5.1. Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- наименование;
- цель работы;
- используемое оборудование;
- теоретическую часть;
- описание последовательности действий при выполнении задания;
- распечатку отчета в соответствии с заданием.
- выводы по проделанной работе.
5.2. Контрольные вопросы к лабораторной работе
Какие усовершенствованные возможности трассировки предоставляет программа Allegro?
Как добавляются переходные отверстия при проектировании печатной платы?
Перечислите последовательность процедур при выполнении трассировки проводников.
Какие файлы используются для запуска Allegro PCB Editor ?
Какой набор инструментов используется в пакете Cadence для компоновки, размещения и трассировки микроэлектронных устройств ?
Лабораторная работа 5 работа с правилами проектирования
1. Общее описание работы
Цель работы: освоение принципов работы с правилами проектирования цифровых схем в САПР CADENCE
1.2. Содержание работы
Лабораторная работа состоит из домашнего и лабораторного заданий. Домашнее задание заключается в самостоятельном изучении правил при проектировании цифровых схем в САПР CADENCE. Лабораторное задание включает в себя практическое выполнение всех его пунктов.
1.3. Используемое оборудование
Для выполнения лабораторной работы используются программно-аппаратные средства: ПЭВМ класса Pentium стандартной конфигурации, цветной монитор с графическим адаптером SVGA и выше, объем оперативной памяти не ниже 1024 Мб, принтер, ОС Windows XP и выше.
Домашнее задание и методические указания по его выполнению
По методическому руководству с теоретической частью лабораторной работы.
3. Теоретическая часть
Правило – определенное пользователем требование, присвоенное цепи. Группа правил (Electrical Constraint set (ECSet)) задают поведение цепи или пары проводников. Например, можно задать наибольшее превышение напряжения, дозволенное в цепи, и минимальное время прохождения сигнала для пары источник - приемник.
Для создания и изменения правил используется Constraint Manager с Concept HDL Expert. Изменения, которые вносятся в правила в Constraint Manager, отображаются в Concept HDL. Также, изменения, которые вносимые в правила в Concept HDL, отображаются в Constraint Manager.
Cadence рекомендует вводить правила в Constraint Manager, а не в Concept HDL. Constraint Manager имеет следующие преимущества при управлении правилами:
- Предоставляет интерфейс, который позволяет быстро вводить, изменять и удалять правила.
- Поддерживает проверку синтаксиса для всех правил.
- Поддерживает наследование правил. Правила, вводимые на вышестоящем уровне проектирования, наследуются нижестоящими объектами. Введение правила на нижестоящем объекте проектирования аннулирует правило, которое было унаследовано с вышестоящего объекта.
- Позволяет создавать группы электрических правил (ECSet), которые определяют требования определенного проекта и приписывать их объектам, на которые требуется распространить те же группы правил. Изменение ECSet автоматически применяется на все объекты, к которым приписан ECSet.
- Позволяет создавать отчеты по правилам, введенным в схему и плату.
Параллельный ввод правил в схему и плату
Процесс проектирования может поддерживать параллельный ввод правил в плату и схему.
Процессы синхронизации разрешают изменения правил в обоих направлениях - из схемы на плату и от платы к схеме.
Рис.1. Процессы синхронизации в схеме
Запуск Constraint Manager
Для запуска Constraint Manager в программе Allegro Design Entry HDL XL (Concept HDL Expert):
1. Выберите Tools > Constraints > Edit.
Если открыто диалоговое окно Attributes, Concept HDL запрашивает разрешение на сохранение изменений. Нажмите Yes для сохранения изменений и запуска Constraint Manager.
Появится следующее сообщение:
Рис.2. Окно запроса Constraint Manager
2. Нажмите OK
- Если все страницы в проекте не были сохранены, Concept HDL показывает их списки и запрашивает разрешение на сохранение и разрешенение на расширенное проектирование (expand design). Нажмите Yes для сохранения страниц и запуска Constraint Manager.
- Если все страницы в проекте сохранены, но проект не находится в режиме Expanded или Occurrence Edit, Concept HDL запрашивает разрешение на расширенное проектирование. Нажмите Yes.
Правила, заданные в схеме переносятся в Constraint Manager. Строка заголовка Constraint Manager показывает подключение к программе схемотехнического ввода (connected to Concept HDL). Это означает, что Constraint Manager был запущен из Concept HDL.
