18c0693f

Модель вход/выход


Модели вход/выход, ассоциируемые с каждым цифровым компонентом, имеют тип UIO и задаются по формату

.MODEL

<имя модели вход/выход>

UIO [

<параметры модели>]

Параметры модели вход/выход приведены в табл. 4.27.

Таблица 4.27. Параметры модели вход/выход

Идентификатор параметра

Параметр

Значение по умолчанию

Единица измерения

INLD

Входная емкость

0

Ф

OUTLD

Выходная емкость

0

Ф

Идентификатор параметра

Параметр

Значение по умолчанию

Единица измерения

DRVH

Выходное сопротивление высокого уровня

50

Ом

DRVL

Выходное сопротивление низкого уровня

50

Ом

DRVZ

Выходное сопротивление утечки цепи, моделируемой как цепь хранения заряда

250*10

3

Ом

INK

Входное сопротивление утечки цепи, моделируемой как цепь хранения заряда

30*10

3

Ом

TSTOREMN

Минимальное время сохранения заряда цепи, моделируемой как цепь хранения заряда

10

-3

с

AtoDl

Имя макромодели интерфейса А/Ц первого уровня

AtoDDefauit

-

DtoAl

Имя макромодели интерфейса Ц/А первого уровня

DtoADefault

-

AtoD2

Имя макромодели интерфейса А/Ц второго уровня

AtoDDefauit

-

DtoA2

Имя макромодели интерфейса Ц/А второго уровня

DtoADefault

-

AtoD3

Имя макромодели интерфейса А/Ц третьего уровня

AtoDDefauit

-

DtoAS

Имя макромодели интерфейса Ц/А третьего уровня

DtoADefault

-

AtoD4

Имя макромодели интерфейса А/Ц четвертого уровня

AtoDDefauit

-

DtoA4

Имя макромодели интерфейса Ц/А четвертого уровня

DtoADefault

-

TSWLH1

Время переключения 0->1 для DtoAl

0

с

TSWLH2

Время переключения 0->1 для DtoA2

0

с

TSWLH3

Время переключения 0->1 для DtoAS

0

с

TSWLH4

Время переключения 0->1 для DtoA4

0

с

TSWHL1

Время переключения 1->0 для DtoAl

0

с

TSWHL2

Время переключения 1->0 для DtoA2

0

с

TSWHL3

Время переключения 1->0 для DtoA3

0

с

TSWHL4

Время переключения 1->0 для DtoA4

0

с

TPWRT

Пороговое значение длительности импульса

Равно минимальной задержке

с

DIGPOWER

Имя макромодели источника питания

DIGIFPWR

-

<
Входная и выходная емкости

INLD, OUTLD

принимаются во внимание при расчете времен задержки. Выходные сопротивления цифровых устройств задаются параметрами

DRVH, DRVL

модели вход/выход UIO (рис. 4.34,

а).

Выходное сопротивление компонента, находящегося в состоянии «1», обозначается как

DRVH,



в состоянии «О» -

DRVL.

В программе PSpice выходные сопротивления компонентов принимают значения в диапазоне от

DIGDRVF

(Forcing strength) до

DIGDRVZ

(Z strength), который в логарифмическом масштабе разбивается на 64 уровня (максимальному сопротивлению

DIGDRVZ

присваивают код 0, а минимальному

DIGDRVF -

код 63). По умолчанию

DIGDRVF = 2 Ом, DIGDRVZ



= 20 кОм; их значения переназначаются по директиве .OPTIONS. В конфликтных ситуациях, когда к одному узлу подключаются вентили с разными выходными сопротивлениями, логический уровень узла устанавливается вентилем с минимальным выходным сопротивлением, код которого больше кодов остальных сопротивлений в заданное число раз. Это отношение кодов сопротивлений задается параметром

DIGOVRDRV

директивы .OPTIONS, который по умолчанию равен 3. Когда имеется несколько вентилей с близкими выходными сопротивлениями и разными логическими уровнями, узлу присваивается неопределенное состояние X.

Времена переключения выходных каскадов цифровых ИС задаются параметрами

TSWLH/z, TSWHLn

(трудности их определения по справочным данным заключаются в том, что обычно приводятся значения общего времени переключения всей ИС).

Макромодели интерфейсов составляются пользователями и включаются в библиотечный файл. Эти модели отражают характер входных/выходных сопротивлений цифровых компонентов с разной степенью подробности.

Модели, имеющиеся в стандартной библиотеке интерфейсов программы PSpice, приведены в табл. 4.28.



