DSCH 2

Diseño CMOS con Dsch y Microwind
DSCH 2
Esta aplicación consta de un editor lógico, basado en captura de esquemas, y un simulador.
Está orientado a la validación del circuito lógico antes de pasar a la fase de síntesis
microelectrónica. Proporciona un entorno sencillo para el diseño lógico jerárquico y simulación
con análisis de retardos, todo lo cual permite el diseño y validación de estructuras lógicas
complejas. Una característica muy interesante es la posibilidad de estimar el consumo de
potencia del circuito. Además, es capaz de generar un fichero Verilog del circuito lógico que
puede tomar como entrada la aplicación Microwind 2 para crear el layout.
Descripción del entorno
El entorno gráfico de Dsch 2 es muy sencillo. Consta de una barra de menú, una barra de
herramientas con las tareas más comunes y la superficie de edición.
Al arrancar la aplicación aparece una ventana flotante con la librería de símbolos.
Captura de esquemas
La captura de esquemas se realiza arrastrando los símbolos que aparecen en la ventana
flotante a la superficie de edición. La definición de los símbolos se encuentra en ficheros de
extensión .sym (en la carpeta IEEE). Además de los símbolos establecidos por la
normalización, es posible insertar símbolos creados por el usuario (Insert User Symbol
(.SYM)) o esquemas salvados previamente (Insert Another Schema (.SCH)). De esta
manera se facilita el diseño jerárquico, utilizando modelos de circutios previos en los nuevos.
Para crear un símbolo de usuario utilizamos File Schema to new symbol que salva en un
fichero .sym el esquema completo del circuito actual.
El esquema se puede salvar en un fichero con extensión .sch.
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Simulación
La simulación se realiza sobre el propio esquema mediante Simulate Start simulation. Los
dispositivos virtuales de entrada y salida (teclado hexadecimal, diodo led y display de 7
segmentos) facilitan la entrada de datos y la visualización de resultados.
La figura siguiente ilustra un instante de la simulación con 2 teclados hexadecimales con los
valores 4 y 5 respectivamente y el display de 7 segmentos indicando el resultado de la suma (9
en este caso). Los dispositivos virtuales de E/S no forman parte del esquema. Junto al
esquema aparece una ventana flotante para el control de la simulación en curso.
Salida para Microwind 2
El proceso es el siguiente:
1. Crear el fichero Verilog: File Make Verilog File. Podemos cambiar el nombre del
fichero asignado por defecto. El fichero Verilog tiene extensión .txt.
2. Abrir Microwind 2 y compilar el fichero Verilog creado anteriormente: Compile Compile Verilog File. En la ventana de diálogo pulsar Compile.
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MICROWIND 2
Esta aplicación nos permite diseñar y simular circuitos integrados al más
bajo nivel, a nivel microelectrónico. Consta de librerías de componentes
ya diseñados que nos pueden ayudar a introducirnos el mundo del
diseño digital CMOS. Como ejemplo se adjunta una figura con un
esquema de un inversor:
Descripción del entorno
El entorno de Microwind 2 es sencillo. Consta de una barra de menú,
una barra de herramientas y la superficie de edición. Cuando arranca la
aplicación aparece una ventana flotante con la paleta de edición. Dicha
paleta de edición nos permite implantar en silicio transistores CMOS, resistencias, inductancias,
cables, etc.
Cualquier diseño puede salvarse en un fichero con extensión .MSK. La aplicación consta, como
ya se ha indicado, con librerías de circuitos integrados ya realizados. Se han diseñado
manualmente con lo que se asegura que ocupan la menor superficie de silicio posible, es decir,
son diseños óptimos.
Otra manera de generar circuitos integrados es mediante la compilación de modelos descritos
con Verilog. Esta compilación genera automáticamente un layout (circuito integrado en silicio)
conforme a una serie de reglas contenidas en el fichero default.rul. Este diseño no tiene por
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que ser el de área mínima ya que no ha sido optimizado. Seguidamente vemos un ejemplo de
layout generado por compilación.
Simulación
Los circuitos diseñados (o compilados) pueden ser simulados mediante el comando Simulate
Run simulation…. La simulación genera las curvas de evolución en tensiones y corrientes.
También puede realizarse la simulación sobre el propio layout.
Proceso de implantación microelectrónica
También es posible reproducir el proceso de implantación en silicio con la secuencia pasos de
fotolitografía. Accedemos a esto en Simulate Process steps in 3D.
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