MENTOR GRAPHICS ACCUSIM II

2. Εισαγωγή Σχηματικού

Σημείωση : σ’ αυτό το tutorial θεωρούμαι ότι γνωρίζετε τις βασικές μεθόδους διόρθωσης που περιγράφηκαν στο Design Architect tutorial. Παρακαλούμε ανατρέξτε στο Design Architect tutorial αν δεν είστε εξοικειωμένοι με την εισαγωγή σχηματικού.

1. Καλέστε το ‘Design Manager’ ως

$ dmgr

2. Διπλό κλικ στο εικονίδιο ‘da’ στο παράθυρο ‘Tools’ και θα εμφανιστεί το ‘Design Architect’ παράθυρο.
3. Επιλέξτε ‘Open Sheet’ από το παράθυρο ‘Session Palette’. Θα εμφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου.
4. Στο πλαίσιο “Component Name” συμπληρώστε το path με το όνομα του εξαρτήματος που θα χρησιμοποιήσετε (π.χ. Inverter).
5. Κατόπιν κλικ ‘ΟΚ’. Για ένα υπάρχων cell, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το navigator για να τοποθετήσετε το εξάρτημα στους καταλόγους σας.
6. Για να εισάγετε το σχηματικό, αρχικά επιλέξτε την βιβλιοθήκη αναλογικών κυκλωμάτων με αριστερό κλικ στο μενού :

Libraries -> MGC Analog Libraries -> Display Libraries Palette

Στην δεξιά πλευρά της οθόνης θα εμφανιστεί η ‘MGC Analog Libraries’ παλέτα.

7. Για σημεία εισόδου - εξόδου, VCC, γείωση και πυκνωτή (capacitor), επιλέξτε Generic Parts. Επιλέξτε τα στοιχεία που χρειάζεστε. Το σχηματικό θα είναι περίπου όμοιο με αυτό που φαίνεται στην Figure 3-1.

Figure 3-1. Pick out components you need

8. Για να επιστρέψετε στη ‘MGC Analog Libraries’ παλέτα, κάντε κλικ και κρατήστε πατημένο το δεξιό πλήκτρο του mouse στη ‘Generic_Lib’ παλέτα, θα εμφανιστεί ένα pulldown μενού. Επιλέξτε ‘Back’, η δεξιά πλευρά της παλέτας θα επιστρέψει στη ‘MGC Analog Libraries’ παλέτα.
9. Αλλάξτε τα ονόματα των σημείων εισόδου - εξόδου και την τιμή του πυκνωτή σε “in”, “out”, “0.5p” αντίστοιχα, χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο που εξηγήθηκε στο Design Architect, Sec 4.3 Add Text / Change Labels.
10. Για MOS κυκλώματα υπάρχουν τρεις (3) τρόποι για να επιλέξετε τον επιθυμητό τύπο :

• Select by part number (επιλογή βάση αριθμού τμήματος): από τη δεξιά πλευρά της παλέτας ‘MGC Analog Libraries’, επιλέξτε :

AccuParts -> N-PowerMOSFETs για ένα nmos κύκλωμα

AccuParts -> P-PowerMOSFETs για ένα pmos κύκλωμα

Επιλέξτε το κύκλωμα που απαιτείται από τη λίστα των part numbers.

• Use part selector (χρησιμοποίηση τμήματος επιλογής) : από τη δεξιά πλευρά της παλέτας ‘MGC Analog Libraries’, επιλέξτε :

Utilities -> Selector Guide -> N-PowerMOSFETs…

Ένα πλαίσιο διαλόγου θα εμφανιστεί. Για να δείτε (scope) τα τμήματα που θέλετε, εισάγετε τα χαρακτηριστικά του τμήματος που χρειάζεστε και μετά κλικ ‘ΟΚ’. Ένας μακρύς κατάλογος από close-matched parts θα εμφανιστεί σε ένα άλλο παράθυρο. Επιλέξτε το πλησιέστερο και μετά κλικ στο ‘ΟΚ’.

