P U C R S Faculdade de Engenharia VIII - Semana da Engenharia

Apresentação em tema: "P U C R S Faculdade de Engenharia VIII - Semana da Engenharia"— Transcrição da apresentação:

1 P U C R S Faculdade de Engenharia VIII - Semana da Engenharia
PSPICE 8.0 FOR WINDOWS UMA FERRAMENTA PARA PROJETO DE SISTEMAS COMPUTACIONAIS Eng. Anderson Royes Terroso, MSc. Setembro/1999

2 Estrutura do Curso Segunda-feira: PSPICE para DOS;
PSPICE para Windows versão 8.0; Esquemático (MicroSim Schematics) Criar circuitos analógicos e digitais; Criar sub-circuito Simulação de Monte Carlo PSPICEA/D Verificação de erros

3 Roteamento de placa ( MicroSim PCBoard )
Visualizador Gráfico ( PROBE ) criar novos gráficos, inserir curvas, comentários, ordenar curvas, acrescentar cursor, etc... Terça-feira: Roteamento de placa ( MicroSim PCBoard ) Exemplos ( Treinamento prático )

4 Introdução terroso@ee.pucrs.br http://www.ee.pucrs.br/~terroso

5 SPICE - Simulator Program with Integrated Circuit Emphasis (programa de simulação com ênfase em circuitos integrados) Todas as versões do SPICE originaram da versão SPICE 2, criada nos meados de 1970 pela Universi-dade de Berkeley, na Califórnia.

6 PSPICE for DOS terroso@ee.pucrs.br http://www.ee.pucrs.br/~terroso

7 Resistor: R3 2 4 4k Capacitor: C3 2 4 4pF
Versão base de todas as outras; Componentes são descritos textualmente (NÃO PODE DESENHAR O CIRCUITO); Descrição nodal; Arquivos com extensão *.cir Resistor: R k Capacitor: C pF Fonte DC: Vcc 0 1 DC 12

8 Exemplo V0 4 0 DC 12V V1 0 3 DC 12V Vin 0 1 AC 1 SIN(0 4 1KHz )
R Kohm R Kohm X_opamp LM324 .tran 0.1ms 18ms .lib .probe .end

9 SIMULAÇÃO DE MONTE CARLO
A simulação de Monte Carlo leva em consideração as tolerâncias dos componentes

10 Comandos Básicos: .model (cria um modelo)
.probe (permite a visualização gráfica) .tran (duração da simulação) .temp (temperaturas de simulação) .subckt (chamada de um subcircuito) .mc (simulação de Monte Carlo) .end (finalização de um arquivo)

11 PSPICE 8.0 for WINDOWS

12 OBJETIVO

13 ANÁLISE DOS PRINCIPAIS MENUS
A opção Design Manager do menu DesignLab Eval 8, permite acessar o esquemático, o simulador PSPICE e o visualizador gráfico (Probe).

14 Visualizador Gráfico (Probe)
Roteador de placa (PCBoard) Simulador (PSPICE A/D) Esquemático (Microsim Schematics)

15 Nesta área de trabalho você criará os
circuitos, depois será realizada uma análise elétrica e posteriormente a simulação e visualização gráfica.

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18 Escolha de um componente, fonte, conector, etc..

19 Como alterar o valor dos componentes e das fontes?
Resistor Duplo Clique Fonte Senoidal Duplo Clique

20 Quando vários componentes ( portas lógi-cas) do mesmo tipo, são colocados o programa altera o “Reference” ( U8 , U9 ), mas repete o “Gate” ( A ). O que seria correto é permanecer o “Reference” e mudar o “Gate”, até esgotar o número de portas de um encapsulamento. Portanto, é necessário editar estes componentes e trocar a referência e o Gate. Na opção “Gate” estão todas as portas disponíveis no encapsula-mento ( A, B, C, .., N ) e repetindo a Reference. O “software” automatica-mente atualiza os pinos das portas. Ex.: U8A (1,2,3), U8B(4,5,6), U8C(8,9,10).. Duplo clique sobre U9A

21 FONTES Na biblioteca source.slb, encontram-se algumas fontes que são indispensáveis no projeto de circuitos. Assim como os resistores, capacitores e indutores, precisam ser editados para alterar o seu valor e a tolerância, as fontes também necessitam que certos parâmetros sejam ajustados.

