# 4 - Umfassende Top-down oder Bottom-up Fähigkeiten zur Beschleunigung der Mixed-Signal Schaltungsentwicklung   Zweiseitiger Turm der Ebenen: Mehrebenen-Äquivalenzprüfung Um die Mixed-Signal-Simulation zu promoten und Multi-Level-Belange zu veranschaulichen, ist eine Darstellung als "Turm der Ebenen" mit seinen zwei Seiten, Analog und Logik, besonders effektiv. Multi-Level-Zoomen und die Überprüfung der Gleichwertigkeit ist eine kritische Funktionalität für Designer um ihre Entwicklungszeiten durch gleichzeitige Steigerungen der Simulationsgeschwindigkeit und der Relevanz zu reduzieren.   Mehrebenen und Mehrsprachigkeit Auf unterster Ebene, der  Elektrik-Ebene, ermöglicht es das Modellieren mit Transistoren: Es ist die Welt von SPICE. Die darüber liegende Ebene ist die von RTL (Register Transfer Level), synthetisiert zu Gates für die Logik-Seite, und funktionelle Makro-Blöcke für virtuelle Komponenten oder Sub-Blöcke für die analogen Seite. Verhaltensbeschreibungen beginnen darüber für abstrakte Modelle auf SoC-Ebene in HDL-AMS oder C-ähnlichen Sprachen. Die höchste Ebene ist die der architektonischen Beschreibung der Systemebene. Nun gibt es einen tieferen Sinn für einen Mixed-Signal-Simulator und der ist immer gegeben, wenn eine reine Logik-Schaltung sich mit Signalen der realen Welt befasst, d.h. meist mit analogen. HDL-AMS wurde zu einem großen Teil für die Modellierung von Signalaustausch entworfen und nicht für die Kommunikationprozesse! Effektive Top-Down- und Bottom-Up-Designprozesse erfordern erhebliche Funktionalitäten über sprachliche Grenzen hinweg. Aber es ist wichtig zu begreifen, dass Logikdesign im Wesentlichen ein Top-Down-Prozess ist, der von der Macht der automatischen Synthese profitiert, währenddessen Analogdesign im Wesentlichen ein "bottom-up"-Prozess ist, der bestenfalls die Einbindung von "Generatoren" flexibler Makro-Zellen erlaubt.   Virtuelle Testumgebung für gemischt analog/logische Signale SMASH ist ein "einmotoriger" Simulator. Für gemischt analog/logische Aufgaben eine einzelne Maschine zu verwenden, ist weniger nachteilig als getrennte Simulatoren zu verbinden. Jedoch, für das Simulieren über sehr unterschiedliche Domänen, ist es dennoch sinnvoll die Kosimulation zusammen mit dem Besten jedes Bereiches zu verwenden. DOLPHIN bietet mit SMASH und SUCCESS™ die Möglichkeit der Kosimulation, mit Kopplung eines Befehlssatz-Simulators (Instructions Set Simulator ISS) an. Folgende Gliederung kann zur Visualisierung einer Komponente als „Black Box“dienen: Eingangsdatensignale (analog, bei realen physikalischen Signalen, digital, für Signale von IC's), Kontrollsignale (digital), vorzugsweise in C-Kode geschrieben, Ausgangssignal, sowohl logisch als auch analog. Die Black Box ist eine Pin-genaue Darstellung in rein digitaler HDL, obwohl die inliegende Schaltung analog oder logisch implementiert sein kann. Die virtuelle Testumgebung wird in VHDL-AMS beschrieben. Als Beispiel für die einfachsten Fälle solch eines gemischt analog/logischen Modells Für anspruchsvollere Applikationen, ausgelegt nach VSIA Empfehlungen, siehe ADmir   Kosimulieren oder nicht kosimulieren Der Turm der Ebenen muß deshalb, ohne Nachteile einzubringen, mit der Möglichkeit der Kosimulation mehrerer Domänen erweitert werden. Dies bietet SUCCESS, DOLPHIN's Lösung für diese Herausforderung. Zwei Kosimulationsfälle werden betrachtet: Analoge Koppelung zu weiterem Analogen ermöglicht die Verbindung an einen HF/RF Simulator. Der Turm wird mit einem neuen Simulationsgebiet außerhalb der Zeitdomäne erweitert (HF/RF befindet sich in der Schwingungsübertragungsdomäne). Logik-Koppelung an weitere Logik ermöglicht die Verbindung an einen Instruction Set Simulator (ISS). SMASH liefert die exklusive Fähigkeit, Anwendungsprogramme mit Mischsignalperipherie zu simulieren. Mit dieser Lösung ist der gesamte Vorteil für die Systementwicklung erreicht.   SMASH ermöglicht die Kosimulation gemischt analog/logischer Signale! Keine nachteilige “Backplane” die Verzögerungen und Verzerrungen mit sich bringt… Beispiel anhand eines PLL Dieses einfache PLL läßt sich auf unterschiedlichen Ebenen simulieren (alle Kombination sind möglich). Bei der gewählten Lösung sind die Resultate Kompromisse zwischen Genauigkeit und Simulationsgeschwindigkeit. Folgend sind einige Lösungen dargestellt. SPICE / Verilog   A L B F S E Dies ist eine sehr genaue Lösung. Jedoch benötigt die VCO-Simulation 80% der Simulationszeit. SPICE / Verilog / ABCD A L B F S E Der VCO ist in ABCD (Analog Behavioral C-based Description, SPICE-Erweiterung) beschrieben Die Genauigkeit kann abnehmen Die Simulationszeit wird reduziert (ca. halbiert) Da der RC Low-Pass-Filter nicht viel Simulationszeit benötigt, wird er unverändert beibehalten SPICE / VHDL A L B F S E Die Logikbeschreibung ist in VHDL geschrieben. Geschwindigkeit und Genauigkeit sind ähnlich der von SPICE/VERILOG. VHDL-AMS / VHDL A L B F S E Der gesamte PLL kann in VHDL/VHDL-AMS beschrieben werden. Es ist der beste Kompromiß zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit. Einige SMASH Optionen, entsprechend Ihrem spezifischen Bedarf! A L B F S E A L B F S E A L B F S E SmashLog SmashStd SmashHdl   < SMASH Differentiators

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