Если необходимо использовать Constraint Manager с Concept HDL, то запускать Constraint Manager можно только из Concept HDL. Если запустить Constraint Manager из Allegro, SPECCTRAQuest, или командной строки Windows, будет невозможно использовать Constraint Manager для управления правилами в Concept HDL.
Работа с правилами
Создание правил
Cadence рекомендует ввод правил с помощью Constraint Manager. Интерфейс пользователя Constraint Manager позволяет быстро вводить правила и управлять ими. Constraint Manager проверяет вводимую информацию о правилах и передает ее в правильном синтаксисе в Concept HDL. Если правила добавляются в виде свойств в Concept HDL, существует вероятность появления ошибки, так как синтаксис некоторых свойств задающих правила, является комплексным.
Использование Constraint Manager для ввода правил
В Constraint Manager, можно вводить электрическое ограничение на проектируемые объекты двумя следующими способами:
- Создание группы правил (ECSet) в Constraint Manager и присвоение ECSet цепи.
- Создание правил прямо на объекте (цепь или парные контакты), используя закладку Net.
Внимание: До выполнения физического проектирования, цепи показаны в Constraint Manager в каноническом (логическом) формате. После физического проектирования, цепи показываются в Constraint Manager при помощи физических (packaged) имен.
После завершения ввода правил, выполните следующее:
1. Выберите File > Save в Constraint Manager или Concept HDL.
2. Выберите Tools > Constraints > Update Schematic в Concept HDL.
Правила, которые вводятся в Constraint Manager, обновляются в Concept HDL, при выборе Tools > Constraints > Update Schematic в Concept HDL. Просмотреть правила можно при помощи диалогового окна Attributes в Concept HDL. Правила, которые вводятся в Constraint Manager, не будут автоматически видны на схеме в Concept HDL.
Использование Concept HDL для создания правил
Рекомендуется вводить правила в Constraint Manager, а не в Concept HDL. В Concept HDL, можно добавлять правила на цепь или контакты на схеме.
Добавлять правила в Concept HDL нельзя при запущенном Constraint Manager. Закройте Constraint Manager, если хотите добавить ограничения в Concept HDL. В Concept HDL, правило цепи или контакта может быть введено одним из следующих способов:
1. Присвоив существующую группу правил цепи в Concept HDL, добавив свойство ELECTRICAL_CONSTRAINT_SET цепи, в качестве значения которого выступает имя группы.
Например, создайте ECSet с именем CONTROL в Constraint Manager. Если требуется присвоить ECSet к цепи с именем CLOCK в Concept HDL, добавьте свойство ELECTRICAL_CONSTRAINT_SET=CONTROL цепи CLOCK в Concept HDL.
Внимание: Нельзя определять ECSet в Concept HDL.
2. Присвоив свойство цепи или контакту в Concept HDL.
Например, если необходимо задать максимальные перекрестные помехи цепи с именем CLOCK равными 0.5 mV, добавьте свойство MAX_XTALK=.5 цепи CLOCK в Concept HDL.
Помните следующее при создании правил в Concept HDL:
- Рекомендуется определять единицы измерения значений для свойства. В противном случае, Constraint Manager припишет определенную по умолчанию единицу измерения. Например, единица измерения свойства MAX_XTALK в Constraint Manager, по умолчанию, mV.
- Правило, заданное цепи в Concept HDL аннулирует то же правило, унаследованное из ECSet, присвоенного цепи.
Например, предположим, что приписано ECSet, в котором значение Max Xtalk установлено равным 0.6 mV. Если цепи добавляется свойство MAX_XTALK=0.5 mV, то оно аннулирует правило, определенное в ECSet. Значение максимальных перекрестных помех для цепи теперь будет равным 0.5 mV.
Рекомендуется уменьшать число подобных аннулирований. Становится трудно следить за аннулированиями, когда меняются требования проекта.
Комплексные правила, такие как правила для дифференциальных пар, должны вводиться в Constraint Manager, так чтобы был подтвержден их синтаксис.
Правила, вводимые в Concept HDL, показываются в Constraint Manager. В Constraint Manager, правила находятся в ячейках рабочих листов. Например, если добавляется правило MAX_XTALK в Concept HDL, то оно будет храниться в рабочем листе Estimated Xtalk в Constraint Manager.
