Wie erstelle ich ein neues Modell aus einem Schaltplan?

Erstellung eines einfachen R-L-Entwurfs

 Im Folgenden erfahren Sie Schritt für Schritt, wie Sie den Entwurf erstellen und als Modell speichern.

1.  Im Komponentenbrowser des Design Analyzers, suchen Sie einen Widerstand und eine Induktionskomponente und ziehen Sie sie auf den Schaltplan.

 Diese Komponenten sind entweder in den Kategorien „My Favourites“ (Meine Favoriten) oder „Analog Electronics“ (Analogelektronik) zu finden, oder können direkt über das Suchfeld gesucht werden.

 Da das Ziel darin besteht, ein Modell zu erstellen, werden Sie zu diesem Zeitpunkt keine Quellen/Lasten in den Entwurf einfügen. Allerdings ist es oft sinnvoll, die gewünschte Funktionalität zunächst vorübergehend zu testen, bevor ein entsprechendes Modell erstellt wird.

 2. Schalten Sie den Widerstand und die Spule wie unten gezeigt in Reihe.

 3. Stellen Sie jeweils die Werte für resistance_value und inductance_value für den Widerstand und die Spule ein.

 In der Abbildung sind 10 k für den Widerstand und 1m für die Spule angegeben.

 4. Benennen Sie die Netze wie in der Abbildung dargestellt.

Erstellen und Bearbeiten eines Modells

 Die Modellgenerierung erfolgt automatisch. Sie müssen jedoch das Modell bearbeiten, um Pins und möglicherweise Eigenschaften freizulegen. Wie man beides erreicht, sehen Sie weiter unten.

 Generieren des Modells

 1. Klicken Sie auf die Schaltfläche Neue Komponente erstellen im oberen linken Bereich der Anwendung und wählen Sie: Aus Schaltplan. 

 Es wird ein Informationsdialog mit einigen Tipps für schematisch erzeugte Modelle angezeigt.

 2. Klicken Sie auf die Schaltfläche „Click here to generate model“ (Hier klicken, um das Modell zu erstellen).

 Es wird automatisch ein VHDL-AMS-Modell für die aktuell auf dem Schaltplan angezeigten Elemente erstellt und in den Komponenteneditor geladen.

 Hinweis: Bevor das Modell erstellt wird, wird im Hintergrund eine Kopie Ihres Entwurfs erstellt, so dass der ursprüngliche Entwurf nicht gespeichert wird.

 3. Klicken Sie auf die Schaltfläche „Save new component“ (Neue Komponente speichern), um Ihr neues Modell zu benennen und in der Datenbank zu speichern.

 4. Geben Sie einen Modellnamen ein, wenn Sie dazu aufgefordert werden, und klicken Sie auf OK.

 Dieser Name muss nicht mit dem Namen des Entwurfs/Schemas übereinstimmen. Für dieses Beispiel wurde der Name „Serie RL“ ausgewählt.

 Der Symboleditor wird ebenfalls angezeigt. Mit ihm werden Sie in Kürze arbeiten.

 5. Ihr Modell sollte ungefähr so aussehen wie das folgende:

 Bei diesem Modell gibt es ein paar Dinge zu beachten:

 Die von Ihnen angegebenen Netznamen (oder Standardwerte, falls nicht vorhanden) werden verwendet, um die Verbindung zwischen den Komponenten herzustellen. So sehen Sie z. B., dass Pin p2 im Port-Map-Abschnitt des Widerstands mit netRL verbunden ist; Pin p1 im Port-Map-Abschnitt des Induktors ist ebenfalls mit netRL verbunden, so wie erwartet.

 Die drei Netze werden intern am Anfang des Architekturbereichs deklariert. Das bedeutet, dass diese Netze außerhalb der Architektur nicht sichtbar sind.

 In das erstellte Modell sind sowohl generische als auch Portabschnitte aufgenommen worden, die jedoch standardmäßig auskommentiert sind. Sie können also leicht „auskommentiert“ und nach Bedarf verwendet werden. Genau das machen Sie in Kürze. Außerdem gibt es kommentierte Beispiele für die Verwendung dieser Abschnitte. Sie dienen nur zur Information und können auf Wunsch entfernt werden.

 Pin-Verbindungen hinzufügen

 Anschließend fügen Sie Pin- (d. h. Port- in VHDL-AMS) Verbindungen für das Modell hinzu. Dazu werden die internen Netzdeklarationen durch Portdeklarationen für Entitäten ersetzt. In diesem Beispiel, möchten wir, dass die Pins p1 und p2 für das Modell verwendet werden, und dass die netRL innerhalb der Architektur beibehalten wird.

 1. Ändern Sie das Modell wie nachfolgend angegeben:

 a. Kommentieren Sie die Anfangszeile für den Port-Abschnitt ("port (") aus.

 b. Kommentieren Sie die Endzeile für den Port-Abschnitt port ("),") aus.

 c. Kommentieren Sie die Zeilen der Anschlussklemme p1:electrical und der Anschlussklemme p2: electrical lines am Anfang der Architektur aus.

Diese werden in der Regel einfach aus dem Architekturteil entfernt, und werden nur als Kommentare zu Schulungszwecken hinterlassen.

 d. Kopieren Sie die Leitungen der Anschlussklemme p1: elektrisch und der Anschlussklemme p2: elektrisch in den Portbereich.

 Achten Sie besonders auf die Semikolons ";" – das letzte Semikolon erscheint nach der schließenden Klammer des Portabschnitts,  und nicht direkt nach der letzten Terminaldeklaration.

 2. Holen Sie den Symboleditor in den Vordergrund. 

 Die Pins, die Sie dem Modell hinzugefügt haben, wurden automatisch auf dem Symbol platziert, und werden jetzt neu positioniert, um das Symbol ästhetisch ansprechender und einfacher zu gestalten.

