Schaltungstechnik

2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse 53
Zusammenfassung: Ein genaues Verständnis des Attribut-Konzeptes von Design-
Objekten in rechnergestützten Entwurfsmethoden ist unverzichtbar für das erfolgreiche
Arbeiten mit den Designwerkzeugen. Wichtig für die Schaltkreissimulation
ist eine korrekte Netzliste. Mit dem „PSpice-Template“-Attribut wird der Eintrag
von Attributen in die Netzliste gesteuert.
2.2.2 Die Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS
Der Vorteil einer Hardwarebeschreibungssprache liegt in der standardisierten, flexiblen,
graphik- und systemunabhängigen Beschreibungs- und Modellierungsmöglichkeit
von Schaltkreisfunktionen und deren Komponenten. Die Hardwarebeschreibungssprache
VHDL-1076-1993 (VHDL: VHSIC Hardware Description
Language; VHSIC: Very High Scale Integrated Circuits) bietet eine standardisierte
Beschreibung von Modellen für Logikfunktionen und Logiksysteme mit der Möglichkeit
der Systemverifikation. VHDL wird darüber hinaus vielfach als „Input“ für
die Logiksynthese verwendet. In neueren Schaltkreissimulatoren ist es möglich,
mittels der analogen Erweiterung VHDL-AMS (AMS: analog, mixed Signal) der
weit verbreiteten Modellierungssprache VHDL für Logiksysteme eigene analoge
und gemischt analog/digitale Modelle zu definieren, einzubinden und bei der
Schaltkreisverifikation zu berücksichtigen. Bei der Verifikation von Logiksystemen
werden keine Netzwerkgleichungen auf der Basis von Knotenspannungen und
Zweigströmen gelöst. Vielmehr beschränkt man sich auf die Ermittlung von Ereignissen
und Folgeereignissen ausgehend von den Anfangsereignissen gegeben
durch ein „Stimuli“ für eine Schaltung. Man nennt diese Vorgehensweise „Ereignisgesteuerte
Designverifikation“. Die Beschreibung des analogen Teils führt auf
Differenzial-Algebraische-Gleichungssysteme (DAE: Differential Algebraic Equations)
unter Berücksichtigung von Knotenspannungen und Zweigströmen. Seit
1999 gibt es mit dem IEEE-Standard 1076.1 als Erweiterung vom bisherigen Standard-VHDL
neue „port“-Typen, neue Objekte und Datentypen, neue Statements,
sowie neue Attributdefinitionen. Die analoge Erweiterung von VHDL benötigt
einen Simulator mit einem neuen zusätzlichen Algorithmus zur Lösung der analogen
Modellgleichungen. Die digitalen Modellteile werden wie bisher mit einem
ereignisgesteuerten Logiksimulator behandelt. Beim Zusammenwirken von analogen
und digitalen Systemfunktionen müssen zwischen den analogen Modellteilen
und den digitalen Modellteilen Ereignisse bzw. Signale ausgetauscht werden. Dem
analogen Modellteil werden die auf die analoge Schnittstelle gewandelten digitalen
Schnittstellen-Signale übermittelt, dem digitalen Modellteil die digitalisierten analogen
Verläufe. Bild 2.2-15 verdeutlicht den Datenaustausch.
Digitaler
Modellteil
Analoger
Modellteil
Bild 2.2-15: Datenaustausch zwischen analogen und digitalen Modellteilen