurida

ams_cds

peale ülevalpool oleva pildi teateid võib käsurida ignoreerida, edasised tegevused toimuvad läbi Cadence graafilise kasutajaliidese

avaneb mitmeid akneid, ühel neist küsitakse täpsustavat informatsiooni meil kasutatava designkit'i kohta

siin õnneks on ainult üks valik ja tuleks vajutada nupule OK

avaneb ka Cadence põhiaken mis vaikimisi paikneb töölaual vasakul alumise nurga juures

siia kogunevad Cadence teated , sealhulgas ka veateated

ja avaneb ka Cadence Library Manager aken

siin aknas on mõistlik valida checkbox Show Categories

Tekitame oma library

Library Manager aknas valine menüüst File valiku New ja Library

avaneb uus aken kuhu sisestame nime labor_1 ja vajutame nupule OK

avaneb uus väike aken küsimusega ja valikvastustega, valime Attach to an existing technology library ja vajutame OK

järgmises uues aknas tuleks valida tehnoloogiaks TECH_C18A6 ja vajutada nupule OK

Tekitame uue skeemi oma library'sse

selleks tuleb Library Manager aknas ära valida library millele me andsime nime labor_1 ja valida menüüst File valik New ning Cell View

avanevas aknas täidame välja Cell andes oma uuele skeemile nimeks poolsummaator

Application valikute osas valime Schematics XL ja märgime ära checkbox'i Always use this application for this type of file

ja vajutame OK , selle peale avaneb meile skeemiredaktori aken

Poolsummaatori skeemi redigeerimine

eelnevate tegevuste tulemusena on meil nüüd lahti skeemiredaktori aken

siinkohas on mõislik meelde jätta mõned skeemiredaktori lühikäsud

• 'i' - instance , uue skeemielemendi lisamiseks
• 'w' - wire , uue ühenduse loomiseks
• 'l' - label , ühendusele nime panemine
• 'p' - pin , uue sisendi/väljundi loomiseks
• 'f' - fit to view , mahutab kogu seni joonistatud skeemi meie vaatevälja
• 'u' - undo , viimase tegevuse tühistamine
• 'X' - Check and Save' , teostab skeemile veakontrolli ja salvestab skeemi

hiire paremat klahvi all hoides saab tirida piirkonna mida suurendatakse, et suurendusest kiirelt välja minna vajutada f

igast sisestusrežiimist (instance/wire/pin/jms.) saab kiirelt väljuda klahviga ESC

olles wire režiimis saab kindlaid ühendusi luua klahviga 's' ehk snap , selleks liikuda hiirekursoriga sobiliku ühenduspunkti lähedale ja Cadence pakub võimalikku ühenduse loomist kollase rombi kujulise kastiga selle punkti ümber

NB! undo töötab kuni viimase salvestuseni, peale salvestust ei ole võimalik skeemi tehtud muudatusi tagasi võtta

Kirjanurgaga raami lisamine

vajutame klahvi i ja avanevas aknas nuppu Browse

avaneb Library Browser kus valime Library alt BORDERS ja sealt Cell alt A5

täindavalt avanenud Library Manager akna võime sulgeda vajutades nupule Close

Add Instance akna saame ajutiselt ära peita vajutades nupule Hide

seejärel liikudes hiirekursoriga skeemiredaktori akna mustale alale saame valitud elemendi paika panna

Cadence pakub kollase raamiga võimalikku asukohta, sobival kohal elemendi paigutamiseks vajutame hiire vasakut klahvi

antud juhul on suvaline asukoht sobiv nii, et vajutame hiire vasakut klahvi

seejärel tuleks fit to view teha ehk vajutame klahvi f

Poolsummaatori skeemielementide lisamine

vajutame klahvi i ja avanevas aknas nuppu Browse

avaneb Library Browser kus valime Library alt CORELIB

meile vajalikud skeemielemendid asuvad siis library nimega CORELIB all

kõigepealt on meil vaja mõned AND elemendid paika panna

selleks valime Category alt AND ja Cell alt AND2X1

tähe-numbri kombinatsioon elemendi nime taga näitab mitu sisendit sellel on ning mis võimsusega on väljund (mitu järgmist sisendit on väljund suuteline ära toitma)