Работа с правилами на шинах
При создании правил, присвоенных шине (векторной цепи), оно применяется ко всем битам шины. Можно также создать правило для битов шины. Правило, присвоенное биту шины, аннулирует правило, введенное на шине.
Создавать правила для шин или бит шин можно в Constraint Manager или Concept HDL.
- Правила, которые создаются для шины или бит в Constraint Manager не будут видны в Concept HDL до момента добавления шаблонов для правил в схеме.
Создание правил шины в Concept HDL
В Concept HDL можно создавать правила для шин.
Рекомендуется создавать правила только в Constraint Manager, потому что любое правило, созданное на уровне шины будет поддерживаться только в Constraint Manager. Только правила битового уровня синхронизированы между Concept HDL и Constraint Manager. Если правило шины создаетсяв Concept HDL, то оно переносится в Constraint Manager и отображается в нем на битах шины. Однако, если правило на шине изменяется позже в Concept HDL, новое значение не будет введено в Constraint Manager. Изменить правило шины только в Constraint Manager.
Внимание: Если правило шины создается в режимах Hierarchy или Expanded в Concept HDL и затем изменяется значение на шине в Constraint Manager, новое значение будет видимым на схеме только в режиме Occurrence Edit. Вы также можнопросмотреть новое значение при помощи диалогового окна Attributes в режиме Expanded в Concept HDL.
Создание правил бита шины в Concept HDL
Следующие примеры описывают процедуру создания правила бита шины в Concept HDL:
1: Создание правила бита шины
2: Создание правила бита шины
3: Создание правила бита, отведенного из шины
Пример 1: Создание правила бита шины
Создание правила бита шины возможно только находясь в режиме Occurrence Edit в Concept HDL. Предположим, что на схеме имеется шина CLOCK<3..0> и имеется правило задающее максимальные перекрестные помехи шины CLOCK<3..0> равными 0.5 mV.
Для задания максимальных перекрестных помех третьего бита шины CLOCK<3..0> равными 0.4 mV и максимального выброса напряжения третьего бита равным 50 mV, сделайте следующее:
1. Выйдите из Constraint Manager, если вы запустили его из Concept HDL.
2. В Concept HDL, выберите Tools > Occurrence Edit.
3. Выберите Text > Attributes в Concept HDL.
4. Нажмите на шину CLOCK<3..0>.
Появится диалоговое окно Attributes.
Рис.3. Диалоговое окно Attributes
5. Выберите метку Show Index.
6. Введите 3 в поле Index.
Показываются свойства третьего бита шины. Свойство MAX_XTALK имеет значение 0.5 mV, потому что ограничение MAX_XTALK введенное на шине CLOCK<3..0>, применяется ко всем битам шины.
7. В поле Value рядом со свойством MAX_XTALK, измените значение с 0.5 mV на 0.4 mV.
8. Нажмите Add.
9. Введите MAX_OVERSHOOT в поле Name.
10. Введите 50 mV в поле Value рядом со свойством MAX_OVERSHOOT для задания максимального выброса напряжения на бите равным 50 mV.
11. Нажмите OK для сохранения изменений и закрытия окна Attributes.
Пример 2: Создание правила бита шины
Если на схеме имеется шина CLOCK<3..0> можно создать правила бита CLOCK<1> в режимах Hierarchy, Expanded и Occurrence Edit
Внимание: Если правила бита CLOCK<1> создается в режиме Hierarchy или Expanded в Concept HDL и после изменяется в Constraint Manager, новое значение будет видимым только в режиме Occurrence Edit в Concept HDL. Можно также просмотреть новое значение, используя диалоговое окно Attributes в режиме Expanded в Concept HDL.
Предположим, что имеется правило для определения максимальных перекрестных помех шины CLOCK<3..0> равное 0.5 mV. Для определения максимальных перекрестных помех первого бита равным 0.4 mV и максимального выброса напряжения первого бита равным 50 mV, выполните следующее:
1. Выйдите из Constraint Manager, если вы запустили его из Concept HDL.
2. Выберите Text > Attributes в Concept HDL.
3. Нажмите на бит CLOCK<1>.
Появится диалоговое окно Attributes. Свойство MAX_XTALK имеет значение 0.5 mV, потому что правило MAX_XTALK заданное на шине CLOCK<3..0> применяется ко всем битам шины.
4. В поле Value рядом со свойством MAX_XTALK, измените значение с 0.5 mV на 0.4 mV.
5. Нажмите Add.
