Использование стимуляторов. 
Методика проектирования ПЛИС в САПР Active-HDL

Сигналы, которые используются для моделирования схемы, являются ключом к эффективному тестированию. Некоторые разработчики предпочитают задавать входные воздействия с помощью задания графической формы сигналов, другие предпочитают использовать тестовые вектора. Для оптимальной проверки проекта, вероятно, необходимо знать оба способа.

Инструменты Active-HDL на протяжении более 15 лет постоянно совершенствуются. Поэтому эта среда предлагает это предлагает широкий диапазон опций стимулирования, которые выдержали проверку временем и оказались необходимыми.

Доступные Стимуляторы Стимуляторы это специализированные сигналы, которые могут задать любое требуемое значение на входах модели. Используя стимуляторы можно легко и быстро задать входные воздействия, необходимые для полной проверки модели. Они позволяют в интерактивном режиме изменить любое значение сигнала, чтобы создать требуемые условия тестирования для модуля Unit Under Test (UUT). Эти изменения мгновенны и могут быть выполнены во время моделирования. Самый простой способ создать входные воздействия — это добавить требуемые порты или имена сигналов к редактору Waveform Editor, а затем присвоить стимуляторы выбранным сигналам, используя опцию Stimulators. Есть несколько типов стимуляторов:

ValueЗначение.

FormulaФормула.

HotkeyГорячая клавиша.

ClockВременной.

CounterСчетчик.

Custom Пользовательский.

Predefined Предопределенный.

Рис. 3.59 — Типы стимуляторов

Существует несколько типов вызова стимуляторов:

• 1. Override (Переопределение) — стимулятор определяет значение сигнала до следующей команды FORCE.
• 2. Deposit (Депозит) — стимулятор устанавливает значение сигнала, которое остается неизменным до последующего задействия драйвера (например, от процесса P1 или P2 () и связанной команды FORCE.
• 3. Drive (Диск) — подключает виртуальный драйвер к сигналу, и этот драйвер вызывает значение, активное до следующей команды FORCE. Этот тип стимулятора используется только для разрешенных типов сигналов, таких как std_logic.

Рис. 3.60— Окно выбора типа вызова

Стимулятор Value (Значение).

Стимуляторы Value позволяют присваивать постоянное значение выбранному сигналу, (например, '1', `0'). Значения могут быть заданы любыми сигналами, векторами и присвоены любым типам портов (in, out, inout, buffered), и могут быть применены во время моделирования. Средство моделирования выполняет сначала проверку типа сигнала, чтобы проверить, подходит ли для выбранного типа сигнала значение. Значения для сигналов типа одномерных массивов могут быть определены или как символьные литералы или как числа с основанием 2, 8, 10 или 16.

Поле Stimulator окна редактора Waveform Editor выводит на экран соответствующие присвоения значений сигналам.

Стимулятор Formula (Формулы) Стимуляторы Formula определяет форму сигнала, используя в качестве выражения-формулу. Формулы могут описать асинхронные сигналы, определяя их время перехода и значения. Выражение формулы использует следующий синтаксис:

value time [, value time] [-r period] (время значения [оцените время] [-r период]).

где — r опция позволяет автоматически повторять введенную формулу после установленного периода времени. Единица измерения времени по умолчанию — ps (пикосекунда). Однако можно выбрать любые единицы измерения из списка:

ps — пикосекунды.

ns — наносекунды.

us — микросекунды.

ms — миллисекунды Примеры:

• 0 0, 1 10, 0 20 defines a logic «1» that starts at 10 (ps) and ends at 20 ps
• 0 0, 1 10, 0 20 определяет логическую «1», которая запускается после 10 (пс) и заканчивает работу после 20 пс,
• 1 0, 0 5 ns, -r 20 ns defines a pulse wave with period of 20 ns and 25% duty cycle
• 1 0, 0 5 нс,-r 20 нс определяет импульсную волну периода 20 нс и 25%-ого рабочего цикла

Если введенная формула корректна, то значение будет присвоено, и в поле Stimulator окна редактора Waveform Editor выведется слово «formula» .

Отметим, что единица измерения времени должна быть отделена пробелом от временного значения.