• Use spice model of your own (recommended) :

Say, if you have Spice MOSFET model file named ‘mos.model’ like the one listed below :

.MODEL nch NMOS level=3 VTO=0.729E+00 TOX= 2.78000E-08

+CGSO= 4.05E-10 CGDO= 4.05E-10 UO=410.4E+00 NSUB=4.500E+16

+WD= 327.5E-09 GAMMA= 6.0E-01 PHI= 0.711E+00 DELTA=1.85E+00

+THETA= 15.00E-03 KAPPA= 1.50E-01 ETA= 130.0E-03

.MODEL pch PMOS level=3 VTO=-0.832E+00 TOX= 2.78000E-08

+CGSO= 3.42E-10 CGDO= 3.42E-10 UO=234.4E+00 NSUB=1.0E+16

+WD= 4.032E-07 GAMMA= 5.816E-01 PHI= 7.583E-01 DELTA=1.0E-01

+THETA=1.5352E-01 KAPPA= 10.0E+00 ETA= 7.0431E-02

Αν θέλετε τα MOS κυκλώματά σας στο σχηματικό να χρησιμοποιούν τα καθορισμένα σ’ αυτό το αρχείο μοντέλα ‘pch’ και ‘nch’, ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα και βεβαιωθείτε ότι το όνομα του μοντέλου είναι ‘pch’ και ‘nch’ και ότι το όνομα του αρχείου είναι “mos.model”.

1. Από την ‘MGC Analog Libraries’ παλέττα, επιλέξτε ‘Generic Parts’. Η παλέττα θα αντικατασταθεί (refresh) από την ‘Generic_Lib’ παλέττα.
2. Επιλέξτε τα 4–ακροδεκτών κυκλώματα ‘NENH4’ και ‘PENH4’ (‘NENH4’ σημαίνει επαυξημένο NMOS). Μετακινήστε τα σε κατάλληλη θέση όπως φαίνεται στην Figure 3-2.

Σημείωση : επίσης είναι διαθέσιμες στην παλέττα τα 3-ακροδεκτών κυκλώματα ‘NENH3’ και ‘PENH3’. Ο τέταρτος ακροδέκτης για PENH4 και NENH4 θα συνδεθεί στο VCC και Ground αντίστοιχα από προεπιλογή (default).

Figure 3-2. Pick out 4-terminal MOS devices

3. Για να εξομοιώσετε το σχέδιο σας στο Accusim, πρέπει κάθε ένα από τα MOS εξαρτήματα να έχει τις παρακάτω πέντε ιδιότητες και τις ανάλογες τιμές τους. Το Design Architect θα επιχειρήσει να μετατρέψει το σχηματικό σε spice netlist για το Accusim σύμφωνα με αυτές τις πέντε ιδιότητες.

• ASIM_MODEL=pch για PMOS και ASIM_MODEL=nch για NMOS. Σημειώστε ότι τα ονόματα των μοντέλων πρέπει να ταιριάζουν με αυτά που δόθηκαν στο αρχείο του μοντέλου σας mos.model.
• ELEMENT=mp για 3-ακροδεκτών PMOS και ELEMENT=mn για 3-terminal NMOS. ELEMENT=m για 4-ακροδεκτών PMOS και NMOS. ELEMENT=X για αρχείο υποκυκλώματος.
• W =width για το πλάτος του transistor σας. Για παράδειγμα, W=32.4 σημαίνει ότι το πλάτος αυτού του transistor είναι 32.4u.
• L =length για το μήκος του transistor σας. Για παράδειγμα, L=1.2 σημαίνει ότι το μήκος αυτού του transistor είναι 1.2u (για τεχνολογία 1.2u).
• INSTPAR=$strcat(“w=”, W, “u L=”, L, “u”) για τη σειρά παραμέτρου που ακολουθεί αμέσως μετά το μοντέλο του MOS κυκλώματος “pch” σε σύνταξη παρόμοια του Spice: ($strcat() είναι μια λειτουργία στο design_architect για αλυσιδωτή σειρά).

m0 D G S B pch W=32.4u L=1.2u

Η ιδιότητα INSTPAR πρέπει να τεθεί σε “Expression” αντί του “String”.

