Simetrix入門ーALB機能の使い方
Ver.1.000a　2009.05.23

更新履歴
2009.05.17　Ver.1.000　新規作成


【ALBの概要】

ALB機能は、ロジック記述言語です。

デジタルICのモデルもALBで書かれています。記述はこのフォルダーにあります。

図１

これらの拡張子が.ldfのファイルです。

ここの138.ldfを例に説明すると


＝＝＝＝＝引用開始＝＝＝＝
// Logic Definition for 74XX138　　←　コメント

PORT Address    in[0:2] ;　　←　端子の宣言　Adressが名前　in[0:2]は入力3bit
PORT E1_Inv     in[3] ;　　　←　端子の宣言　74138のG2Aに相当
PORT E2_Inv     in[4] ;　　　←　端子の宣言　74138のG2Bに相当
PORT E3         in[5] ;　　　←　端子の宣言　74138のG1に相当

PORT Out        out[0:7] ;　　←　端子の宣言　74138のY0-7に相当　出力

Out = (!E1_Inv && !E2_Inv && E3) ? ~(1<<Address) : 255 ; // Decode[Address&7]←機能
＝＝＝＝引用終了＝＝＝＝
日本語のコメントは私がつけました｡

まず、端子を宣言します。番号はin/outは0から連番です｡

outのところは
(!E1_Inv && !E2_Inv && E3) ？の？はIF構文です｡
IF　A　THEN　B　ELSE　C　→　A　？　B　：　C　；
となります｡ですから、
A=(!E1_Inv && !E2_Inv && E3)
B=~(1<<Address)　→　Out[0:7]にAdress分1をシフトして反転する。つまり、デコードしているのです｡
C=255　→Out=255なのでY0-Y7全てHということです。

いじょうで、大体の記述の感覚がわかったと思います。

また、
これは、カウンタの例です｡SimulatorReference.pdfから引用しています｡
＝＝＝＝＝引用開始＝＝＝＝
PORT (DELAY = 10n) CountOut out[0:7] ;　　　　　←端子の宣言　DELAY = 10nは遅延を宣言しています｡
PORT Reset in[1] ;
EDGE (DELAY=5n, WIDTH=8, CLOCK=in[0]) Count ;　←EDGEはCLOCKのエッジでCountが変化することを宣言しています｡
また、WIDTH=8はCountが8bitであることも表しています｡
Count := !Reset ? 0 ;　　　　　　　　　　　　　　←ResetがLならCount=0
Count = Count==199 ? 0 : Count + 1 ;　　　　　　←Count=199なら0そうでなければCount=Count+1つまりカウントアップ。
ここでは0から199までのカウンタですね｡
CountOut = count ;←端子に出力
＝＝＝＝引用終了＝＝＝＝
日本語のコメントは私がつけました｡

さらに、RAMとROMの例は、ここのram.ldfとsinelookup.ldfが参考になるでしょう｡

図２

SIMtrixはアナログデジタル混在のシミュレータなので､アナログデジタル混在のとき便利です｡
しかし、規模が大きくなるため､評価版の制限に引っかかってしまいます｡
そこで、デジタル部分をALBにすれば､幾分助かるのです｡

【ALBの回路図での運用】

さて、ALBファイルを書いたら回路図で呼び出すにはこのようにします。ここでは､2つのサイン波の乗算器を作ってみます。


図２−１

これは、ExamplesのSineLookUpですが、F11キーをおすと下のほうのコマンドラインが見えます。
.model　SineLookup　d_logic_block　file=sinelookup.ldf
この行の
.model（モデルの定義をはじめる）　SineLookup（モデル名）　d_logic_block（ALBファイルを示す）　file=sinelookup.ldf（ALBファイルの指定）
となっています。

そこで、この行をコピーすれば､SineLookUpの機能は持ってこれます。

また、乗算器は、

図２−２

より、mult.ldfを手直しして作りましょう。


図２−３
ここのmulti.ldfをメモ帳で開きます。


図２−４

このように変更してmulti8x8.ldfとして保存します。

図２−５
multiをこのように書き換えます。なお、Simetrix5.0ではALBファイルは1つまでですのでこれは２つ以上使っていますので出来ません。

さて、シンボルエディタでMulti8x8を作ります。ここでは､ページ埋め込みシンボルを作ります。


図２−６

入力をINAとINBに分けました。また、ALBの場合､入力端子は[と]でくくり、出力端子も[と]でくくります。

また、プロパティは、

図２−７
とします。

また、保存は､

図２−８

このように、Current　schematic　fileにチェックを入れます。
OKを押して､回路図に戻りQを押してマウスを動かすと作ったシンボルが付いてきます。

さて、

図２−９

回路図を完成させます。

Runすると、

図２−１０

評価版としては回路規模が大きすぎるといわれました。




【ICモデルの作り方】

ここでは、VHCシリーズの追加の基本について書きます。

まず、この前,説明したように,機能はLDFファイルに記述されています。そこでは,delay　timeはUSER[0]という風にかかれています。
その値はssi.libとかmsi.libに書かれています。

ssi.libを開くとこうなっています。


図３

ここで,時間が規定されています。また、
family="HC"は、電圧の伝達フォーマットを決めています。

さて、ここにVHC04をHC04Dを真似て追加します。


図４　ssi.libからの引用


こういう風に追加します。



図５　VHC　ファミリーの追加
次に,familyを登録します。
同じフォルダのbridges.lbを開いて、HCのHC_dac（出力のレベル宣言）とHC_adc（入力のレベル宣言）を参考にして、VHC_dac,VHC_adcを作ります。

VHC_dacは、デジタルからアナログの閾値などの設定つまり出力特性、VHC_adcはアナログの閾値などからデジタルへの変換つまり入力特性です。


図６　HCシリーズの入力出力特性の記述部分

また、遅延時間の設定は､161.ldfを見てみると､


図７　161.ldfの機能記述の一部

ここのUSERという変数は、ICファミリーによって違うので､MSI.lbには,このように書かれています。


図８　MSI.libのHC161のICシリーズの違いの記述部分

file=161は161.ldfをさしているのでしょう。
user=[11n,7,...]は、先ほどのUSER[0]とか言う配列です。
familyはDC特性です。前回に説明した,VHC_dacとVHC_adcをさします。

以上を参考にすれば､たとえば、モデルライブラリに含まれてないVHCシリーズのICを記述できます。


つづく