6. Введите MAX_OVERSHOOT в поле Name.
Введите 50 mV в поле Value рядом со свойством MAX_OVERSHOOT для задания максимального выброса напряжения на бите равным 50 mV.
7. Нажмите OK для сохранения изменений и выхода из окна Attributes.
Пример 3: Создание правила бита, отведенного из шины
Предположим, что создается правило для определения максимальных перекрестных помех шины CLOCK<3..0> равными 0.5 mV. Если вы отвели третий бит шины CLOCK<3..0> как показано на следующей схеме, вы можете задать максимальные перекрестные помехи для третьего бита равными 0.4 mV в режимах Hierarchy, Expanded и Occurrence Edit в Concept HDL как показано ниже:
Внимание: Если вы создали правило на отведенном бите в режиме Hierarchy или Expanded в Concept HDL и потом изменили его значение в Constraint Manager, новое значение будет видимо только в режиме Occurrence Edit в Concept HDL. Можно также просмотреть новое значение при помощи диалогового окна Attributes в режиме Expanded в Concept HDL.
1. Выйдите из Constraint Manager, если вы запустили его из Concept HDL.
2. Выберите Text > Attributes в Concept HDL.
3. Нажмите на отведенный бит.
Появится диалоговое окно Attributes. Свойство MAX_XTALK имеет значение 0.5 mV, потому что ограничение MAX_XTALK введенное на шине CLOCK<3..0> применяется ко всем битам шины.
4. В поле Value рядом со свойством MAX_XTALK, измените значение с 0.5 mV на 0.4 mV.
5. Нажмите OK для сохранения изменений и выхода из окна Attributes.
В поле Value рядом со свойством MAX_XTALK, измените значение с 0.5 mV на 0.4 mV.
Просмотр правил бита шины в Concept HDL
В следующих примерах показано, как можно просмотреть правила бита шины в Concept HDL:
1: Просмотр правила бита шины
2: Просмотр правила бита шины
3: Просмотр правила бита, отведенного из шины
Пример 1: Просмотр правила бита шины
Если на схеме имеется шина CLOCK<3..0>, ограничения на битах схемы будут показаны на схеме. Вы должны перейти в режим Occurrence Edit в Concept HDL и использовать диалоговое окно Attributes для просмотра правил бита шины.
Для просмотра правил третьего бита шины CLOCK<3..0> в Concept HDL, выполните следующее:
1. В Concept HDL, выберите Tools > Occurrence Edit.
2. Выберите Text > Attributes.
3. Нажмите на шину CLOCK<3..0> в Concept HDL.
Появится диалоговое окно Attributes.
4. Выберите метку Show Index.
5. Введите 3 в поле Index.
Показываются свойства третьего бита шины.
Пример 2: Просмотр правила бита шины
Предположим что на схеме имеется шина CLOCK<3..0> и бит CLOCK<1>.
Правила бита CLOCK<1> не будут показаны на схеме. Вы должны перейти в режим Expanded или Occurrence Edit в Concept HDL и использовать диалоговое окно Attributes для просмотра правил бита CLOCK<1>.
Для просмотра правил первого бита шины CLOCK<3..0> в Concept HDL, выполните следующие действия:
1. Выберите Tools > Expand или Tools > Occurrence Edit.
2. Выберите Text > Attributes.
3. Щелкните на бит CLOCK<1> в Concept HDL.
Появившееся окно Attributes показывает ограничения на бите.
Пример 3: Просмотр правила бита, отведенного из шины
Предположим, что третий бит шины CLOCK<3..0> отводится как показано на следующей схеме.
Правила третьего бита шины CLOCK<3..0> не будут отображены на схеме. Вы должны перейти в режим Expanded или Occurrence Edit в Concept HDL и использовать диалоговое окно Attributes для просмотра правил третьего бита.
Для просмотра правил третьего бита, который был явно отведен из шины CLOCK<3..0> в Concept HDL, выполните следующие действия:
1. Выберите Tools > Expand или Tools > Occurrence Edit.
2. Выберите Text > Attributes.
3. Нажмите на выявленный бит в Concept HDL.
Появившееся окно Attributes показывает правила бита.
4. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕГО ВЫПОЛНЕНИЮ
Ознакомиться с процессами разработки микроэлектронных устройств с использованием правил проектирования в программе Concept HDL. При выполнении работы научиться создавать и контролировать различные виды правил.
5. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА
И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