antud juhul on tegemist kahe sisendiga AND elemendiga mille väljundvõimsus on 1

poolsummaatori jaoks on meil vaja 3 AND elementi, 2 inverterit ja 1 OR element

Poolsummaatori skeemi sisendite ja väljundite lisamine

lisame skeemile sisendid ja väljundid ehk pin'id , selleks vajutame klahvi p

esimeseks nimeks (Pin Name) valime A ja suunaks (Direction) valime input

pin'ide paigutamine toimub sama moodi nagu elementide paigutamine

poolsummaatori jaoks on meil vaja 2 sisendit (A ja B) ning 2 väljundit (Sum ja Carry)

Poolsummaatori skeemielementide vaheliste ühenduste loomine

tekitame skeemielementide vahelised ühendused, selleks vajutame klahvi w ning snap'i kasutades ühendame elemendid omavahel

skeemi parema jälgitavuse huvides võib ühendustele paigutada nimed nagu ülevalpool oleval pildil, selleks vajutada klahvi l

Poolsummaatori skeemi salvestamine

salvestamiseks vajutame klahvi X

Cadence põhiaknast võib jälgida vigade kontrolli ja salvestuse tulemust

Poolsummaatori sümboli loomine (makro tegemine)

et meie valminud skeemi kasutada muude skeemide joonistamisel makrona, tuleb teha skeemile uus 'symbol' vaade

selleks valime menüüst Create valiku Cellview ja alamvaliku From Cellview

avaneb popup, milles olevad vaikeväärtused meile sobivad ja vajutame nupule OK

uues popup aknas on võimalik meil määrata kuidas hakkavad paiknema sisendid ja väljundid

avaneb Cadence Symbol Editor aken

automaatselt tekitatud sümbol on kastikujuline , kasutajal on võimalik tööriistaribal olevate primitiivide kaudu seda kujundada endale sobivaks

Täissummaator kahest poolsummaatorist

eelnevas peatükis koostatud poolsummaatori primitiivi kasutades saame luua täissummaatori

ka sellest teeme makro ehk loome sümboli et saaksime seda kasutada edasistes skeemides

skeemi sees saab vajadusel laskuda makro sisse, selleks kas

• teeme makroelemendi peal hiirega topeltkliki
• valime makroelemendi ja kasutame käsklust Descend Edit mille lühikäskluseks on klahvikombinatsioon Shift + E

et tagasi eelmisele tasemele tulla kasutame käsklust Return mille lühikäskluseks on klahvikombinatsiooon Ctrl + E

skeemi sees laskumine võib osutuda vajalikuks näiteks juhul kui meil on vaja muuta makro väljundite väljundvõimsust

NB! muutes ühe makro sisu muutub see kohe igal pool kus seda makrot kasutatud on

4 bitine liitja

et meil on kõik vajalikud komponendid nüüd olemas, siis saame asuda 4 bitise liitja koostamise juurde

komponentidena läheb meil vaja ühte poolsummaatorit ja kolme täissummaatorit

ülekandeahela lahendame antud skeemis jadaülekandega ehk ingl. Riple Carry

et tegemist on pisikese 4-bit liitjaga siis jadaülekanne on meile sobiv, suuremate liitjate juures on mõistlik kasutada rööpülekannet, näiteks Lynch-Swartzlander Spanning Tree Carry Lookahead

selle skeemi juures kasutame juba andmesiine, antud juhul 4-bitiseid

et andmesiinid oleks paremini nähtavad kasutame nende joonistamiseks jämedat ühendust

andmesiinidelt eraldi bittide väljatoomine ja ühendamine toimub läbi ühendustele nimede andmise

4bit liitja simulatsioon

nüüd kus meil on skeem valmis ja kontrollitud ning salvestatud, hakkame seda simuleerima digitaalsimulatsiooniga

NC-Verilog avamine

selleks avame vahendi NC-Verilog

Cadence põhiaknas olevast menüüst Tools võtame valiku NC-Verilog

avaneneb uus aken

siin tuleb mõned asjad paika sättida:

• Run Directory - vajutame kolme punktiga nupule ja valime endale sobiva töökataloogi (antud juhul tuleb meil töökataloog alles tekitada , antud näites lab1_simu)

• disain valida, selleks vajutame Browse peale ning avanevast Library Browser'ist valime oma skeemi ja schematic vaate

NC-Verilog initsialiseerimine ja sätted

nüüd jääb üle ainult esimese ikoonile vasakul ribal vajutada Initialize Design

avaneb uus popup aken kus vajutame OK nupule

korrigeerime mõningaid parameetreid, selleks võtame menüüst Setup valiku Netlist

avaneb menüü

siin sätime järgnevat

• Netlist These Views valime schematic symbol
• valime Single Netlist File
• Global Sim Time valime 1 ja ühikuks ps
• Global Sim Precision valime 1 ja ühikuks fs

järgmiseks võtame Setup ja valik Record Signals

siin valime valiku All

NC-Verilog Netlist'i tekitamine

järgmise sammuna tuleb meie skeemile netlist tekitada, selleks vajutame NC-Verilog põhiakna vasakul ribal järgmist nuppu Generate Netlist

Cadence põhiaknast saab jälgida kas netlist tekkis vigadeta

NC-Verilog simulatsiooni sisendandmed

et simulaatoril oleks mida simuleerida on meil vaja sisendandmeid

selleks võtame NC-Verilog põhiakna Commands menüüst valiku Edit Test Fixture

avanenud aknas on kaks jaotust : TestBench ja Stimulus

lihtsama simulatsiooni puhul huvitab meid vaid Stimulus sektsioon ning vajutame seal Edit nuppu

avaneb meie tutoriali alguses määratud tekstiredaktor failiga testfixture.verilog

siin on näha NC-Verilog poolt vaikimisi genereeritud koodi mis ainult algväärtustab simulatsiooni

järgmiseks lisame omi väärtusi, 4..5 sisendarvude paari, iga muutust laseme simuleerida 10 simulatsiooniühikut

peale muudatusi on mõistlik veakontroll teha, seda Edit Test Fixture aknast nupuga Check Syntax

kui kõik on korras kuvatakse teade

NC-Verilog Simulatsioon

järgmise sammuna käivitame simulatsiooni, selleks vajutame NC-Verilog põhiaknas vasakul ribal nuppu Simulate

käivitatakse Cadence alampakett SimVision ning avaneb kaks uut akent - Console - SimVision ja Design Browser - SimVision

Simulatsiooni tulemused, SimVision

Simulatsiooni tulemuste vaatamine

avanenud akendest võtame tähelepanu alla Design Browser'i

siin akna vasakus pooles valime -simulator-test+top

ja akna paremas pooles valime sisendid-väljundid mille väärtusi tahame graafikul näha

seejärel vajutame üleval tööriistaribal nupule Send to Waveform

avaneb uus aken Waveform - SimVision

siin vajutame Run nupu kõrval väikesele allasuunas kolmnurga sümbolile et saame nupu kõrvale ajavälja

ajaväljale sisestame simulatsiooniühikute arvu mis meie algväärtuse ja viie täiendava väärtusega teeb kokku 60

ja vajutame Run nupule

et suurt pilti ette saada tuleks waveform välja zoomida, selleks vajutame = nuppu tööriistariba paremas ääres

kui meil on mitu väljundit mis on omavahel seotud, antud juhul Carry signaal ja summa väljund, siis on mõistlik need parema loetavuse huvides koos vaadata

selleks kõigepealt kopeerime need kaks signaali - valime signaalid SHIFT + vasem hiireklikk ja siis parema hiireklahvi alt menüüst Copy

ja kleebime need sinnasamasse allapoole, mustalt taustalt ja parema hiireklahvi alt Paste

seejärel valime need kopeeritud signaalid ja võtame parema hiireklahvi alt menüüst Create ja Bus

Simulatsiooni tulemused, lõplik pilt

nüüd on meil lihtne järge ajada ja liitmistulemuste õigsusi kontrollida