22 Modelos de fonte e os parâmetros a serem ajustados

23 COMO CRIAR SUBCIRCUITOS ?
Fontes de estímulos STIM1 Conector Global Conectores Interface Conectores Interface

24 Duplo Clique

25 Navigate = Quando várias páginas são criadas.
View = Recursos de Zoom. Redraw usado como “refresh”.

26 Grid presente (pontos)
Permite mover os componentes visualizando sua conexões Indica no canto direito da tela a posição onde está o cursor Próxima transparência

27 INCLUINDO BIBLIOTECAS NO
MICROSIM SCHEMATICS Permite a inclusão de bibliotecas, na opção do menu Editor Configuration em Library Settings. Por exemplo, se a biblioteca que será incluída for diode.slb, então informe o path (caminho) onde está a biblioteca e clique em Add* (garante sua utilização em todos os esquemáticos). OBS.: Esta versão de Avaliação não permite incluir mais que dez bibliotecas.

28 Verifica o arquivo que gerou o netlist
Verifica o arquivo de saída Verifica o arquivo que gerou o netlist Executa o Probe (não é necessário usar esta opção , pois a opção Simulate executa automaticamente.

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30 MENU ANALYSIS SETUP: ajuste de vários parâmetros antes de ser realizada a simulação; SIMULATE: executa o simulador PSPICE; PROBE SETUP: ajuste de alguns parâmetros quando for chamado o visualizador gráfico os valores “default” são adequados.

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32 Dica: 20% da duração da simulação
TEMPO DE SIMULAÇÃO Use um valor pequeno Dica: 20% da duração da simulação Duração da simulação Melhora a qualidade do topo das curvas Dedicado à Análise de Fourier

33 SIMULAÇÃO DE MONTE CARLO

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36 PONTEIRAS DE PROVA Medidor de tensão (Mark Voltage Level):
mostra a tensão em qualquer ponto do circuito. Medidor de corrente (Mark Current in pin): deve ser colocado nos terminais dos compo-nentes Medidor de tensão entre dois pontos (Mark Voltage Differencial): fornece o valor da tensão entre dois pontos. Medidores variados (Mark Advantage): mede tensão de fase, DB, etc..

37 Window: ajusta as janelas na área de trabalho
Help: Ajuda on-line.

38 ROTEIRO PARA CRIAR UM CKT
Abrir o esquemático. File => New. Draw => GetNewPart (escolha um componen-te de cada vez). Utilize o comando CTRL-W (Draw Wire) para fazer as ligações e CTRL-R para rotacionar os componentes. Edite as fontes e os resistores, capacitores e indutores para alterar seus valores.

39 Coloque as ponteiras (Markers => Mark Voltage)
Escolha os pontos onde quer visualizar os sinais (tensão, corrente, etc..) Coloque as ponteiras (Markers => Mark Voltage) Configure o visualizador gráfico (Analysis => Probe_Setup => Show All Markers => OK) Configure o tempo de simulação (Analysis => Setup => Transient) Salva o trabalho (File => Save As) Simula o circuito (Analysis => Simulate)

40 DICAS IMPORTANTES Coloque labels nos fios onde serão colocadas as ponteiras (melhora a visualização gráfica) Para rotacionar os componentes e conectores: marque o componente e depois CTRL-R, tantas vezes forem necessárias; Coloque em todos os conectores nomes (labels); Quando criar um bloco não esqueça de usar o conector interface (port.slb) Não esqueça de preencher os parâmetros das fontes;

41 Não deixe nem um terminal de saída flutuando, coloque um conector global (biblioteca port.slb)
Inicialize os flip-flop antes da simulação; Informe o tempo (duração) de simulação (obrigatório); Não esqueça de colocar o terra (port.slb => EGND); As ponteiras de corrente são conectadas junto ao componente;

42 VISUALIZADOR GRÁFICO PROBE

43 Visualizador Gráfico (PROBE)
Trace: Caso necessite acrescentar outras curvas Plot: Pode-se criar novos gráficos, com isso visualizar outras curvas Tools (Cursor): adiciona o cursor no gráfico.

44 Visualizador Gráfico - continuação (PROBE)
Sinais digitais e sinais analógicos são colocados em gráfi-cos separados; Quando for necessário inverter a posição das curvas, clique sobre o label e use CTRL-X para copiá-lo e apagá-lo, depois marque a posição onde deve ser colocado e use CTRL-V Marque a curva que terá a posição alterada CTRL-X Marque a posição posterior onde deseja colocar a curva CTRL-V

45 PCBoard terroso@ee.pucrs.br http://www.ee.pucrs.br/~terroso

46 Para realizarmos o roteamento, é necessário em primeiro lugar usar um conector diferente de global e interface, neste exemplo foi utilizado o EDGE26, além disso colocar DIG_PWR e DIG_GND.

