文档介绍:目录
实验目的
实验原理
实验内容
实验结果及问题分析
实验目的
掌握cadence软件的基本操作
了解Schemat
目录
实验目的
实验原理
实验内容
实验结果及问题分析
实验目的
掌握cadence软件的基本操作
了解Schematic设计环境
掌握主从式D触发器原理图输入方法
掌握前仿真的方法,步骤以及参数设置
实验原理
如上图,主从式D触发器是由两个电平D触发器组成的边沿触发器。图中的FF1和FF2是两个电平触发的D触发器,由图可见,当CLK处于低电平时,CLK1为高电平,因而FF1的输出Q1跟随输入端D的状态变化,始终保持Q1等于D。与此同时,CLK2为低电平,FF2的输出Q2保持原来的状态不变。
当CLK由低电平跳变至高电平时,CLK1随之变成了低电平,于是Q1保持为CLK上升沿到达前瞬间输入端D的状态,此后不再跟随D的状态而改变。与此同时,CLK2跳变为高电平,使Q2与它的输入状态相同。由于FF2的输入就是FF1的输出Q1,所以输出端Q便被置成了与CLK上升沿到达前瞬时D端相同的状态,而与以前和以后D端的状态无关。
主从式D触发器的状态转移真值表:
D
Qn
Qn+1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
说明:输出状态与D状态相同
实验内容
电路原理图设计
首先创建库与视图单元,根据下图所示的电路原理图,在Schematic Editing窗口中,输入主从式D触发器的原理图,完成原理图的绘制,并检查保存,直到没有错误。
对原理图进行瞬态仿真
在原理图编辑窗口点击ToolsàAnalog Environment,弹出Analog Design Environment窗口,如下图所示。
首先我们需要设置库的路径,点击SetupàModel libraries,然后点击Browse,将库路径设为/home/iror/gpdk180/models/spectre/,将Section设为stat。如下图所示。
仿真参数的设置:在Analog Environment 窗口下点击SetupàStimuli,这里我们需要设置两个参数,即Input和Global Sources,参数设置如下图所示。
分析类型的设置:点击AnalysesàChoose,可以选择分析类型,这里我们选择Tran分析。参数设置如下图。
选择输出:点击OutputsàTo Be PlottedàSelect On Schematic,到原理图中选择输出的线。
点击SimulationàNetlist and Run,可进行仿真,点击后会弹出Welcome to Spectre 窗口,点击OK就开始仿真了,如果提示有错误,就需要修改原理图。
最大工作频率的仿真
在进行最大工作频率仿真前,得给电路加上外部电源,Global Source参数不需要带设置,不然可能出不了仿真结果。
更改clk和D的输入频率,观察输出Q的波形的变化,当Q处于失真的边缘时,即得到触发器的最大工作频率。实验中得到参数如下图时,能使得Q的波形处于失真的边缘点。参数如下图所示。
在AnalogàChoose中设置仿真时间为8n,点击SimulationàNetlist and Run,得到仿真波形如下图所示。
选中输出Q的波形,点击软件自带的计算器calculator,选中frequency,再点击Eval,得到电路的最大工作频率如下图。
所以得到电路的最大工作频率为:
电路功耗的仿真
将电路的频率调为最大工作频率的一半左右,clk和D的参数设置如下图。
在AnalogàChoose中设置仿真时间为8n,点击SimulationàNetlist and Run,得到仿真波形如下图所示。
点击软件自带的calculator打开计算器,关闭波形图,再点击calculator中的it,在原理图中选择外部电源的正结点,回到calculator中点击Eval。弹出如下图所示的波形图。
选中abs,取电流的绝对值,点击Eval取得电流的绝对值