 3. Wenn der Symboleditor angezeigt wird, ziehen Sie die Pins an die unten gezeigten Stellen.

 Der Pin p1 sollte auf der linken Seite und p2 auf der rechten Seite platziert werden.

 4. Klicken Sie im Symboleditor auf die Schaltfläche „Save“ (Speichern) und schließen Sie ihn dann.

 Hinweis: Wenn Sie im Symboleditor auf „Save“ (Speichern) klicken, wird das Symbol in den Komponenteneditor geschrieben. Zum Speichern von Symbolaktualisierungen in der Datenbank des DesignSpark Circuit Simulators, müssen Sie den Komponenteneditor nach den Bearbeitungen im Symboleditor immer speichern.

 Die Komponente kann nun in einen Entwurf eingebunden und wie jede andere Komponente verwendet werden. Allerdings müssen Sie zunächst das Modell aktualisieren, um die Übergabe von Eigenschaften aus dem Schaltplan an das Modell zu ermöglichen.

 Übertragung von Eigenschaften aus dem Schaltplan in das Modell zulassen

 In der jetzigen Form, wird der Wert des Widerstandswertes (resistance_value) und des Induktivitätswertes (inductance_value) auf den Wert festgelegt, den Sie im ursprünglichen Entwurf vor der Erstellung des Modells angegeben haben (20k und 1 m in diesem Beispiel). Als Nächstes wird gezeigt, wie das Modell aktualisiert werden kann, damit diese Werte auf Schaltplanebene vom Benutzer festgelegt und an das Modell übergeben werden können. Diese Eigenschaften werden in VHDL-AMS als „generics“ (generische Eigenschaften) bezeichnet.

 Wie bei der Port-Sektion zuvor, kommentieren Sie die Anfangs- und Endzeilen für den generischen Abschnitt aus.

 Fügen Sie die angegebenen Eigenschaften hinzu und verweisen Sie darauf, wie in der folgenden verkürzten Liste dargestellt.

 Die Werte, die für den Widerstandswert (resistance_value) und den Induktivitätswert (inductance_value) zugewiesen werden, erhalten jetzt (generische) Eigenschaftsnamen, res und ind, ein.

 Noch einmal: Achten Sie besonders auf die Semikolons ";" – das letzte Semikolon erscheint nach der schließenden Klammer des Portabschnitts, und nicht direkt nach der letzten Terminaldeklaration.

 Eigenschaften können optional mit Standardwerten belegt werden, wie unten gezeigt, so dass das Modell auch dann simuliert, wenn der Benutzer ihnen im Schaltplan keine Werte zuweist.

 Hinweis: Wenn Sie Eigenschaftswerte direkt in ein Modell einfügen, müssen Sie sich an die VHDL-AMS-Syntax halten. Präfixe für SI-Einheiten (wie „m“, „u“, „k“, und so weiter) werden im Modell nicht unterstützt. So ist „res“ beispielsweise im Modell als „1.0e4“ und nicht als „10k“ spezifiziert.

Vollständiges schaltplanbasiertes Modell

 Das Modell sollte nun vollständig sein. Es enthält Pin-Deklarationen sowie Eigenschaftswerte, die aus dem Schaltplan übergeben werden können. Die endgültige Entität/Architektur des Modells ist unten dargestellt. „Anweisungs“-Inline-Kommentare wurden entfernt.

Erstellung und Verifizierung des Modells

 Nun, da das neue schaltplanbasierte Modell fertiggestellt ist, sollten Sie überprüfen, ob es funktioniert. Am einfachsten ist es, sie zusammen mit diskreten, in Reihe geschalteten Widerstands- und Induktivitätskomponenten zu instanziieren und dann zu überprüfen, ob sie die gleichen Simulationsergebnisse liefern.

 Sie können einfach den ursprünglichen Entwurf, aus dem Sie das Modell erstellt haben, als Ausgangspunkt verwenden, und anschließend eine Instanz des neuen Modells aus der Kategorie „My Components“ (Meine Komponenten) des Komponentenbrowsers ziehen.

  Dies wurde im Folgenden umgesetzt. Für den Widerstand und die Induktivität wurden neue Werte von 1 und 1n gewählt, um zu verifizieren, dass sie korrekt übergeben werden und die Standardwerte von 10k und 1m überschreiben.

 Wie man sieht, ist die Zeitkonstante für den Reihenstrom durch den diskreten Widerstand und die Widerstandsinstanz im neuen Modell die gleiche.

Zusammenfassung und ergänzende Hinweise

 Damit ist das Tutorial abgeschlossen. In der Hilfe zum Komponenten-/Symbol-Editor gibt es Links zu Ressourcen sowohl für die Modellierungswerkzeuge als auch für allgemeine VHDL-AMS-Modellierungsanweisungen. Einige zusätzliche Hinweise zu schemabasierten Modellen sind weiter unten zu finden:

•  Wenn Ihr Entwurf benutzerdefinierte Modelle enthält, die Sie selbst erstellt haben, werden diese Modellauflistungen in den oberen Teil des generierten Modells kopiert.

 Dadurch kann das generierte Modell auf jedes erforderliche benutzerdefinierte Modell zugreifen. Außerdem kann das erstellte Modell in sich geschlossen und übertragbar gestaltet werden.

 Hinweis: Das übergeordnete schaltplanbasierte Modell wird immer am Ende der Modellliste angezeigt.

•  Schaltplanbasierte Modelle können verschachtelt werden.

 Sie können ein schaltplanbasiertes Modell erstellen und es in einem Entwurf verwenden, der dann ebenfalls als schaltplanbasiertes Modell gespeichert wird.