47 SCHEMATICS: ANALYSIS => CREATE NETLIST TOOLS => RUN PCBOARDS

48 Arrumar os componentes, da forma mais adequada.

49 Fazer o contorno da placa:
Selecione BoardOutline e com \ faça o contorno da placa.

50 Contorno da placa

51 Precisa delimitar a área de roteamento, que será feito através do comando disponível no menu DRAW => BoardSignalKeeping Limitador de roteamento

52 Roteamento: TOOLS => CCT:AUTOROUTE

53 Realizando o processo de roteamento da placa

54 PLACA ROTEADA

55 EXEMPLOS PASSO-A-PASSO

56 EXEMPLO 1 - Criando o ckt STIM1 (DSTM3) STIM1 (DSTM2) STIM1 (DSTM1)
Fontes de estímulos STIM1 source => stim1 Conector Global STIM1 (DSTM3) STIM1 (DSTM2) STIM1 (DSTM1) COMMAND1 = 0s COMMAND1 = 0s COMMAND1 = 0s 0 COMMAND2 = 1s COMMAND2 = 2s COMMAND2 = 4s 1 COMMAND3 = 2s COMMAND3 = 4s 0 COMMAND4 = 3s COMMAND4 = 6s 1 COMMAND5 = 4s 0 COMMAND6 = 5s 1 COMMAND7 = 6s 0 COMMAND8 = 7s 1 Print Step = 0.1s Final Time = 8 s

57 Ajustar o tempo de simulação: Analysis => Setup => Transient
EXEMPLO 1 - continuação (simulação) Ajustar o tempo de simulação: Analysis => Setup => Transient Print Step = 0.1s Final Time = 8.0 s Simular: Analysis => Simulate Este warning refere-se a não utilização de circuitos analógicos

58 EXEMPLO 1 - continuação (visualização gráfica)
Ao terminar a simulação, automaticamente é executado o Probe (visualizador gráfico).

59 EXEMPLO 2 - Criando o ckt Flip-Flop JK: Terra: port => EGND Fonte DC: source => VDC Clock: source => DigClock - Ajustar fonte DC (DC = 5) - Ajustar o clock (DELAY = 0; ONTIME = 0.1us; OFFTIME = 0.1us)

60 EXEMPLO 2 - continuação (simulação)
Inicialização dos flip-flop: Analysis => Digital Setup => Flip-Flop = 0 ou 1 Tempo de simulação: Analysis => Setup => Transient Print Step = 20ns Final Time = 5us Simular: Analysis => Simulate

61 EXEMPLO 2 - continuação (visualização gráfica)
Ao terminar a simulação, automaticamente é executado o Probe (visualizador gráfico). OBS.: Note que os sinais recebem os nomes dos terminais, por isso aconselha-se que coloque um label nos fios onde coloca-se ponteiras (melhor será a visualização)

62 EXEMPLO 3 - Criando sub-circuito
Idem ao anterior, porém agora utiliza-se o conector port =>INTERFACE. Salve este esquemático (ex.: modulo_cont.sch) Não precisa fazer nenhum ajuste em Analysis => Setup

63 EXEMPLO 3 - continuação 1 - Abra nova folha de trabalho e salve-a (contador.sch). 2 - Crie primeiro o block (no menu Draw => Block ou na régua de ícones. 3 - Clique duas vezes sobre o bloco, e informe qual o circuito que será usado dentro do bloco (modulo_cont.sch). 4 - Faça as conexões, acrescente as fontes, terra, etc..

64 EXEMPLO 3 - continuação (simulação)
Inicialização dos flip-flop: Analysis => Digital Setup => Flip-Flop = 0 ou 1 Tempo de simulação: Analysis => Setup => Transient Print Step = 20ns Final Time = 5us Simular: Analysis => Simulate

65 EXEMPLO 3 - continuação (visualização gráfica)
Ao terminar a simulação, automaticamente é executado o Probe (visualizador gráfico). OBS.: Note que os sinais recebem os nomes dos terminais, por isso aconselha-se que coloque um label nos fios onde coloca-se ponteiras (melhor será a visualização)

66 CURSO II Teoria e Prática de FPGA e VHDL
Dia e Horário: 29, 30 e 1/ hs às 17hs FPGA: DISPOSITIVO LÓGICO PROGRAMÁVEL VHDL: LINGUAGEM DE DESCRIÇÃO DE HARDWARE