3. 回路図入力 |
ライブラリ ic1 の下に、MUX2 というセルを作成し、その中にセレクタの回路を入力する。Library Managerのメニューから、[File] → [New] → [Cell View...] を選ぶと、New Fileフォームが表示される。下記の表のように設定を行い、OKボタンをクリックすると、Library ManagerのLibrary = ic1 の Cell欄 にMUX2 が表示され、Virtuoso Schematic Editor L Editing というウインドウが起動する。以後、このウインドウを回路図エディタと呼ぶ。
Library | ic1 |
Cell | MUX2 |
View | schematic |
Type | schematic |
Open with | Schematics L |
Always use this application for this type of file | Checkを入れる |
回路図エディタの画面構成
回路図エディタの操作は、メニューから実行する方法、ツールバーを使用する方法、バインドキー(キーボードで特定の文字を押すことにより実行)による方法の3種類が用意されている。慣れないうちは、メニューかツールバーを使用し、慣れてきたらバインドキーを使用すると作業効率が高くなる。CADソフトウエアやプロが使う製図ソフトウエアでは、マウス操作によるオブジェクトの移動や配置は、原則として、2カ所のクリックにより行うことが多い。一般のWindowsアプリケーションのように、ドラッグ+ドロップを使用しないので慣れが必要だ。
[参考] 電源の配線名をグローバル配線として定義すれば、全ての回路の電源端子が電源に自動的に接続されたことになり、配線を書く手間が省ける。しかし、後述の設計検証(LVS)がやりにくくなるため、ここでは、わざとローカル配線(いちいちポートに配線を接続する方式)を使用している。
セレクタのPinリスト
Pin Name | Direction |
---|---|
A | input |
B | input |
SEL | input |
Z | output |
VDD | inputOutput |
VSS | inputOutput |
[注意] Cell Name や Pin Nameは、大文字または小文字に統一する習慣を付けよう。CADツールやデータフォーマットによって、大文字と小文字を見分ける場合と見分けない場合があることや、また、大文字と小文字を使い分けると、バグの発見が難しくなるためだ。ここでは、原則として大文字を使用する。
回路図を作成したら、その回路を表すシンボルを作成しておく。これにより、この回路を別の回路図上にインスタンスとして呼び出して使用することが出来るようになる。回路図エディタのメニューより、[Create] → [Cellview] → [From Cellview...]を選ぶと、Cellview from Cellviewフォームが表示されるので、From View Name = schematic, To View Name = symbol となっていることを確認し、OKボタンをクリックする。すると、Symbol Generation Options フォームが現れるので、下記のように設定を行い、OKボタンをクリックするとLibrary ManagerのView欄に symbol の表示が現れ、Symbol Editor L が起動する。デフォルトでは四角いシンボルが自動作成されるので、形が気に入らなければ編集を行う。ここでは、デフォルトのまま、Symbol Editor Lを終了する。終了は、メニューより、[File] → [Close All]を選ぶ。
表示方向 | Pin名 |
TOP Pins | VDD |
Left Pins | A, B |
Right Pins | Z |
Bottom Pins | SEL, VSS |
[参考] CADツールを使用する場合は、ウインドウを終了するときに、メニューから終了コマンドを選ぶように心がけよう。ウインドウの終了ボタンを使用すると、正常終了できずファイルが再編集できなくなることがある。
作成した回路の動作をシミュレーションするための、測定回路(テストベンチ)を作成する。Library Managerのメニューより、[File] → [New] → [Cell View...] を選ぶと、New Fileフォームが表示される。下記の表のように設定を行い、OKボタンをクリックする。
Library | ic1 |
Cell | tb_MUX2 |
View | schematic |
Type | schematic |
Open with | Schematics L |
Always use this application for this type of file | Checkを入れる |
新しく開いた回路図エディタに下記のようなテストベンチの回路を入力する。回路が完成したら、表のように各素子の値(Property)を入力する。回路図上で値を設定したいシンボル(部品)をクリックして、メニューより、[Edit] → [Properties] → [Objects...]を選ぶと(バインドキーq)、Edit Object Properties フォームが現れるので、各欄に値を設定していく。特にSUPPLY(電源)セルのVDD, VSSの設定を忘れやすいので注意すること。また、Propertyの値は、回路図エディタ左側のProperty Editorウインドウでも設定できる。単位(V, F, s など)は勝手に付けられるので入力しなくてよい。SI接頭辞(f, p, u など)は自分で付ける必要がある。
テストベンチの回路
使用するインスタンスのリスト
Library | Cell | View | Property設定 |
---|---|---|---|
ic1 | MUX2 | symbol | なし |
analogLib | cap | symbol | Capacitance = 10f |
analogLib | gnd | symbol | なし |
MeRL | SUPPLY (+/-電源) | symbol |
VDD = 5 VSS = 0 |
analogLib | vpulse(Aに接続) | symbol |
Voltage1 = 0 Voltage2 = 5 Period = 8n Delay time = 4n Rise time = 50p Fall time = 50p Pulse width = 4n |
analogLib | vpulse(Bに接続) | symbol |
Voltage1 = 0 Voltage2 = 5 Period = 16n Delay time = 8n Rise time = 50p Fall time = 50p Pulse width = 8n |
analogLib | vpulse(SELに接続) | symbol |
Voltage1 = 0 Voltage2 = 5 Period = 32n Delay time = 16n Rise time = 50p Fall time = 50p Pulse width = 16n |
[参考] 電源の配線には、電流の往路と復路の2本が必要となる。教科書等では、これらの配線をVDD(正電圧)とGND(0V)で表記している場合が多いが、集積回路の設計では、電源配線にVDD(電源のプラス側に接続)と VSS(電源のマイナス側に接続)と表記するのが一般的であるので、セル内では、VDD, VSS 表記法に従っている。また、VDDとVSSのどちらかをゼロ(基準)としなければならない理由はないため、回路図上では、VDDとVSSとは別に、基準電位をGND(またはVCM)と表記することが多い。MUX2の内部でインスタンスとして呼び出されているINV01やNANDも、内部でVDDとVSSが使用されているため、VDDとVSSに電圧源を接続して電力を供給しなければならない。ここでは、VDD = 1.8V, VSS = 0V, GND = 0V(基準電位)として電源電圧VDD, VSS(= GND)を与えている。これをよく理解していない人が設計した回路は、たいていの場合動作しないので、頭に入れておこう。
Copyright (C) 2017- Akio Kitagawa, Kanazawa Univ.