Таблица 4.28. Модели интерфейса



























IO_LEVEL





Определение







0



Текущее значение параметра DIGIOLVL директивы .OPTIONS (по умолчанию равно 1)







1



Основная (простейшая) модель, имеющая логические состояния 0, 1, X, R и F (AtoDl /DtoAl)







2



Основная (простейшая) модель без промежуточного состояния X (AtoD2/DtoA2)







3



Сложная модель с промежуточным состоянием X (AtoD3/DtoA3)







4



Сложная модель без промежуточных состояний X, R и F (AtoD4/DtoA4)











<


Сложные модели точнее имитируют нелинейности входных сопротивлений цифровых ИС, однако требуют больших вычислительных затрат.

Имена макромоделей интерфейсов указываются с помощью параметров AtoD1, DtoAl, ..., AtoD4, DtoA4. Выбор уровня модели интерфейса для каждого конкретного цифрового устройства производится с помощью параметра IO_LEVEL.

Схемы замещения простейших интерфейсов первого уровня показаны на рис. 4.34. В текстовом виде они записываются следующим образом.

Макромодель стандартного ТТЛ-интерфейса А/Ц первого уровня имеет вид:

.subckt AtoD_STD A D DPWR DGND params:

CAPACITANCE=0 DO A DGND DO74 DGTLNET=D

IO_STD C1 A DGND {CAPACITANCE+0.1pF} .ends

*

.model DO74 doutput (

+ sOname="X" sOvlo=0.8 sOvhi=2.0 s1name="0"

s1vlo=-1.5 s1vhi=0.8 + s2name="R"

s2vlo=0.8 s2vhi=1.4 s3name="R"

s3vlo=1.3 s3vhi=2.0 + s4name="X"

s4vlo=0.8 s4vhi=2.0 s5name="1"

s5vlo=2.0 s5vhi=7.0 + s6name="F"

s6vlo=1.3 s6vhi=2.0 s7name="F"

s7vlo=0.8 s7vhi=1.4 )

*

.model IO_STD uio (drvh=96.4 drvl=104

+ AtoD1="AtoD_STD"

AtoD2="AtoD_STD_NX"

AtoD3="AtoD_STD_E"

AtoD4="AtoD_STD_NX_E"

+ DtoA1="DtoA_STD"

DtoA2="DtoA_STD_NX"

DtoA3="DtoA_STD_E"

DtoA4="DtoA_STD_NX_E"

+ tswhI1=1.373ns tswlh1=3.382ns

tswhI2= 1.346ns tswlh2=3.424ns

+ tswhI3=1.511ns tswlh3=3.517ns

tswhI4=1.487ns tswlh4=3.564ns

+ DIGROWER = "DIGIFPWR")

Макромодель стандартного ТТЛ-интерфейса Ц/А первого уровня имеет вид:

.subckt DtoA_STD D A DPWR DGND params: DRVL=0 DRVH=0 CAPACITANCE=0

N1 A DGND DPWR DIN74 DGTLNET=D IO_STD

C1 A DGND {CAPAClfANCE+0.1pF}

.ends

.model DIN74 dinput (

+ sOname="0" sOtsw=3.5ns sOrlo=7.13 sOrhi=389 ; 7ohm, 0.09v

+ s1name="1" s1tsw=5.5ns s1rlo=467 s1rhi=200 ; 140ohm, 3.5v

+ s2name="X" s2tsw=3.5ns s2rlo=42.9 s2rhi=116 ; 31.3ohm, 1.35v



+ s3name="R" s3tsw=3.5ns s3rto=42.9 s3rhi=116 ; 31.3ohm, 1.35v

+ s4name="F" s4tsw=3.5ns s4rlo=42.9 s4rhi=116 ; 31.3ohm, 1.35v

+ s5name="Z" s5tsw=3.5ns s5rlo=200K s5rhi=200K )

Более сложная модель интерфейса А/ Ц первого уровня имеет схему замещения, показанную на рис. 4.35. Ее текстовое описание имеет вид:

.subckt AtoD_STD_E A D DPWR DGND params: CAPACITANCE=0

OO A DGND DO74 DGTLNET=D IO_STD

C1 A DGND {CAPACITANCE+0.1pF}

DO DGND a D74CLMP

D1 12 D74

D2 2 DGND D74

R1 DPWR 3 4k

Q1 1 3 A 0 Q74; подложку соединить с DGND

.ends

.model D74 D (IS=1e-16 RS=25 CJO=2pf)

.model D74CLMP D (IS=1e-15 RS=2 CJO2pf)

.model Q74 NPN (ISE=1e-16 ISC=4e-16

BF=49 BR=.03 CJE=1pf CJC=.5pf CJS=3pf VJE=0.9v

+ VJC=0.8v VJS=0.7v MJE=0.5 MJC=0.33

MJS=0.33 F=0.2ns TR=10ns RB=50 RC=20)

<