Рис. 3.62 — Стимулятор Формулы

Стимулятор Hotkey (Горячей клавиши) Стимуляторы Hotkey позволяют управлять значениями сигнала непосредственно с клавиатуры. Стимулятор горячей клавиши определяет ключ, который будет использоваться, чтобы переключаться между значениями, доступными для данного сигнала.

Например, если присвоить горячую клавишу 'R' сигналу «reset» (сброса), можно будет переключить значение этого сигнала во время моделирования, нажимая клавишу R на клавиатуре.

Значения, доступные для сигнала, зависят от его типа. По умолчанию доступны значения '0' и '1'. Возможно, однако, добавить дополнительные значения для сигналов в поле Sequences окна Simulators/Hotkeys.

Рис. 3.65 — Доступные значения Hotkey

Стимулятор Clock (Времени) Стимуляторы Clock предназначены для того, чтобы смоделировать временные формы сигналов. Графический редактор Clock позволяет определять тактовую частоту, рабочий цикл, начальное значение и задержку. Слово Clock будет выведено на экран в поле Stimulator, справа от имени синхросигнала.

Стимулятор Counter (Счетчика) Другой тип стимулятора — стимулятор Counter, который задает значение сигналов после требуемых периодов времени. Таким образом, с его помощью можно моделировать различные виды задержек, часто встречающихся в цифровых приборах. Можно выбрать один из доступных режимов счетчиков:

• · двоичный код;
• · Код Грея;
• · Код Джонсона.

Также необходимо определить начальное значение, в некоторых случаях шаг инкремента, и период времени, после которого будет изменено значение. Также возможно изменить дисплей счетчика в окне редактора Waveform Editor и также изменить порядок битов.

Стимулятор Custom (Пользовательский) Стимулятор Custom позволяет задавать, графически, форму сигнала, выведенную на экран в окне редактора Waveform Editor как входное воздействие, для моделирования. Стимуляторы Custom могут использоваться только после того, как были созданы некоторые формы сигналов, с помощью других типов стимуляторов, например редактора Waveform editor, Стимулятора Hotkey, или Стимулятора Formula .

Стимуляторы Custom дают возможность создать очень сложные формы сигнала и использовать их так часто как требуется. Они комбинируют все преимущества стимуляторов Hotkey и Formula .

Поле Stimulator указывает на присвоение пользовательского стимулятора буквами «CS» (Пользовательский Стимулятор).

Стимулятор Predefined (Предопределенный).

Стимулятор Predefined задает временную форму сигнала с предопределенной частотой и рабочим циклом/формулами, создаваемыми для частого использования.

Есть восемь предопределенных временных интервалов, которые могут быть использованы для настройки требуемой частоты и времени рабочего цикла.

Также есть возможность создать любое число собственных формул и присвоить их любому сигналу или порту.

Один из ключевых решаемых вопросов в анализе проекта — использование графической формы сигналов и тестовых векторов. Форма сигнала дает лучшее представление о поведении отдельно выбранного сигнала в течение долгого времени. Тестовые вектора, с другой стороны, дают точное отношение между двумя любыми выбранными сигналами в любом выбранном экземпляре времени.

Так как Active-HDL позволяет совмещать в ходе моделирования вектора и формы сигналов, все разработчики будут в состоянии эффективно использовать Active-HDL.

Важно подчеркнуть преимущества использования стимуляторов-они позволяют в интерактивном режиме изменять значения сигналов в любом моменте времени, во время моделирования. После того, как моделирование произошло, они могут использоваться снова, так часто как это требуется, значительно экономя при этом, время разработчика.

Есть такие простые стимуляторы как Горячие клавиши, которые являются идеальными для задания простых входных воздействий, и сложные такие как Формула и Пользовательский, которые позволяют описывать сложные и неправильные по форме сигналы (импульсные пакеты, переменные рабочие циклы, и т. д.) и подходят для проверки сложных проектов (FPGA, ASIC, и т. д.).

Другое преимущество использования стимуляторов состоит в гибкости объединения различных типов стимуляторов. Легче создать собственные образцы форм сигналов, используя графические инструменты и сохранить их, в целях будущего моделирования.

Рис. 3.71-Окно The Waveform Editor