Με τις παραπάνω γνώσεις, πρόκειται τώρα να προσθέσουμε και τροποποιήσουμε αυτές τις ιδιότητες στα ακόλουθα βήματα.

4. Επιλέξτε NENH4, κατόπιν επιλέξτε από το κυρίως μενού :

Edit -> Edit Commands -> Properties -> Modify

Το πλαίσιο επιλογής ‘Modify Properties’ θα εμφανιστεί όπως φαίνεται στη Figure 3-3. Αρχικά τροποποιήστε την ιδιότητα ‘ASIM_MODEL’ στο δικό σας όνομα μοντέλου ‘nch’ όπως φαίνεται στη Figure 3-4. Θέσετε Visibility στο ‘Visible’, μετά κλικ ‘ΟΚ’.

5. Για την ιδιότητα “ELEMENT”, εφόσον το τμήμα που χρησιμοποιείται είναι 4-ακροδεκτών NMOS επιλεγμένο από τη Generic Parts Library, η default τιμή είναι ήδη ορισμένη σε “Μ”. Άρα δεν χρειάζεται να αλλάξουμε αυτή την τιμή.

Figure 3-3. Modify Properties selection box

Figure 3-4. Modify Property ASIM_MODEL dialog box

6. Για να προσθέσουμε τις ιδιότητες “W” και “L”, επιλέξτε από το κυρίως μενού :

Edit -> Edit Commands -> Properties -> Add -> Add Multiple Properties…

7. Εισάγετε τις ιδιότητες ονόματος και τις τιμές τους : W,32.4,L,1.2, όπως φαίνεται στη Figure 3-4a. Κλικ “ΟΚ” και μετά κλικ σε οποιαδήποτε θέση δίπλα στο transistor για να τοποθετήσετε αυτές τις δύο ιδιότητες.

Figure 3-4a. Add Multiple Properties dialog box

8. Τροποποιήστε την ιδιότητα ‘INSTPAR’ σε $strcat(“w=”, W, “u L=”, L, “u”) - μην ξεχάσετε να θέσετε το “Property type” σε “Expression” και το Visibility σε Hidden.

Επίσης τροποποιήστε τις πέντε ιδιότητες για PENH4. Το αποτέλεσμα φαίνεται στη Figure 3-5.

Figure 3-5. The schematic after properties modified

Επιστρέψτε από τη δεξιά πλευρά της παλέττας στη ‘Schematic’ παλέττα επιλέγοντας :

Libraries -> Display Schematic Palette

από το κυρίως μενού.

Πρέπει τώρα να ελέξουμε κάθε όνομα ακίδας θέτοντας ορατά τα ονόματα ακίδων.

Κλικ και κρατήστε το LMB και “χαράχτε” ένα πλαίσιο για να επιλέξετε τα δύο transistors.

Επιλέξτε από το κυρίως μενού,

Edit -> Edit Commands -> Properties -> Change - Visibility

Μια μπάρα δαλόγου θα υπαγορεύει για ιδιότητα ονόματος. Εισάγετε “pin” και μετά κλικ “ΟΚ”. Τα ονόματα των ακίδων θα εμφανιστούν στο πλάι κάθε ακίδας όπως φαίνεται στη Figure 3-5a.

Figure 3-5a.To show the pin names for both transistors

Περιστρέψτε το PMOS κάθετα, γιατί η Source ακίδα πρέπει να συνδεθεί στο VCC.

Δημιουργήστε, συνδέστε, ελέξτε και αποθηκεύστε το κύκλωμά σας κατά το Design Architect tutorial. Το επακόλουθο σχηματικό θα είναι παρόμοιο με αυτό που φαίνεται στη Figure 3-6.

Σημείωση: καθώς συνδέετε τα MOS κυκλώματα, βεβαιωθείτε ότι οι ακίδες σας – Drain(D), Gate(G), Source(S) και Bulk(B) είναι συνδεδεμένες σωστά.

Figure 3-6. The final schematic of the inverter

Επιστροφή στα περιεχόμενα του AccuSim II

3. Προετοιμασία για εξομοίωση στο AccuSim

4. Εξομοίωση στο AccuSim (1)