Смешанный режим моделирования

Spice - HDL - MCU ко-симуляция

Смешанный режим моделирования

Spice - HDL - MCU ко-симуляция

Jump to TINA Main Page & General Information 

Версия TINA 8 и выше включает новый мощный имитатор смешанного режима. Он основан на XSPICE алгоритм смешанного режима, дополненный компонентами MCU и VHDL. В ваших схемах вы можете свободно смешивать любые аналоговые или цифровые компоненты TINA, включая микроконтроллеры (MCU) и макросы с Spice или содержание VHDL. Вы можете изменить эти компоненты на лету вместе с кодом в MCU. TINA будет анализировать аналоговые части в аналоговой, цифровые части в цифровой и автоматически создавать интерфейсы между компонентами. Это обеспечивает синхронизацию и быструю сходимость.

Давайте рассмотрим некоторые способы использования этого режима на нескольких примерах.

Генерация сигналов с помощью VHDL и Spice подсхемы

Следующая схема генерирует аналоговый синусоидальный или пилообразный сигнал в зависимости от состояния левого переключателя SW-MODE.

Смешанный режим моделирования, изображение 1

Поле Digital Wave слева от схемы содержит код VHDL с таблицей поиска (Sine_LUT ) для синусоиды и счетчик для пилообразного сигнала.

Важной частью кода VHDL является:

 process(Reset, Clk) 
   begin 
        if (Reset = ‘1’) then 
               Wave <= (others => ‘0’); 
               LUT_index <= 0; 
   elsif rising_edge(Clk) then 
   if (Enable = ‘0’) then 
     Wave <= (others => ‘0’); 
   elsif (Sel = ‘0’) then 
     Wave <= Sine_LUT(LUT_index); 
       else 
         Wave <= conv_std_logic_vector(LUT_index,5); 
       end if;
       if (LUT_index = LUT_index_max) then 
         LUT_index <= 0; 
       else 
         LUT_index <= LUT_index + 1; 
       end if;
   end if; 
   end process; 
   d0 <= Wave(0); d1 <= Wave(1); d2 <= Wave(2); d3 <= Wave(3); d4 <= Wave(4);

Цифровой выход счетчика преобразуется в аналоговый сигнал в битовом цифро-аналоговом преобразователе 5 TINA, показанном в середине цепи.

Выход синусоидальной формы ЦАП должен быть очищен фильтром нижних частот. Мы будем использовать Spice операционная модель TL081 в конфигурации фильтра низких частот Sallen and Key. Нажмите кнопку Enter Macro в диалоговом окне свойств, и TINA откроет макрос. Вы можете просмотреть и, если необходимо, изменить Spice код внутри макроса.

Вот окончательные формы сигналов полной цепи, включая пять выходных сигналов счетчиков. SW_MODE находится в состоянии High, выбирая пилообразный сигнал.

Если мы переключим переключатель SW-MODE в положение Low и снова запустим анализ переходных процессов, формы волны будут следующими:

Чтобы увидеть эффект аналогового фильтра, удалите кривые d0 - d4 из диаграммы, щелкнув кривые и нажав клавишу Del.

MCPS контролируемая схема SMPS

Симулятор смешанного режима TINA допускает не только микроконтроллеры, но и любые линейные или нелинейные части в библиотеках TINA. В качестве примера, давайте рассмотрим следующую схему, которая реализует преобразователь постоянного тока, преобразовывающий постоянный ток 5V в постоянный ток 13V и работающий в режиме повышения.

Формы сигналов ниже демонстрируют, как аналоговые части и MCU взаимодействуют в TINA.

Пример смешанной схемы, состоящей из простых аналоговых и цифровых компонентов