Использование шин и программно реализуемых источников цифрового сигнала в системе OrCAD

1. Программно реализуемые источники входного сигнала в системе OrCAD

В системе OrCAD при моделировании цифровых устройств, кроме использования источника цифрового сигнала DigClock, применяются также и источники, в которых значения сигналов можно подавать, используя последовательное перечисление команд. Это источники класса STIM.

Разновидности программно реализуемых источников цифрового сигнала:

1. STIM1               —           задание входного сигнала для отдельного проводника;
2. STIM4               —           задание входного сигнала для 4-х разрядной шины;
3. STIM8               —           задание входного сигнала для 8-ми разрядной шины;
4. STIM16            —           задание входного сигнала для 16-ти разрядной шины;

Основными параметрами этих источников сигнала являются команды (COMMAND<N>, где <N> — номер команды, который изменяется в пределах [1…16]).
Синтаксис команд источников STIM

1. <Момент времени> <Значение сигнала в двоичном формате>
2. Label <Имя метки>: <Момент времени> <Значение сигнала в двоичном формате>
3. <Момент времени> <Значение сигнала в двоичном формате> GOTO <Имя метки> <Число обращений> TIMES
1. <Число обращений> = {Целое >0} — при каждом обращении к метке это значение уменьшается, и при достижении значения "0" на входе будет сохраняться последнее изменение;
2. <Число обращений> = –1 — обращение к метке будет осуществляться постоянно до конца моделирования.

Примеры использования различных команд источника STM1:

Способ №1

COMMAND1
0us 0
COMMAND2
5us 1
COMMAND3
20us 0
COMMAND4
25us 1

Способ №2

COMMAND1
Label L1: 0us 0
COMMAND2
10us 1
COMMAND3
20us GOTO L1 2 Times

Способ №3

COMMAND1
Label L1: 0us 0
COMMAND2
10us 1
COMMAND3
20us GOTO L1 –1 Times

Примеры использования различных команд источника STM4:

{Примечание: на временных диаграммах сигналы шин индицируются в 16-ричном формате}

Способ №1

COMMAND1
0us 0000
COMMAND2
5us 1010
COMMAND3
20us 0011
COMMAND4
25us 1110

Способ №2

COMMAND1
Label L1: 0us 0001
COMMAND2
10us 0110
COMMAND3
20us GOTO L1 2 Times

Способ №3

COMMAND1
Label L1: 0us 1010
COMMAND2
10us 1111
COMMAND3
20us GOTO L1 –1 Times

Элементы STM4 и STIM находятся в библиотеке SOURCE, которую можно вызвать при нажатии кнопки меню .

2. Использование шин в системе OrCAD

Использование шин позволяет существенно облегчить процесс проектирования схемы устройства, а также задание входных сигналов этого устройства. Кроме того, используя шины, можно добиться вывода временных диаграмм не в двоичной, а в шестнадцатеричной форме, объединив предварительно по 4, 8 или 16 двоичных сигналов, что позволяет упростить процесс анализа правильности функционирования схемы устройства, особенно при проектировании сложных арифметических устройств.

Ввод шины на схему устройства:

• Выбрать
• Нарисовать шину
• При необходимости, подключить шину к источнику входного сигнала

 

 



1. Назначить псевдоним шине
1. Выбрать
2. Ввести имя в формате <Название>[0-N], где N — количество выводов в шине
3. Выбрать шину на схеме, соответствующую данному псевдониму



1. Обозначить выводы шины
1. Выбрать
2. Разместить выводы на шине
3. Присоединить к выводам проводники
4. Проименовать проводники, согласно правилу <Имя шины><№ вывода>



Результаты моделирования такого устройства приведены на следующем рисунке:



 

Пример выполнения работы

Пусть задана функция . Структурная схема устройства, выполняющего данную функцию, приведена на следующем рисунке:



Результаты моделирования спроектированного устройства:



Согласно заданию, , как видно из временных диаграмм, при  и , C, согласно таблице истинности функции "И", примет значение ; при  и , .
Аналогично, . На первом наборе, согласно таблице истинности функции "ИЛИ", , на втором наборе — .
Функция  эквивалентна , поэтому можно убедиться, что на наборе  и , согласно таблице истинности функции "Исключающее ИЛИ", , а на наборе  и ,
Таким образом, можно сделать вывод о правильности функционирования спроектированного устройства.